DE112015005094T5 - Abwärtswandler vom isoliertyp - Google Patents

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Abstract

Ein Abwärtswandler vom Isoliertyp weist einen Kern, eine Primärseiten-Spule (21), erste, zweite, dritte und vierte Sekundärseiten-Spulen (22A–22D) und erste, zweite, dritte und vierte Gleichrichterelemente (31) auf. Der Kern weist einen mittleren Schenkel und erste und zweite äußere Schenkel auf. Die ersten, zweiten, dritten und vierten Gleichrichterelemente (31) sind dazu imstande, eine Gleichrichtung durchzuführen, so dass die elektrischen Ströme abwechselnd in einer der ersten und zweiten Sekundärseiten-Spulen und einer der dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen fließen, und wobei die elektrische Ströme, die gleichzeitig in einer der ersten und zweiten Sekundärseiten-Spulen und einer der dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen fließen, einander in ihren Richtungen entgegengesetzt sind, so dass sie einen magnetischen Fluss aufheben, der durch den mittleren Schenkel geht, und zwar jedes Mal dann, wenn die Richtung des elektrischen Stroms umgekehrt wird, der in der Primärseiten-Spule fließt. Es wird ein Abwärtswandler vom Isoliertyp angegeben, der einen Anstieg der Wärme minimieren kann, die von der Primärseiten-Spule erzeugt wird, und zwar sogar bei einem großen Abwärtswandlungs-Verhältnis eines Abwärtswandlungs-Transformators, ohne die Herstellungskosten zu erhöhen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abwärtswandler vom Isoliertyp, und insbesondere einen Abwärtswandler vom Isoliertyp, der eine konstante DC-Spannung aus einer DC-Hochspannung erzeugt.
  • Stand der Technik
  • Die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2004-303 857 A (PTD 1) offenbart beispielsweise, als Abwärtswandlungs-Transformator, der in einem DC-DC-Umsetzer (Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer) enthalten ist und der ein Typ von Schalt-Stromversorgung ist, eine Struktur, bei welcher einige Spiralwindungen einer Primärseiten-Spule und eine Windung einer Sekundärseiten-Spule gestapelt sind.
  • Die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2011-077 328 A (PTD 2) offenbart beispielsweise eine Struktur, bei welcher Sekundärseiten-Spulen, die erhalten werden, indem zwei Spulen in Reihe geschaltet werden, die jeweils mit einer Windung in einer S-Form gewickelt sind, so angeordnet werden, dass sie eine Primärseiten-Spule dazwischen von oben und von unten halten.
  • Literaturverzeichnis
  • Patentdokumente
    • PTD 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2004-303 857 A
    • PTD 2: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2011-077 328 A .
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Ein Abwärtswandler vom Isoliertyp, der eine Art eines DC-DC-Umsetzers ist, muss ein großes Abwärtswandlungs-Verhältnis haben, das ein Verhältnis einer hohen Spannung der Primärseiten-Spule eines Abwärtswandlungs-Transformators zu einer niedrigen Spannung einer Sekundärseiten-Spule ist. Um ein großes Abwärtswandlungs-Verhältnis im Abwärtswandlungs-Transformator einzustellen, der in den jeweiligen japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschriften JP 2004-303 857 A und JP 2011-077 328 A offenbart ist, ist es notwendig, die Anzahl von Windungen der Primärseiten-Spule zu erhöhen.
  • Wenn jedoch die Anzahl von Windungen erhöht wird, während die Gesamtgröße der Primärseiten-Spule kaum vergrößert wird, so wird der stromtragende Querschnitt der Wicklung der Primärseiten-Spule abnehmen, so dass die Wärme zunehmen wird, die von der Primärseiten-Spule erzeugt wird. Obwohl die Wärmeerzeugung minimiert werden kann, indem ein dickes Muster, das auf einer Platine oder einer harzgedichteten dicken Kupferplatte ausgebildet ist, als Primärseiten-Spule verwendet wird, geht damit eine Kostensteigerung einher.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des oben beschriebenen Problems konzipiert. Sie hat zur Aufgabe, einen Abwärtswandler vom Isoliertyp anzugeben, der eine Zunahme der Wärme minimieren kann, die von einer Primärseiten-Spule erzeugt wird, ohne die Herstellungskosten zu erhöhen, und zwar sogar bei einem großen Abwärtswandlungs-Verhältnis eines Abwärtswandlungs-Transformators.
  • Lösung des Problems
  • Ein Abwärtswandler vom Isoliertyp der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: einen Kern, eine Primärseiten-Spule, erste, zweite, dritte und vierte Sekundärseiten-Spulen, sowie erste, zweite, dritte und vierte Gleichrichterelemente. Der Kern weist einen mittleren Schenkel, einen ersten äußeren Schenkel und einen zweiten äußeren Schenkel auf.
  • Die ersten, zweiten, dritten und vierten Gleichrichterelemente sind dazu imstande, eine Gleichrichtung durchzuführen, so dass ein elektrischer Strom abwechselnd nur in einer der ersten und zweiten Sekundärseiten-Spulen sowie nur in einer der dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen fließt, und elektrische Ströme, die gleichzeitig in einer der ersten und zweiten Sekundärseiten-Spulen sowie in einer der dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen fließen, sind in ihren Richtungen entgegengesetzt zueinander, so dass sie den magnetischen Fluss aufheben, der durch den mittleren Schenkel geht, und zwar immer dann, wenn sich die Richtung des elektrischen Stroms umkehrt, der in der Primärseiten-Spule fließt.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung gilt Folgendes: Da die Anzahl von Windungen der Primärseiten-Spule sich verringern lässt, kann ein Anstieg der Wärme minimiert werden, die von der Primärseiten-Spule erzeugt wird, ohne die Herstellungskosten zu erhöhen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Schaltungs-Blockdiagramm, das ein erstes Beispiel eines Abwärtswandlers vom Isoliertyp einer ersten Ausführungsform zeigt.
  • 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Anordnung von Kernen und einer Mehrschicht-Platine zeigt, die einen Abwärtswandlungs-Transformator der ersten Ausführungsform bilden.
  • 3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Struktur der Mehrschicht-Platine an einem Bereich entlang der Linie III-III in 2 zeigt.
  • 4 zeigt eine schematische Draufsicht in 4(A), die einen Modus von Spulen und einen ersten Zustand der Spulen in einer ersten Schicht eines metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in einem ersten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt, eine schematische Draufsicht in 4(B), die einen Modus von Spulen und den ersten Zustand der Spulen in einer zweiten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem ersten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt, eine schematische Draufsicht in 4(C), die einen Modus von Spulen und den ersten Zustand der Spulen in einer dritten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem ersten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt, und eine schematische Draufsicht in 4(D), die einen Modus von Spulen und den ersten Zustand der Spulen in einer vierten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem ersten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt.
  • 5 zeigt eine schematische Draufsicht in 5(A), die einen Modus von Spulen und einen zweiten Zustand der Spulen in der ersten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem ersten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt, eine schematische Draufsicht in 5(B), die einen Modus von Spulen und den zweiten Zustand der Spulen in der zweiten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem ersten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt, eine schematische Draufsicht in 5(C), die einen Modus von Spulen und den zweiten Zustand der Spulen in der dritten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem ersten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt, und eine schematische Draufsicht in 5(D), die einen Modus von Spulen und den zweiten Zustand der Spulen in der vierten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem ersten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt.
  • 6 zeigt einen Graphen in 6(A), der zeitliche Veränderungen der Spannung zeigt, die an die Primärseiten-Spule angelegt wird, einen Graphen in 6(B), der zeitliche Veränderungen der Spannung zeigt, die an Sekundärseiten-Spulen 22A und 22D angelegt wird, und einen Graphen in 6(C), der zeitliche Veränderungen der Spannung zeigt, die an Sekundärseiten-Spulen 22B und 22C angelegt wird.
  • 7 ist ein Schaltungs-Blockdiagramm, das ein zweites Beispiel des Abwärtswandlers vom Isoliertyp einer ersten Ausführungsform zeigt.
  • 8 zeigt eine schematische Draufsicht in 8(A), die einen Modus von Spulen und den ersten Zustand der Spulen in der ersten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in einem zweiten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt, eine schematische Draufsicht in 8(B), die einen Modus von Spulen und den ersten Zustand der Spulen in der zweiten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem zweiten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt, eine schematische Draufsicht in 8(C), die einen Modus von Spulen und den ersten Zustand der Spulen in der dritten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem zweiten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt, und eine schematische Draufsicht in 8(D), die einen Modus von Spulen und den ersten Zustand der Spulen in der vierten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem zweiten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt.
  • 9 zeigt eine schematische Draufsicht 9(A), die einen Modus von Spulen und den zweiten Zustand der Spulen in der ersten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem zweiten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt, eine schematische Draufsicht in 9(B), die einen Modus von Spulen und den zweiten Zustand der Spulen in der zweiten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem zweiten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt, eine schematische Draufsicht in 9(C), die einen Modus von Spulen und den zweiten Zustand der Spulen in der dritten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem zweiten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt, und eine schematische Draufsicht in 9(D), die einen Modus von Spulen und den zweiten Zustand der Spulen in der vierten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem zweiten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt.
  • 10 zeigt eine schematische Draufsicht in 10(A), die einen Modus von Spulen und den ersten Zustand der Spulen in der ersten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in einem dritten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt, eine schematische Draufsicht in 10(B), die einen Modus von Spulen und den ersten Zustand der Spulen in der zweiten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem dritten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt, eine schematische Draufsicht in 10(C), die einen Modus von Spulen und den ersten Zustand der Spulen in der dritten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem dritten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt, und eine schematische Draufsicht in 10(D), die einen Modus von Spulen und den ersten Zustand der Spulen in der vierten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem dritten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt.
  • 11 zeigt eine schematische Draufsicht 11(A), die einen Modus von Spulen und den ersten Zustand der Spulen in der ersten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in einem vierten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt, eine schematische Draufsicht in 11(B), die einen Modus von Spulen und den ersten Zustand der Spulen in der zweiten Schicht des metallischen Dünnschicht-musters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem vierten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt, eine schematische Draufsicht in 11(C), die einen Modus von Spulen und den ersten Zustand der Spulen in der dritten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem vierten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt, und eine schematische Draufsicht in 11(D), die einen Modus von Spulen und den ersten Zustand der Spulen in der vierten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem vierten Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt.
  • 12 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Modus zeigt, in welchem ein Bereich entlang der Linie XII-XII in 2 gemäß der ersten Ausführungsform zusammengebaut ist und in einen Radiator eingesetzt ist.
  • 13 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Anordnung von Kernen und einer Mehrschicht-Platine zeigt, die einen Abwärtswandlungs-Transformator einer zweiten Ausführungsform bilden.
  • 14 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Struktur der Mehrschicht-Platine an einem Bereich entlang der Linie XIV-XIV in 13 zeigt.
  • 15 zeigt eine schematische Draufsicht 15(A), die einen Modus von Spulen und den ersten Zustand der Spulen in der ersten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in einem ersten Beispiel der zweiten Ausführungsform zeigt, eine schematische Draufsicht in 15(B), die einen Modus von Spulen und den ersten Zustand der Spulen in der zweiten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem ersten Beispiel der zweiten Ausführungsform zeigt, eine schematische Draufsicht in 15(C), die einen Modus von Spulen und den ersten Zustand der Spulen in der dritten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem ersten Beispiel der zweiten Ausführungsform zeigt, und eine schematische Draufsicht in 15(D), die einen Modus von Spulen und den ersten Zustand der Spulen in der vierten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem ersten Beispiel der zweiten Ausführungsform zeigt.
  • 16 zeigt eine schematische Draufsicht in 16(A), die einen Modus von Spulen und den zweiten Zustand der Spulen in der ersten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem ersten Beispiel der zweiten Ausführungsform zeigt, eine schematische Draufsicht in 16(B), die einen Modus von Spulen und den zweiten Zustand der Spulen in der zweiten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem ersten Beispiel der zweiten Ausführungsform zeigt, eine schematische Draufsicht in 16(C), die einen Modus von Spulen und den zweiten Zustand der Spulen in der dritten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem ersten Beispiel der zweiten Ausführungsform zeigt, und eine schematische Draufsicht in 16(D), die einen Modus von Spulen und den zweiten Zustand der Spulen in der vierten Schicht des metallischen Dünnschichtmusters in der Mehrschicht-Platine gemäß 3 in dem ersten Beispiel der zweiten Ausführungsform zeigt.
  • 17 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Modus zeigt, in welchem ein Bereich entlang der Linie XVII-XVII in 13 bei der zweiten Ausführungsform zusammengebaut ist und in einen Radiator eingesetzt ist.
  • 18 ist ein Schaltungs-Blockdiagramm, das ein erstes Beispiel eines Abwärtswandlers vom Isoliertyp einer dritten Ausführungsform zeigt.
  • 19 zeigt einen Graphen, der zeitliche Veränderungen des elektrischen Stroms zeigt, der in einer Glättungsspule 42A in einem Kopplungs-Gleichgewichtszustand bei der dritten Ausführungsform fließt, einen Graphen in 19(A), der zeitliche Veränderungen des elektrischen Stroms zeigt, der in einer Glättungsspule 42B im Kopplungs-Gleichgewichtszustand bei der dritten Ausführungsform fließt, einen Graphen, der zeitliche Veränderungen des elektrischen Stroms zeigt, der in der Glättungsspule 42A im Kopplungs-Ungleichgewichtszustand bei der dritten Ausführungsform fließt, und einen Graphen in 19(B), der zeitliche Veränderungen des elektrischen Stroms zeigt, der in der Glättungsspule 42B im Kopplungs-Ungleichgewichtszustand bei der dritten Ausführungsform fließt.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf der Basis der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • Erste Ausführungsform
  • Zunächst wird eine Schaltung, die einen Abwärtswandler vom Isoliertyp der vorliegenden Ausführungsform bildet, unter Verwendung von 1 beschrieben.
  • Wie unter Bezugnahme auf 1 ersichtlich, besitzt ein Abwärtswandler 101 vom Isoliertyp eines ersten Beispiels der vorliegenden Ausführungsform hauptsächlich eine Primärseiten-Treiberschaltung 1, einen Abwärtswandlungs-Transformator 2, eine Gleichrichterschaltung 3, eine Glättungsschaltung 4 und eine Steuerungsschaltung 5.
  • Die Primärseiten-Treiberschaltung 1 besitzt vier Schaltelemente 11A, 11B, 11C und 11D (die gemeinsam als ein Schaltelement 11 bezeichnet werden). Der Abwärtswandlungs-Transformator 2 weist eine Primärseiten-Spule 21 und vier Sekundärseiten-Spulen 22A, 22B, 22C und 22D auf (die gemeinsam als eine Sekundärseiten-Spule 22 bezeichnet werden). Die Gleichrichterschaltung 3 weist vier Gleichrichterelemente 31A, 31B, 31C und 31D auf (die gemeinsam als ein Gleichrichterelement 31 bezeichnet werden). Die Glättungsschaltung 4 besitzt einen Glättungskondensator 41 und eine Glättungsspule 42.
  • In der Primärseiten-Treiberschaltung 1 ist ein Schaltelement 11 verbunden, wie in 1 gezeigt. Genauer gesagt: Schaltelemente 11A und 11B, die in Reihe geschaltet sind, und Schaltelemente 11C und 11D, die in Reihe geschaltet sind, sind zueinander parallel geschaltet. Es gibt einen Knoten 12 zwischen den Schaltelementen 11A und 11B, und es gibt einen Knoten 13 zwischen den Schaltelementen 11C und 11D. Die Primärseiten-Spule 21 ist über die Knoten 12 und 13 verbunden.
  • Da das Schaltelement 11 mit der Steuerungsschaltung 5 verbunden ist, werden die Schaltelemente 11A bis 11D von der Steuerungsschaltung 5 so gesteuert, dass sie abwechselnd eingeschaltet und ausgeschaltet werden. Genauer gesagt: Ein erster Zustand, in welchem die Schaltelemente 11A und 11D eingeschaltet werden, und ein zweiter Zustand, in welchem die Schaltelemente 11B und 11C eingeschaltet werden, werden wechselweise in regelmäßigen Zeitintervallen herbeigeführt.
  • Demzufolge wird in der Primärseiten-Treiberschaltung 1 eine Eingangsspannung von einer Spannung Vi einer DC-Spannungsversorgung 6 an die Primärseiten-Spule 21 in entgegengesetzten Richtungen im ersten und zweiten Zustand angelegt (so dass sie eine positive Spannung in dem einen Zustand und eine negative Spannung in dem anderen Zustand sind).
  • Wie oben beschrieben, bildet das Schaltelement 11 eine sogenannte Vollbrückenschaltung mit den vier Schaltelementen 11A bis 11D. Der Modus des Schaltelements 11 ist jedoch nicht auf den in 1 gezeigten beschränkt, solange eine Spannung abwechselnd an die Primärseiten-Spule 21 in entgegengesetzten Richtungen im ersten und zweiten Zustand angelegt werden kann, und es kann beispielsweise eine sogenannte Halbbrückenschaltung verwirklicht werden, die mit zwei Schaltelementen implementiert wird.
  • Das eine Ende von einem Paar von Enden der Sekundärseiten-Spule 22A ist mit einem Bezugspotential 7 auf der Sekundärseite des Abwärtswandlers 101 vom Isoliertyp verbunden, und das andere Ende ist mit der Anode des Gleichrichterelements 31A verbunden. Auf ähnliche Weise ist das eine Ende von einem Paar von Enden von jeder der Sekundärseiten-Spulen 22B, 22C und 22D mit dem Bezugspotential 7 auf der Sekundärseite des Abwärtswandlers 101 vom Isoliertyp verbunden, und das andere Ende ist mit der Anode eines entsprechenden der Gleichrichterelemente 31B, 31C und 31D verbunden.
  • Die Kathode von jedem der Gleichrichterelemente 31A bis 31D ist mit der Glättungsspule 42 verbunden, und die Glättungsspule 42 und der Glättungskondensator 41 sind in Reihe geschaltet. Dadurch bilden sie die Glättungsschaltung 4.
  • Nachfolgend wird die Struktur von jeder der Komponenten, die den Abwärtswandlungs-Transformator 2 bei der vorliegenden Ausführungsform bilden, unter Verwendung der 2 bis 5 beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf 2 gilt Folgendes: Ein Abwärtswandlungs-Transformator 2 der vorliegenden Erfindung hat hauptsächlich einen E-förmigen Kern 23 (Kern), einen I-Förmigen Kern 24 und eine Mehrschicht-Platine 26. Der E-förmige Kern 23 hat äußere Schenkel 23A und 23B, einen mittleren Schenkel 23C und einen Kern-Kupplungsbereich 23D, wie in 2 gezeigt.
  • Es sei Folgendes angemerkt: 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die bloß eine Anordnung der oben beschriebenen jeweiligen Komponenten zeigt, und nicht einen Modus, in welchem diese jeweiligen Komponenten in dem Abwärtswandlungs-Transformator 2 schließlich zusammengebaut werden.
  • Der äußere Schenkel 23A (der erste äußere Schenkel) verläuft in derselben Richtung wie der mittlere Schenkel 23C, d. h. abwärts in 2, und er ist von dem mittleren Schenkel 23C (in der Horizontalrichtung in 2) beabstandet. Der äußere Schenkel 23B (der zweite äußere Schenkel) ist von dem mittleren Schenkel 23C (in der Horizontalrichtung in 2) gegenüber dem äußeren Schenkel 23A in Bezug auf den mittleren Schenkel 23C beabstandet (d. h. auf der rechten Seite des mittleren Schenkels 23C in 2).
  • Das heißt, zwei äußere Schenkel 23A und 23B sind so angeordnet, dass sie den mittleren Schenkel 23C von der rechten und linken Seite in 2 sandwichartig aufnehmen. Der Kern-Kupplungsbereich 23D ist ein Bereich, der in der Richtung (der Horizontalrichtung in 2) verläuft, die die Richtung kreuzt, in welcher die äußeren Schenkel 23A, 23B und der mittlere Schenkel 23C so verlaufen, dass die äußeren Schenkel 23A, 23B und der mittlere Schenkel 23C, die in der Vertikalrichtung in 2 verlaufen, miteinander an ihren oberen Enden verbunden sind.
  • In 2 ist der Querschnitt, der die Richtung kreuzt, in welcher der mittlere Schenkel 23C verläuft, größer als der Querschnitt, der die Richtung kreuzt, in welcher die äußeren Schenkel 23A und 23B verlaufen. Genauer gesagt: Die Querschnitte der äußeren Schenkel 23A und 23B in 2 sind nahezu gleich in der Fläche, und die Summe der Flächen der Querschnitte der zwei äußeren Schenkel 23A und 23B ist nahezu gleich der Fläche des Querschnitts des mittleren Schenkels 23C. Dieser Modus ist jedoch keine Einschränkung.
  • Der E-förmige Kern 23 hat eine Form wie der Buchstabe ”E” bei Betrachtung von der Vorderseite in 2.
  • Der I-förmige Kern 24 hat eine rechteckige Parallelepipedform, die in der Horizontalrichtung in der Zeichnung verläuft, ähnlich wie der Kern-Kupplungsbereich 23D. Vorzugsweise haben der E-förmige Kern 23 und der I-förmige Kern 24 jeweils eine Rechteckform (lange Form) in einem Kongruenzverhältnis zueinander, wenn 2 insgesamt von oben betrachtet wird (in der Draufsicht betrachtet wird). Es sei angemerkt, dass sowohl der E-förmige Kern 23, als auch der I-förmige Kern 24 vorzugsweise aus allgemein bekanntem Ferrit oder dergleichen gebildet sind.
  • Die Mehrschicht-Platine 26 ist eine flache plattenartige Komponente, die beispielsweise eine Rechteckform in der Draufsicht hat. Die Mehrschicht-Platine 26 hat beispielsweise drei Durchgangslöcher 26A, 26B und 26C, die voneinander beabstandet sind und in der Reihe auf eine Weise ausgebildet sind, dass sie durch die Mehrschicht-Platine 26 verlaufen, und zwar ausgehend von der einen Hauptfläche (der Oberseite in der Zeichnung) zu der anderen Hauptfläche (der Unterseite in der Zeichnung).
  • Die Mehrschicht-Platine 26, die so angeordnet ist, dass sie zwischen dem E-förmigen Kern 23 und dem I-förmigen Kern 24 sandwichartig aufgenommen ist, ist so eingestellt, dass der äußere Schenkel 23A durch das Durchgangsloch 26A hindurch eingeführt ist, der äußere Schenkel 23B durch das Durchgangsloch 26B hindurch eingeführt ist und der mittlere Schenkel 23C durch das Durchgangsloch 26C hindurch eingeführt ist, und die äußeren und mittleren Schenkel 23A, 23B und 23C so fixiert sind, dass deren Anschlussenden (an dem untersten Teil in 2) an der Fläche der langen Form des I-förmigen Kerns 24 montiert sind.
  • Der Abwärtswandlungs-Transformator 2 wird dadurch so zusammengebaut, dass die äußeren Schenkel 23A, 23B und ein Teil des mittleren Schenkels 23C des E-förmigen Kerns 23 durch Durchgangslöcher 26A, 26B bzw. 26C hindurch eingeführt sind. Wie später noch näher beschrieben, hat der zusammengebaute Abwärtswandlungs-Transformator 2 zwei Magnetpfade, und zwar einen, der von dem äußeren Schenkel 23A und dem mittleren Schenkel 23C gebildet wird, und den anderen, der von dem äußeren Schenkel 23B und dem mittleren Schenkel 23C gebildet wird.
  • Es sei angemerkt, dass hier zwei Magnetpfade gebildet werden, indem der E-förmige Kern 23 und der I-förmige Kern 24 kombiniert werden, aber dies ist keine Einschränkung. Ein Abwärtswandlungs-Transformator mit zwei Magnetpfaden kann zusammengebaut werden, indem beispielsweise zwei E-förmige Kerne oder zwei Kerne vom EER-Typ kombiniert werden.
  • Unter Bezugnahme auf 2 und 3 gilt Folgendes: Die Mehrschicht-Platine 26 ist ein Substrat, das gebildet wird, indem ein Substratkörper 27 aus einem isolierenden Material, wie z. B. ein allgemein bekanntes Harz, als eine Basis verwendet wird und ein Muster 28 aus einer Mehrzahl von dünnen Metallschichten aus Kupfer oder dergleichen beispielsweise darin als Spuren ausgebildet wird. Die Mehrschicht-Platine 26 der vorliegenden Ausführungsform hat beispielsweise ein vierschichtiges Muster von Mustern 28A, 28B, 28C und 28D. Darunter kann das Muster 28A der untersten Schicht so ausgebildet sein, dass es in Kontakt mit der untersten Fläche des Substratkörpers 27 kommt (d. h., so dass es die unterste Schicht der Mehrschicht-Platine 26 insgesamt wird).
  • Das Muster 28D der obersten Schicht kann so ausgebildet sein, dass es in Kontakt mit der obersten Fläche des Substratkörpers 27 kommt (d. h., so dass es die oberste Schicht der Mehrschicht-Platine 26 insgesamt wird). Dieser Modus ist jedoch keine Einschränkung, und die Muster 28A und 28D können beispielsweise auch innerhalb der Mehrschicht-Platine 26 (ähnlich wie die Muster 28B und 28C) ausgebildet werden. Die Muster 28A bis 28D sind in dem Modus, in welchem sie voneinander in der Vertikalrichtung in 3 durch den Substratkörper 27 beabstandet sind, der aus einem isolierenden Material gebildet ist, und in welchem sie miteinander nicht elektrisch verbunden sind (nicht kurzgeschlossen sind), es sei denn, sie sind beispielsweise mittels Vias oder dergleichen verbunden.
  • Die Mehrschicht-Platine 26, die vierschichtige Muster 28A bis 28D hat, wie in 3 gezeigt, kann auch als eine Vierschicht-Schaltungsplatine bezeichnet werden.
  • Unter Bezugnahme auf 4(A) gilt Folgendes: Wenn die erste Schicht, die die unterste Schicht der vierschichtigen Muster 28A bis 28D der Mehrschicht-Platine 26 ist, in Draufsicht betrachtet wird, sind Sekundärseiten-Spulen 22A und 22D in dieser Ebene als die gleiche Schicht wie das Muster 28A gemäß 3 angeordnet. Das heißt, die oben beschriebenen Sekundärseiten-Spulen 22A und 22D können als die gleiche Schicht wie das Muster 28A aufgefasst werden (eine Schicht, die dem Muster 28A entspricht), und sie sind Spulen, die beispielsweise als ein Kupfer-Dünnschichtmuster ausgebildet sind.
  • Die Sekundärseiten-Spule 22A (die erste Sekundärseiten-Spule) ist so angeordnet, dass sie einen Bereich zwischen dem äußeren Schenkel 23A und dem mittleren Schenkel 23C enthält, und sie verläuft linear in der Draufsicht zumindest in dem Bereich zwischen dem äußeren Schenkel 23A und dem mittleren Schenkel 23C. Das heißt, die Sekundärseiten-Spule 22A kann als äquivalent zu einer halben Windung (0,5 Windungen) um den äußeren Schenkel 23A auf eine scheinbare Art und Weise (Pseudoweise) verstanden werden.
  • An dem einen Ende (auf der linken Seite in 4(A)) des linearen Bereichs, der zwischen den äußeren Schenkel 23A und den mittleren Schenkel 23C eingefügt ist, ist die Sekundärseiten-Spule 22A gebogen, so dass sie ungefähr senkrecht zu der linear verlaufenden Richtung kreuzt, und das Bezugspotential 7 ist mit diesem gebogenen Bereich verbunden.
  • Die Anode des Gleichrichterelements 31A (des ersten Gleichrichterelements) ist mit einem Ende (auf der rechten Seite in 4(A)) gegenüber dem oben beschriebenen einen Ende des linearen Bereichs der Sekundärseiten-Spule 22A verbunden, die zwischen den äußeren Schenkel 23A und den mittleren Schenkel 23C gefügt ist. Der Modus, der einen solchen gebogenen Bereich hat, ist jedoch keine Einschränkung, und die Spule kann beispielsweise auch linear von dem Bezugspotential 7 zu dem Gleichrichterelement 31A verlaufen.
  • Die Sekundärseiten-Spule 22D (die dritte Sekundärseiten-Spule) ist so angeordnet, dass sie einen Bereich zwischen dem äußeren Schenkel 23B und dem mittleren Schenkel 23C enthält, und sie verläuft linear in der Draufsicht zumindest in dem Bereich zwischen dem äußeren Schenkel 23B und dem mittleren Schenkel 23C (eine 0,5-Windung um den äußeren Schenkel 23B auf eine Pseudoweise). An dem einen Ende (auf der rechten Seite in 4(A)) des linearen Bereichs, der zwischen den äußeren Schenkel 23B und den mittleren Schenkel 23C gefügt ist, ist die Sekundärseiten-Spule 22D gebogen, so dass sie ungefähr senkrecht zu der linear verlaufenden Richtung kreuzt, und das Bezugspotential 7 ist mit diesem gebogenen Bereich verbunden.
  • Die Anode des Gleichrichterelements 31D (des dritten Gleichrichterelements) ist mit einem Ende (auf der linken Seite in 4(A)) gegenüber dem oben beschriebenen einen Ende des linearen Bereichs der Sekundärseiten-Spule 22D verbunden, die zwischen den äußeren Schenkel 23B und den mittleren Schenkel 23C gefügt ist. Der Modus, der einen solchen gebogenen Bereich hat, ist jedoch keine Einschränkung, und die Spule kann beispielsweise auch linear von dem Bezugspotential 7 zu dem Gleichrichterelement 31D verlaufen.
  • Unter Bezugnahme auf 4(B) gilt Folgendes: Wenn die zweite unterste Schicht der vierschichtigen Muster 28A bis 28D der Mehrschicht-Platine 26 in der Draufsicht betrachtet wird, ist die Primärseiten-Spule 21 in dieser Ebene als die gleiche Schicht wie das Muster 28B gemäß 3 angeordnet. Das heißt, die oben beschriebene Primärseiten-Spule 21 kann als die gleiche Schicht wie das Muster 28B aufgefasst werden (eine Schicht, die dem Muster 28B entspricht), und sie ist eine Spule, die beispielsweise als ein Kupfer-Dünnschichtmuster ausgebildet ist.
  • Die Primärseiten-Spule 21 ist so angeordnet, dass sie durch den Bereich zwischen dem äußeren Schenkel 23A und dem mittleren Schenkel 23C, den Bereich zwischen dem äußeren Schenkel 23B und dem mittleren Schenkel 23C sowie den Bereich hindurchgeht, der diese zwei Bereiche verbindet. Genauer gesagt: Die Primärseiten-Spule 21 ist in einem Modus, in welchem sie beispielsweise spiralförmig um zwei Windungen um den mittleren Schenkel 23C gewickelt ist, wie in der Zeichnung gezeigt.
  • Die spiralförmige Primärseiten-Spule 21 ist so konfiguriert, dass ein Spalt zwischen der ersten Windung und der zweiten Windung verbleibt, um zu verhindern, dass sie elektrisch kurzgeschlossen werden. Die Primärseiten-Spule 21 verläuft linear in jedem der oben beschriebenen Bereiche, und sie ist nahezu senkrecht an den Grenzen zwischen den jeweiligen Bereichen gebogen. Demzufolge ist die Primärseiten-Spule 21 um den mittleren Schenkel 23C gewickelt, so dass sich in der Draufsicht eine rechteckige Form zeigt.
  • Unter Bezugnahme auf 4(C) gilt Folgendes: Wenn die dritte unterste Schicht der vierschichtigen Muster 28A bis 28D der Mehrschicht-Platine 26 in der Draufsicht betrachtet wird, ist die Primärseiten-Spule 21 in dieser Ebene als die gleiche Schicht wie das Muster 28C gemäß 3 angeordnet. Das heißt, die oben beschriebene Primärseiten-Spule 21 kann als die gleiche Schicht wie das Muster 28C aufgefasst werden (eine Schicht, die dem Muster 28C entspricht), und sie ist eine Spule, die beispielsweise als ein Kupfer-Dünnschichtmuster ausgebildet ist.
  • Die Primärseiten-Spule 21, die in 4(C) gezeigt ist, ist in einem Modus, in welchem sie spiralförmig mit zwei Windungen um den mittleren Schenkel 23C gewickelt ist, beispielsweise ungefähr ähnlich wie die Primärseiten-Spule 21, die in 4(B) gezeigt ist. Zwei Windungen der Primärseiten-Spule 21, die in 4(B) gezeigt ist, und zwei Windungen der Primärseiten-Spule 21, die in 4(C) gezeigt ist, sind elektrisch an ihren Enden mittels Verbindungsdurchgängen 25 miteinander verbunden, die in der Vertikalrichtung in 3 verlaufen (in der Dickenrichtung der Mehrschicht-Platine 26), und eine Kombination von diesen fungiert als eine Primärseiten-Spule 21.
  • Ein Ende der Primärseiten-Spule 21 gemäß 4(B), das dem Ende gegenüberliegt, das mit den Verbindungsdurchgängen 25 verbunden ist, entspricht dem Knoten 12 gemäß 1, und ein Ende der Primärseiten-Spule 21 gemäß 4(C), das dem Ende gegenüberliegt, das mit den Verbindungsdurchgängen 25 verbunden ist, entspricht dem Knoten 13 gemäß 1. Dadurch wird eine Gesamtheit von vier Windungen der Primärseiten-Spule 21 gebildet.
  • Unter Bezugnahme auf 4(D) gilt Folgendes: Wenn die oberste der vierschichtigen Muster 28A bis 28D der Mehrschicht-Platine 26 in der Draufsicht betrachtet wird, sind die Sekundärseiten-Spulen 22C und 22B in dieser Ebene als die gleiche Schicht wie das Muster 28D gemäß 3 angeordnet. Das heißt, die oben beschriebenen Sekundärseiten-Spulen 22C und 22B können als die gleiche Schicht wie das Muster 28D aufgefasst werden (eine Schicht, die dem Muster 28D entspricht), und sie sind Spulen, die beispielsweise als ein Kupfer-Dünnschichtmuster ausgebildet sind.
  • Die Sekundärseiten-Spule 22C (die dritte Sekundärseiten-Spule) ist so angeordnet, dass sie einen Bereich zwischen dem äußeren Schenkel 23A und dem mittleren Schenkel 23C enthält, und sie verläuft linear in der Draufsicht zumindest in dem Bereich zwischen dem äußeren Schenkel 23A und dem mittleren Schenkel 23C (eine 0,5-Windung um den äußeren Schenkel 23A auf eine Pseudoweise). An dem einen Ende (auf der rechten Seite in 4(B)) des linearen Bereichs, der zwischen den äußeren Schenkel 23A und den mittleren Schenkel 23C eingefügt ist, ist die Sekundärseiten-Spule 22C gebogen, so dass sie ungefähr senkrecht zu der linear verlaufenden Richtung kreuzt, und das Bezugspotential 7 ist mit diesem gebogenen Bereich verbunden.
  • Die Anode des Gleichrichterelements 31C (des zweiten Gleichrichterelements) ist mit einem Ende (auf der linken Seite in 4(A)) gegenüber dem oben beschriebenen einen Ende des linearen Bereichs der Sekundärseiten-Spule 22C verbunden, die zwischen den äußeren Schenkel 23A und den mittleren Schenkel 23C eingefügt ist. Der Modus, der einen solchen gebogenen Bereich hat, ist jedoch keine Einschränkung, und die Spule kann beispielsweise auch linear von dem Bezugspotential 7 zu dem Gleichrichterelement 31C verlaufen.
  • Die Sekundärseiten-Spule 22B (die vierte Sekundärseiten-Spule) ist so angeordnet, dass sie einen Bereich zwischen dem äußeren Schenkel 23B und dem mittleren Schenkel 23C enthält, und sie verläuft linear in der Draufsicht zumindest in dem Bereich zwischen dem äußeren Schenkel 23B und dem mittleren Schenkel 23C (eine 0,5-Windung um den äußeren Schenkel 23B auf eine Pseudoweise).
  • An dem einen Ende (auf der linken Seite in 4(B)) des linearen Bereichs, der zwischen den äußeren Schenkel 23B und den mittleren Schenkel 23C eingefügt ist, ist die Sekundärseiten-Spule 22B gebogen, so dass sie ungefähr senkrecht zu der linear verlaufenden Richtung kreuzt, und das Bezugspotential 7 ist mit diesem gebogenen Bereich verbunden.
  • Die Anode des Gleichrichterelements 31B (des vierten Gleichrichterelements) ist mit einem Ende (auf der rechten Seite in 4(A)) gegenüber dem oben beschriebenen einen Ende des linearen Bereichs der Sekundärseiten-Spule 22B verbunden, die zwischen den äußeren Schenkel 23B und den mittleren Schenkel 23C eingefügt ist. Der Modus, der einen solchen gebogenen Bereich hat, ist jedoch keine Einschränkung, und die Spule kann beispielsweise auch linear von dem Bezugspotential 7 zu dem Gleichrichterelement 31B verlaufen.
  • Wie oben beschrieben, sind in der Mehrschicht-Platine 26 Primärseitenund Sekundärseiten-Spulen 21 und 22 so ausgebildet, dass sie aufeinander geschichtet sind. Der mittlere Schenkel 23C des E-förmigen Kerns 23 verläuft so durch die Mehrschicht-Platine 26, dass er von diesen Primärseiten- und Sekundärseiten-Spulen 21 und 22 umgeben ist.
  • Die Teile der oben beschriebenen Sekundärseiten-Spulen 22A bis 22D (die zwischen die äußeren und mittleren Schenkel eingefügt sind), die in der Draufsicht linear verlaufen, überlappen einander zumindest teilweise. Daher haben die Sekundärseiten-Spulen 22A bis 22D, die mit bloß einer halben Windung (0,5-Windung) angeordnet sind, eine größere Breite als die Primärseiten-Spule 21, die eine schmale Breite hat, um eine Wicklung mit zwei Windungen in den Bereichen zwischen den äußeren Schenkeln 23A, 23B und dem mittleren Schenkel 23C zu ermöglichen.
  • Da die Spannung an die Primärseiten-Spule 21 in entgegengesetzten Richtungen im ersten Zustand und im zweiten Zustand angelegt wird, wie oben beschrieben, fließt der elektrische Strom in dieser Primärseiten-Spule 21 in entgegengesetzten Richtungen im ersten Zustand und im zweiten Zustand. Nachfolgend werden die Veränderungen des Flusses des elektrischen Stroms in der Sekundärseiten-Spule 22 beschrieben, die dadurch hervorgerufen werden.
  • Wie mit den Pfeilen in 4(B) und 4(C) angezeigt, wird hier beispielsweise der erste Zustand diskutiert, in welchem die Schaltelemente 11A und 11D (siehe 1) eingeschaltet werden, so dass eine positive Eingangsspannung der DC-Spannungsversorgung 6 an die Primärseiten-Spule 21 angelegt wird, so dass dafür gesorgt wird, dass ein elektrischer Strom von dem Knoten 12 in Richtung des Knotens 13 des Schaltelements 11 fließt. Zu diesem Zeitpunkt fließt der elektrische Strom von außen nach innen bei der Spirale der Primärseiten-Spule 21 in 4(B), und er fließt von innen nach außen bei der Spirale der Primärseiten-Spule 21 in 4(C).
  • Mit diesem elektrischen Strom tritt ein magnetischer Fluss S1 nach oben auf, und zwar senkrecht zu der Zeichenebene in dem mittleren Schenkel 23C, der um die Primärseiten-Spule 21 gewickelt ist, und ein magnetischer Fluss wird in einer Schleife gemäß zwei Magnetpfaden erzeugt, die jeweils zwischen den äußeren Schenkeln 23A, 23B und dem mittleren Schenkel 23C gebildet werden. Daher tritt ein magnetischer Fluss S2 in den äußeren Schenkeln 23A und 23B nach oben auf, und zwar senkrecht zur Zeichenebene in der entgegengesetzten Richtung zum mittleren Schenkel 23C.
  • Wie unter erneuter Bezugnahme auf 4(A) und 4(D) ersichtlich, tritt eine induzierte elektromotorische Kraft in den Sekundärseiten-Spulen 22A und 22D auf, um den magnetischen Fluss S1 im mittleren Schenkel 23C in den oben beschriebenen 4(B) und (C) aufzuheben, so dass der magnetische Fluss S2 auftritt und ein elektrischer Strom fließen wird. Es sei angemerkt, dass zu diesem Zeitpunkt der magnetische Fluss S1 in den äußeren Schenkeln 23A und 23B auftreten wird.
  • Auf der Basis einer ähnlichen Theorie für die Sekundärseiten-Spulen 22A und 22D wird ein elektrischer Strom auch in den Sekundärseiten-Spulen 22B und 22C fließen. Es sei angemerkt, dass die Richtungen der magnetischen Flüsse, die auftreten werden und von den Situationen herrühren, die in 4(B) und 4(C) gezeigt sind, in Kernen 23A bis 23C angezeigt sind, die in 4(A) und 4(D) gezeigt sind.
  • Zu diesem Zweck wird der elektrische Strom in der Zeichnung in den Sekundärseiten-Spulen 22A und 22C nach rechts fließen, und er wird in der Zeichnung in den Sekundärseiten-Spulen 22B und 22D nach links fließen. Der elektrische Strom, der in den Sekundärseiten-Spulen 22B und 22C fließen wird, wird jedoch von der Gleichrichtungsfunktion der Gleichrichterelemente 31C und 31B unterbrochen und fließt nicht. Tatsächlich fließt der elektrische Strom, der mit den Pfeilen in 4(A) angezeigt ist, nur in den Sekundärseiten-Spulen 22A und 22D, um durch die Gleichrichterelemente 31A und 31D zu gehen. Genauer gesagt: Da die Sekundärseiten-Spulen 22A und 22D magnetisch mittels des E-förmigen Kerns 23 und des I-förmigen Kerns 24 gekoppelt sind, fließt der elektrische Strom in der entgegengesetzten Richtung zu dem elektrischen Strom, der in der Primärseiten-Spule 21 fließt, die sie in der Draufsicht überlappt.
  • Als nächstes, wie mit den Pfeilen in 5(B) und 5(C) angezeigt, wird der zweite Zustand diskutiert, in welchem die Schaltelemente 11B und 11C (siehe 1) eingeschaltet werden, so dass eine negative Eingangsspannung der DC-Spannungsversorgung 6 an die Primärseiten-Spule 21 angelegt wird, so dass dafür gesorgt wird, dass ein elektrischer Strom von dem Knoten 13 in Richtung des Knotens 12 des Schaltelements 11 fließt. Zu diesem Zeitpunkt fließt der elektrische Strom von innerhalb nach außerhalb der Spirale der Primärseiten-Spule 21 in 5(B), und er fließt von außerhalb nach innerhalb der Spirale der Primärseiten-Spule 21 in 5(C).
  • Mit diesen elektrischen Strömen, die entgegengesetzt zu dem obigen Fall sind, tritt der magnetische Fluss S2 im mittleren Schenkel 23C auf, der um die Primärseiten-Spule 21 gewickelt ist, und der magnetische Fluss S1 tritt in den äußeren Schenkeln 23A und 23B auf.
  • Unter Bezugnahme auf 5(A) und 5(D) tritt eine induzierte elektromotorische Kraft in den Sekundärseiten-Spulen 22A und 22D auf, um Veränderungen im magnetischen Fluss aufzuheben, die im mittleren Schenkel 23C auftreten, so dass der magnetische Fluss S1 auftritt und ein elektrischer Strom fließen wird. Es sei angemerkt, dass zu diesem Zeitpunkt der magnetische Fluss S2 in den äußeren Schenkeln 23A und 23B auftreten wird. Das gleiche trifft auf die Sekundärseiten-Spulen 22B und 22C zu. Die Richtungen der magnetischen Flüsse, die auftreten werden, sind in den Kernen 23A bis 23C in 5(A) und 5(D) angezeigt.
  • Zu diesem Zweck wird der elektrische Strom in der Zeichnung in den Sekundärseiten-Spulen 22A und 22C nach links fließen, und er wird in der Zeichnung in den Sekundärseiten-Spulen 22B und 22D nach rechts fließen. Der elektrische Strom, der in den Sekundärseiten-Spulen 22A und 22D fließen wird, wird jedoch von der Gleichrichtungsfunktion der Gleichrichterelemente 31A und 31D unterbrochen und fließt nicht.
  • Tatsächlich fließt der elektrische Strom, der mit den Pfeilen in 5(D) angezeigt ist, nur in den Sekundärseiten-Spulen 22B und 22C, um durch die Gleichrichterelemente 31B und 31C zu gehen. Ähnlich wie in dem obigen Fall fließt der elektrische Strom in den Sekundärseiten-Spulen 22B und 22C in der entgegengesetzten Richtung zu dem elektrischen Strom, der in der Primärseiten-Spule 21 fließt, die sie in der Draufsicht überlappt.
  • Als nächstes werden Veränderungen der an die jeweilige Spule angelegten Spannung zwischen den oben beschriebenen jeweiligen Zuständen unter Verwendung von 6 beschrieben.
  • Wie unter Bezugnahme auf 6(A) ersichtlich, wird zunächst eine positive Spannung Vi an die Primärseiten-Spule 21 mittels der Primärseiten-Treiberschaltung 1 im ersten Zustand angelegt, der in 4 gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird eine positive Spannung an die Sekundärseiten-Spulen 22A und 22D angelegt, in welchen der elektrische Strom fließt, wie in 6(B) gezeigt. In Abhängigkeit von dem Verhältnis der Anzahl von Windungen der Primärseiten-Spule 21 zu derjenigen der Sekundärseiten-Spule 22 im Abwärtswandlungs-Transformator 2 ist die Spannung in der Sekundärseiten-Spule 22 niedriger als die Spannung in der Primärseiten-Spule 21, und sie ist hier Vi/8.
  • Wie unter Bezugnahme auf 6(C) ersichtlich, wird zu diesem Zeitpunkt eine negative Spannung, deren Phase relativ zu den Sekundärseiten-Spulen 22A und 22D umgekehrt ist (um 180° verschoben ist), an die Sekundärseiten-Spulen 22B und 22C angelegt, und sie ist hier –Vi/8. Solch eine Spannung wird an die Sekundärseiten-Spulen 22B und 22C angelegt, aber der elektrische Strom wird von den Gleichrichterelementen 31B und 31C unterbrochen, wie oben beschrieben.
  • Wenn der zweite Zustand vorliegt, der in 5 gezeigt ist, wird als nächstes eine negative Spannung –Vi, deren Phase relativ zum ersten Zustand umgekehrt ist, an die Primärseiten-Spule 21 angelegt, wie in 6(A) gezeigt. Wie in 6(B) gezeigt, wird zu diesem Zeitpunkt eine negative Spannung –Vi/8 an die Sekundärseiten-Spulen 22A und 22D angelegt, in welchen der elektrische Strom nicht fließt, und wie in 6(C) gezeigt, wird eine positive Spannung Vi/8 an die Sekundärseiten-Spulen 22B und 22C angelegt, in welchen der elektrische Strom fließt.
  • Sowohl in dem oben beschriebenen ersten zustand, als auch in dem zweiten Zustand, wird ein Modus herbeigeführt, in welchem eine Spannung, die in der Sekundärseiten-Spule 22 (ausgegeben von der Sekundärseiten-Spule 22) erzeugt wird, ähnlich zu der DC-Spannung ist, die nur in einer Richtung durch Gleichrichtung des elektrischen Stroms im Gleichrichterelement 31 angelegt wird, und sie wird weiter in der Glättungsschaltung 4 (dem Glättungskondensator 41 und der Glättungsspule 42) geglättet. Eine geglättete DC-Spannung Vo wird dadurch an die beiden Enden des Glättungskondensators 41 angelegt.
  • Nachfolgend werden Variationen der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
  • Wie unter Bezugnahme auf 7, 8 und 9 ersichtlich, hat ein Abwärtswandler 102 vom Isoliertyp bei eine zweiten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform im Wesentlichen eine ähnliche Konfiguration wie der Abwärtswandler 101 vom Isoliertyp beim ersten Beispiel. Der Abwärtswandler 102 vom Isoliertyp unterscheidet sich jedoch von dem Abwärtswandler 101 vom Isoliertyp dahingehend, dass die Gleichrichterelemente 31A bis 31D mit dem gleichen Ende des Paars von Enden von jeder der Sekundärseiten-Spulen 22A bis 22D verbunden sind, an welche das Bezugspotential 7 angeschlossen ist.
  • Genauer gesagt: Die einen Enden der Sekundärseiten-Spulen 22A bis 22D sind jeweils mit den Kathoden der Gleichrichterelemente 31A bis 31D verbunden, und die anderen Enden sind mit der Glättungsspule 42 verbunden. Die Anoden der Gleichrichterelemente 31A bis 31D sind mit dem Bezugspotential 7 verbunden. Es sei angemerkt, dass in 8(A) und 8(D) die Sekundärseiten-Spulen 22A bis 22D nicht an den Enden gebogen sind, die jeweils mit den Gleichrichterelementen 31A bis 31D verbunden sind, im Unterschied zu 4(A) und 4(D), aber dies ist kein essentieller Teil der Ausführungsform. In 8(A) und 8(D) können die Sekundärseiten-Spulen 22A bis 22D ähnlich wie diejenigen in 4(A) und 4(D) gebogen sein.
  • Unter Bezugnahme auf 8 gilt Folgendes: Der Betrieb im ersten Zustand, in welchem die Schaltelemente 11A und 11D (siehe 1) eingeschaltet sind, d. h. die Richtung des magnetischen Flusses im Kern 23 und die Richtungen der elektrischen Ströme in der Primärseiten-Spule 21 und der Sekundärseiten-Spule 22, sind im Wesentlichen ähnlich wie diejenigen in 4.
  • Wie unter Bezugnahme auf 9 ersichtlich, gilt Folgendes: Der Betrieb im ersten Zustand, in welchem die Schaltelemente 11B und 11C (siehe 1) eingeschaltet sind, d. h. die Richtung des magnetischen Flusses im Kern 23 und die Richtungen der elektrischen Ströme in der Primärseiten-Spule 21 und der Sekundärseiten-Spule 22 sind im Wesentlichen ähnlich wie diejenigen in 5.
  • Da die übrige Konfiguration des zweiten Beispiels der vorliegenden Ausführungsform annähernd die gleiche ist wie diejenige des ersten Beispiels der vorliegenden Ausführungsform, sind die gleichen Bezugszeichen den gleichen Elementen zugewiesen, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.
  • Unter Bezugnahme auf 10(A) bis 10(D) hat ein Abwärtswandler vom Isoliertyp eines dritten Beispiels der vorliegenden Ausführungsform im Wesentlichen eine ähnliche Konfiguration wie das erste Beispiel. Das Muster 28C der dritten Schicht und das Muster 28D der vierten Schicht sind hier jedoch im Verhältnis zu 4(C) und 4(D) auf eine umgekehrte Weise konfiguriert, obwohl das Muster 28A der ersten Schicht und das Muster 28B der zweiten Schicht der Mehrschicht-Platine 26 (siehe 3) die gleichen sind wie diejenigen in 4(A) und 4(B).
  • Das heißt, die Sekundärseiten-Spulen 22C und 22B, die identisch zu den in 4(D) dargestellten sind, entsprechen dem Muster 28C der dritten Schicht, das in 10(C) gezeigt ist, und die Primärseiten-Spule 21, die identisch ist zu der in 4(C) dargestellten, entspricht dem Muster 28D der vierten Schicht, das in 10(D) gezeigt ist.
  • Das heißt, in dem ersten Beispiel sind die Muster 28A, 28B, 28C und 28D in dieser Reihenfolge geschichtet, so dass sie jeweils der Sekundärseiten-Spule 22, der Primärseiten-Spule 21, der Primärseiten-Spule 21 und der Sekundärseiten-Spule 22 entsprechen. Dies ist jedoch keine Einschränkung, und die Muster 28A, 28B, 28C und 28D können auch in dieser Reihenfolge geschichtet sein, damit sie der Sekundärseiten-Spule 22, der Primärseiten-Spule 21, der Sekundärseiten-Spule 22 und der Primärseiten-Spule 21 entsprechen, wie im dritten Beispiel.
  • Wie unter Bezugnahme auf 11(A) bis 11(D) ersichtlich, hat ein Abwärtswandler vom Isoliertyp eines vierten Beispiels der vorliegenden Ausführungsform im Wesentlichen eine ähnliche Konfiguration wie das erste Beispiel. Die Muster 28A, 28B, 28C und 28D sind jedoch in dieser Reihenfolge geschichtet, so dass sie jeweils der Sekundärseiten-Spule 22, der Sekundärseiten-Spule 22, der Primärseiten-Spule 21 und der Primärseiten-Spule 21 entsprechen.
  • Das heißt, die Sekundärseiten-Spulen 22C und 22B, die zu den in 4(D) gezeigten identisch sind, entsprechen dem Muster 28B der zweiten Schicht, das in 11(B) gezeigt ist, und die Primärseiten-Spule 21, die zu der in 4(B) identisch ist, entspricht dem Muster 28C der dritten Schicht, das in 11(C) gezeigt ist. Die Primärseiten-Spule 21, die zu der in 4(C) identisch ist, entspricht dem Muster 28D der vierten Schicht, das in 11(D) gezeigt ist.
  • Die 10 und 11 unterscheiden sich nur in der Schichtungsreihenfolge der jeweiligen Schichten, und der Modus von jeder Schicht ist identisch zu irgendeiner der 4(A) bis 4(D). Daher sind sowohl im dritten, als auch im vierten Beispiel die Vorgänge in den oben beschriebenen ersten und zweiten Zuständen ähnlich zu denen im ersten und zweiten Beispiel.
  • Das dritte und vierte Beispiel der vorliegenden Ausführungsform unterscheiden sich vom ersten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform nur in den obigen Aspekten, und die Abwärtswandler vom Isoliertyp des dritten und vierten Beispiels der vorliegenden Ausführungsform haben ein Schaltungsdiagramm ähnlich zu dem Schaltungs-Blockdiagramm des Abwärtswandlers 101 vom Isoliertyp des ersten Beispiels, das in 1 gezeigt ist. Daher sind die gleichen Bezugszeichen den gleichen Elementen zugewiesen, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.
  • Es sei angemerkt, dass gemäß der vorliegenden Ausführungsform in jedem der oben beschriebenen Beispiele die erste Sekundärseiten-Spule und die dritte Sekundärseiten-Spule in derselben ersten Schicht (in derselben Ebene) angeordnet sind, und dass die zweite Sekundärseiten-Spule und die vierte Sekundärseiten-Spule in derselben zweiten Schicht (in derselben Ebene) angeordnet sind, die von der oben beschriebenen ersten Schicht verschieden ist.
  • Dies ist jedoch keine Einschränkung, und die erste Sekundärseiten-Spule und die vierte Sekundärseiten-Spule können beispielsweise auch in derselben ersten Schicht oder zweiten Schicht angeordnet sein. In diesem Fall dient beispielsweise die Sekundärseiten-Spule 22A als die erste Sekundärseiten-Spule, und die Sekundärseiten-Spule 22D dient als die vierte Sekundärseiten-Spule.
  • Nachstehend werden die Wirkungen beim Betrieb der Abwärtswandler vom Isoliertyp der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
  • Zunächst können Spannungen in zueinander entgegengesetzten Richtungen an die Primärseiten-Spule 21 angelegt werden, und zwar mittels der Primärseiten-Treiberschaltung 1 in regelmäßigen Zeitintervallen. Eine DC-Eingangsspannung kann dadurch in eine AC-Spannung umgewandelt werden, was eine Abwärtswandlung durch die Gegeninduktion im Abwärtswandlungs-Transformator 2 ermöglicht.
  • Wie beispielsweise in 4 und 5 beschrieben, sind die Primärseiten-Spule 21 und die Sekundärseiten-Spule 22 so angeordnet, dass sie einander zumindest teilweise überlappen. Daher kann die Gegeninduktionswirkung, bei welcher der elektrische Strom zur Sekundärseiten-Spule 22 in der entgegengesetzten Richtung zu der Richtung des Stroms in der Primärseiten-Spule 21 fließen wird, in hohem Maße erhalten werden, um Veränderungen bei dem magnetischen Fluss aufzuheben, die von dem elektrischen Strom in der Primärseiten-Spule 21 hervorgerufen werden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform richtet das Gleichrichterelement 31 den elektrischen Strom in der Sekundärseiten-Spule 22 gleich, der fließen wird, um einen magnetischen Fluss zu erzeugen, der Veränderungen der magnetischen Flüsse S1, S2 aufzuheben, die durch den mittleren Schenkel 23 gehen, und zwar jedes Mal, wenn sich die Richtung des elektrischen Stroms, der in der Primärseiten-Spule 21 fließt, zwischen den zwei in den 4 und 5 gezeigten Zuständen ändert.
  • Das heißt, hier fließt der elektrische Strom wechselweise nur in entweder der Sekundärseiten-Spule 22A oder 22C, die zwischen dem äußeren Schenkel 23A und dem mittleren Schenkel 23C angeordnet ist, und entweder der Sekundärseiten-Spule 22B oder 22D, die zwischen dem äußeren Schenkel 23B und dem mittleren Schenkel 23C angeordnet ist.
  • Durch die Gleichrichtung, die von dem Gleichrichterelement 31 durchgeführt wird, so dass der elektrische Strom abwechselnd fließt, wie oben beschrieben, kann eine AC-Spannung, die durch die Gegeninduktion zwischen der Primärseiten-Spule 21 und der Sekundärseiten-Spule 22 erhalten wird, in eine DC-Spannung umgewandelt werden, um eine DC-Ausgabe zu erhalten. Ferner kann die Glättungsschaltung den DC-Ausgangswert weiter stabilisieren.
  • Beispielsweise sind die Richtungen der elektrischen Ströme, der gleichzeitig in der Sekundärseiten-Spule 22A und der Sekundärseiten-Spule 22D fließen, einander entgegengesetzt, und die Richtungen der elektrischen Ströme, die gleichzeitig in der Sekundärseiten-Spule 22B und der Sekundärseiten-Spule 22C fließen, sind einander entgegengesetzt. Demzufolge können zwei lineare Sekundärseiten-Spulen (äquivalent zu einer 0,5-Windung), in welchen elektrische Ströme gleichzeitig fließen, gemeinsam äquivalent zu einer Windung einer Spule auf eine Pseudoweise gemacht werden. Dies kann den Abwärtswandlungs-Transformator 2 dazu veranlassen, die Abwärtswandlungs-Funktion unter Verwendung einer Windung der Sekundärseiten-Spule 22 zu erzielen.
  • Obwohl der Zustand einer Windung auf eine Pseudoweise erzeugt wird, wie oben beschrieben, ist die Schaltung insgesamt in dem Zustand, in welchem die Sekundärseiten-Spulen 22A bis 22D von einer 0,5-Windung ausgerichtet sind.
  • Wenn das Abwärtswandlungs-Verhältnis des Abwärtswandlungs-Transformators 2 betrachtet wird, kann daher die gesamte Sekundärseiten-Spule 22 als äquivalent zu einer Spule mit einer 0,5-Windung angenommen werden, welche diese Mehrzahl von Sekundärseiten-Spulen 22A bis 22D kombiniert.
  • Hier wird die Konfiguration eines typischen Abwärtswandlungs-Transformators als ein Vergleichsbeispiel beschrieben. In dem typischen Abwärtswandlungs-Transformator sind sowohl die Primärseiten-Spulen, als auch die Sekundärseiten-Spulen mit mindestens einer oder mehreren Windungen gewickelt, um die Funktion als Transformator zu erzielen. Das heißt, in dem Fall, dass beispielsweise dafür gesorgt wird, dass eine Spannung von 1/8 der Spannung in der Primärseiten-Spule in der Sekundärseiten-Spule erzeugt wird, muss die Primärseiten-Spule mit mindestens acht oder mehr Windungen gewickelt werden, und die Sekundärseiten-Spule muss mit einer oder mehreren Windungen gewickelt werden.
  • Wenn das Abwärtswandlungs-Verhältnis zunimmt, nimmt die Anzahl von Windungen der Primärseiten-Spule weiter zu. In diesem Fall gilt Folgendes: Insbesondere, um einen Anstieg des Querschnitts der gesamten Primärseiten-Spule zu vermeiden, ist es notwendig, den Querschnitt des Wicklungsdrahtes der Primärseiten-Spule zu verringern. Dann kann die Wärmemenge zunehmen, die von dem elektrischen Strom erzeugt wird, der in der Primärseiten-Spule fließt. Dies kann zu einer Fehlfunktion in dem gesamten Abwärtswandler vom Isoliertyp oder dergleichen führen.
  • Daher wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Sekundärseiten-Spule 22 angenommen, die mit einer 0,5-Windung zwischen den äußeren Schenkeln 23A, 23B und dem mittleren Schenkel 23C gewickelt ist. Um das gleiche Abwärtswandlungs-Verhältnis wie das oben beschriebene Vergleichsbeispiel zu erzielen, kann demzufolge die Anzahl von Windungen der Primärseiten-Spule 21 auf insgesamt vier Windungen verringert werden, wie in 4(B) und 4(C) gezeigt.
  • Demzufolge kann das gleiche Abwärtswandlungs-Verhältnis wie in dem Vergleichsbeispiel erhalten werden, ohne den Querschnitt des Wicklungsdrahtes der Primärseiten-Spule 21 zu verringern, was eine Zunahme der Wärme minimieren kann, die von der Primärseiten-Spule 21 erzeugt wird. Da die Anzahl von Windungen der Sekundärseiten-Spule klein ist, kann der stromführende Abstand der Sekundärseiten-Spule verkürzt werden.
  • Da die Sekundärseiten-Spule 22 in der Draufsicht linear verläuft, ist der Fluss des elektrischen Stroms in der Sekundärseiten-Spule 22 annähernd linear. Daher fließt der elektrische Strom gleichförmig, ohne sich in der Nachbarschaft der inneren Peripherie der Spule zu konzentrieren, wie beispielsweise bei einer typischen gewickelten Spule mit vielen gebogenen Bereichen. Auch unter diesem Gesichtspunkt kann gesagt werden, dass bei der vorliegenden Ausführungsform die Wärmeerzeugung verringert und verteilt werden kann.
  • Hinsichtlich der vorliegenden Ausführungsform, die eine Verringerung der Wärmeerzeugung ermöglicht, wie oben beschrieben, wird schließlich der Strahlungspfad des oben beschriebenen Abwärtswandlungs-Transformators unter Verwendung von 12 beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf 12 gilt Folgendes: In dem Abwärtswandlungs-Transformator nach dem Zusammenbau ist an einem Bereich entlang der Linie XII-XII gemäß 2 das eine Ende eines Paars von Enden von jeder der Sekundärseiten-Spulen 22 (22A bis 22D), die in der Mehrschicht-Platine 26 in dem oben beschriebenen Modus ausgebildet ist, (elektrisch) mit einem entsprechenden der Gleichrichterelemente 31 (31A bis 31D) mit einem Draht 32 verbunden, obwohl dies nicht klar in der Zeichnung gezeigt ist. Andererseits führt das andere Ende, das dem oben beschriebenen einen Ende eines Paars von Enden der Sekundärseiten-Spule 22 (22A bis 22D) gegenüberliegt, zu einem Radiator 71.
  • Genauer gesagt: Die Mehrschicht-Platine 26 ist so montiert, dass sie in Kontakt mit dem Radiator 71 kommt, wobei ein Isolier-Flächenkörper 72 dazwischen eingefügt ist. Mit anderen Worten: Der Isolier-Flächenkörper 72 ist an dem Radiator 71 montiert, und die Mehrschicht-Platine 26 ist an dem Isolier-Flächenkörper 72 montiert, so dass ein Teil einer Fläche der Mehrschicht-Platine 26 in Kontakt mit dem Isolier-Flächenkörper 72 ist. Hier deckt die Sekundärseiten-Spule 22, die zum Radiator 71 führt, nicht nur den Fall ab, in welchem die Sekundärseiten-Spule 22 direkt mit dem Radiator 71 verbunden ist, sondern auch den Fall, in welchem sie miteinander mit einer weiteren Komponente verbunden sind, die dazwischen eingefügt ist, beispielsweise einem Isolier-Flächenkörper 72.
  • Daher beinhaltet die Sekundärseiten-Spule 22, die zum Radiator 71 führt, sowohl den Fall, in welchem die Sekundärseiten-Spule 22 und der Radiator 71 elektrisch verbunden sind, als auch den Fall, in welchem sie nicht verbunden sind. Es sei angemerkt, dass die Querschnittsform des Radiators 71 nur ein Beispiel ist und nicht darauf beschränkt ist.
  • Der Radiator 71 fungiert als ein Bezugspotential 7 (siehe 1 und 4) auf der Sekundärseite in den Abwärtswandlern 101, 102 vom Isoliertyp der vorliegenden Ausführungsform. Die Sekundärseiten-Spule 22 der Mehrschicht-Platine 26 ist vorzugsweise an dem Radiator 71 mit Schrauben 73 befestigt. Mit diesen Schrauben 73 kann die Mehrschicht-Platine 26 stabil an dem Radiator 71 befestigt werden, und Wärme und Elektrizität können auf einfache Weise von der Sekundärseiten-Spule 22 zum Radiator 71 durch die Schrauben 73 übertragen werden.
  • Wärme, die von der Sekundärseiten-Spule 22 erzeugt wird, kann auch durch die Kontaktfläche zwischen dem Muster 28A (siehe 3) der untersten Schicht der Mehrschicht-Platine 26 und dem Radiator 71 übertragen werden. Die Sekundärseiten-Spule 22 und der Radiator 71 können elektrisch miteinander verbunden werden, und zwar durch die Kontaktfläche zwischen dem Muster 28A (siehe 3) der untersten Schicht der Mehrschicht-Platine 26 und dem Radiator 71.
  • Zusammenfassend gibt es insgesamt drei Wärmeübertragungspfade (teilweise nicht dargestellt) von der Sekundärseiten-Spule 22 (Muster 28A) der Mehrschicht-Platine 26 zum Radiator 71. Genauer gesagt: Die drei Pfade beinhalten einen Pfad, entlang dessen die Wärme direkt von der Sekundärseiten-Spule 22 zum Radiator 71 übertragen wird, einen Pfad, entlang dessen die Wärme von der Sekundärseiten-Spule 22 zum Radiator 71 durch Schrauben 73 übertragen wird, die die Sekundärseiten-Spule 22 befestigen (wobei die Schrauben 73 dazwischen eingefügt sind), und einen Pfad, entlang dessen die Wärme von der Sekundärseiten-Spule 22 zum Radiator 71 durch den Isolier-Flächenkörper 72 übertragen wird. Unter diesen können die oben beschriebenen ersten und zweiten Pfade auch als elektrische Strompfade von der Sekundärseiten-Spule 22 zum Radiator 71 dienen.
  • Die Fläche des I-förmigen Kerns 24 und des E-förmigen Kerns 23 sind teilweise in Kontakt mit der Oberseite des Radiators 71, und das Gleichrichterelement 31 ist auf dem Radiator 71 platziert (um damit in Kontakt zu sein). Demzufolge kann die von den Kernen 24, 23 und dem Gleichrichterelement 31 erzeugte Wärme auf einfache Weise an den Radiator 71 übertragen werden.
  • Es sei angemerkt, dass der Radiator 71 luftgekühlt oder wassergekühlt sein kann, um die aufgenommene Wärme abzustrahlen.
  • In der Mehrschicht-Platine 26 müssen die Primärseiten-Spule 21 und die Sekundärseiten-Spule 22 durch den isolierenden Substratkörper 27 isoliert sein, der in 3 gezeigt ist, so dass ein relativ strikter Standard erfüllt wird. Der Isolier-Flächenkörper 72, der zwischen die Sekundärseiten-Spule 22, die dem Muster 28A der untersten Schicht der Mehrschicht-Platine 26 entspricht, und den Radiator 71 eingefügt ist, der ein Bezugspotential 7 auf der Sekundärseite ist, braucht jedoch nicht einen sehr strikten Isolierungsstandard zu erfüllen. Da folglich die Dicke des Isolier-Flächenkörpers 72 verringert werden kann, kann die Wärme, die von der Primärseiten-Spule 21 und der Sekundärseiten-Spule 22 erzeugt wird, an den Radiator 71 auf einfachere Weise übertragen werden, und zwar durch das Zwischenfügen des Isolier-Flächenkörpers 72.
  • Die Primärseiten-Spule 21 in der Mehrschicht-Platine 26 hat zwei Pfade: den einen zum Übertragen von Wärme an den Radiator 71 durch den Substratkörper 27 der Mehrschicht-Platine 26; und den anderen zum Übertragen von Wärme an den Radiator 71 durch Verbindungsdurchgänge 25 (siehe 4(B) und 4(C)) und den Isolier-Flächenkörper 72. Daher kann die von der Primärseiten-Spule 21 erzeugte Wärme mit hoher Effizienz abgestrahlt werden.
  • Der oben beschriebene Radiator 71 kann integral mit einem Gehäuse 74 ausgebildet sein, das durch die unterbrochene Linie in 12 dargestellt ist, das die jeweiligen Komponenten der Abwärtswandler 101, 102 vom Isoliertyp der vorliegenden Ausführungsform aufnimmt. In diesem Fall führt das andere Ende, das dem oben beschriebenen einen Ende eines Paars von Enden von jeder Sekundärseiten-Spule 22 (22A bis 22D) gegenüberliegt, zu dem Gehäuse 74.
  • Zweite Ausführungsform
  • Eine zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform insbesondere in der Konfiguration der Spulen der ersten und vierten Schicht der Mehrschicht-Platine 26. Zunächst wird die Struktur einer jeden Komponente, die den Abwärtswandlungs-Transformator 2 bei der vorliegenden Ausführungsform bildet, unter Verwendung der 13 bis 16 beschrieben.
  • Wie unter Bezugnahme auf 13 ersichtlich, hat der Abwärtswandlungs-Transformator 2 der vorliegenden Ausführungsform hauptsächlich einen E-förmigen Kern 23 (Kern), einen I-förmigen Kern 24 und eine Mehrschicht-Platine 26, im Wesentlichen ähnlich wie der Abwärtswandlungs-Transformator 2 der ersten Ausführungsform.
  • Unter Bezugnahme auf 13 und 14 sind bei der vorliegenden Ausführungsform Dünnschichtmuster aus Metall (Kupfer) ähnlich wie diejenigen der ersten Ausführungsform als das Muster 28B der zweiten Schicht und das Muster 28C der dritten Schicht in den Spulen ausgebildet, die in der vierlagigen Mehrschicht-Platine 26 ausgebildet sind. Das heißt, wie in 15(B), 15(C) sowie 16(B) und 16(C) gezeigt, ist beispielsweise eine Gesamtheit von vier Windungen der Primärseiten-Spule 21 als ein Kupfer-Dünnschichtmuster ausgebildet, ähnlich wie 4(B), 4(C) und 5(B) und 5(C).
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform sind jedoch eine Metallplatte 29A und eine Metallplatte 29B (gemeinsam als eine Metallplatte 29 bezeichnet), die jeweils beispielsweise aus Kupfer gebildet sind, als die erste Schicht als die unterste Schicht und als die vierte Schicht als die oberste Schicht in den Spulen ausgebildet, die in der vierlagigen Mehrschicht-Platine 26 ausgebildet sind, und zwar anstatt Metall-Dünnschichtmuster auszubilden. In 14 sind Metallplatten 29A und 29B so ausgebildet, dass sie in Kontakt mit der untersten Fläche bzw. der obersten Fläche des Substratkörpers 27 kommen, ähnlich wie die Muster 28A und 28D in 3. Es sei angemerkt, dass auch Aluminium oder dergleichen anstelle von Kupfer verwendet werden kann.
  • Wie unter Bezugnahme auf 14 ersichtlich, sind die Metallplatten 29A und 29B dicker ausgebildet als die Muster 28B und 28C. Die Metallplatten 29A und 29B können so ausgebildet sein, dass sie eine Breite haben, die länger ist als die Breite der Mehrschicht-Platine 26 in der Tiefenrichtung in 13, d. h. dass sie von den beiden Enden der Mehrschicht-Platine 26 in der Tiefenrichtung in 13 vorstehen. Es sei angemerkt, dass, wie in 14 gezeigt, die Metallplatten 29A und 29B und die Muster 28B und 28C durch den Substratkörper 27 aus einem Isoliermaterial voneinander beabstandet sind (so dass sie nicht miteinander kurzgeschlossen sind), ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform.
  • Unter Bezugnahme auf 15(A) gilt Folgendes: Wenn die erste Schicht als die unterste Schicht unter den vier Schichten (Metallplatten 29A, 29B und Muster 28B, 28C) der Mehrschicht-Platine 26 in der Draufsicht betrachtet wird, dann sind die Sekundärseiten-Spulen 22A und 22B als die gleiche Schicht wie die Metallplatte 29 gemäß 14 in dieser Ebene ausgebildet.
  • Die Sekundärseiten-Spule 22A (die erste Sekundärseiten-Spule) ist so angeordnet, dass sie einen Bereich zwischen dem äußeren Schenkel 23A und dem mittleren Schenkel 23C enthält, und sie verläuft linear (eine 0,5-Windung) in der Draufsicht zumindest in dem Bereich zwischen dem äußeren Schenkel 23A und dem mittleren Schenkel 23C. Die Sekundärseiten-Spule 22B (die zweite Sekundärseiten-Spule) ist so angeordnet, dass sie einen Bereich zwischen dem äußeren Schenkel 23B und dem mittleren Schenkel 23C enthält, und sie verläuft linear (eine 0,5-Windung) in der Draufsicht zumindest in dem Bereich zwischen dem äußeren Schenkel 23B und dem mittleren Schenkel 23C.
  • Ein Verbindungsbereich 22E ist an den linken Enden dieser Sekundärseiten-Spulen 22A und 22B in 15(A) so ausgebildet, dass er ungefähr senkrecht zu den Sekundärseiten-Spulen 22A und 22B kreuzt. Das heißt, die Sekundärseiten-Spulen 22A, 22B und der Verbindungsbereich 22E sind integral als die Metallplatte 29A verbunden. In der Mitte des Verbindungsbereichs 22E ist ein Durchgangsloch ausgebildet, das dort hindurch in der Dickenrichtung ausgehend von der einen Hauptfläche zu der anderen Hauptfläche der Metallplatte 29A verläuft, und die Metallplatte 29A führt zu dem Bezugspotential 7 mittels dieses Durchgangslochs.
  • Die Anode des Gleichrichterelements 31A ist mit einem Ende der Sekundärseiten-Spule 22A (auf der rechten Seite in 15(A)) gegenüber dem Ende verbunden, das mit dem Verbindungsbereich 22E verbunden ist. Auf ähnliche Weise ist die Anode des Gleichrichterelements 31B mit einem Ende der Sekundärseiten-Spule 22B (auf der rechten Seite in 15(A)) gegenüber dem Ende verbunden, das mit dem Verbindungsbereich 22E verbunden ist.
  • Ebenfalls auf ähnliche Weise gilt unter Bezugnahme auf 15(D) Folgendes: Wenn die vierte Schicht als die oberste Schicht unter den vier Schichten der Mehrschicht-Platine 26 in der Draufsicht betrachtet wird, sind die Sekundärseiten-Spulen 22C und 22D als die gleiche Schicht wie die Metallplatte 29B gemäß 14 in dieser Ebene angeordnet.
  • Die Sekundärseiten-Spule 22C (die zweite Sekundärseiten-Spule) ist so angeordnet, dass sie einen Bereich zwischen dem äußeren Schenkel 23A und dem mittleren Schenkel 23C enthält, und sie verläuft linear (eine 0,5-Windung) in der Draufsicht zumindest in dem Bereich zwischen dem äußeren Schenkel 23A und dem mittleren Schenkel 23C. Die Sekundärseiten-Spule 22D (die vierte Sekundärseiten-Spule) ist so angeordnet, dass sie einen Bereich zwischen dem äußeren Schenkel 23B und dem mittleren Schenkel 23C enthält, und sie verläuft linear (eine 0,5-Windung) in der Draufsicht zumindest in dem Bereich zwischen dem äußeren Schenkel 23B und dem mittleren Schenkel 23C.
  • Ein Verbindungsbereich 22F ist an den rechten Enden dieser Sekundärseiten-Spulen 22C und 22D in 15(D) so ausgebildet, dass er ungefähr senkrecht zu den Sekundärseiten-Spulen 22C und 22D kreuzt. Das heißt, die Sekundärseiten-Spulen 22C, 22D und der Verbindungsbereich 22F sind integral als die Metallplatte 29B verbunden. Der Verbindungsbereich 22F hat ein Durchgangsloch ähnlich wie derjenige des Verbindungsbereichs 22E, und die Metallplatte 29B führt zu dem Bezugspotential 7 mittels dieses Durchgangslochs. Die Anode des Gleichrichterelements 31C ist mit einem Ende der Sekundärseiten-Spule 22C auf der linken Seite in 15(D) verbunden. Die Anode des Gleichrichterelements 31D ist mit einem Ende der Sekundärseiten-Spule 22D auf der linken Seite in 15(D) verbunden.
  • Der Fluss von elektrischen Strömen in der Primärseiten-Spule 21 und der Sekundärseiten-Spule 22 im Abwärtswandler vom Isoliertyp der vorliegenden Ausführungsform mit der obigen Konfiguration verändert sich im Wesentlichen ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform auf der Basis des gleichen Prinzips wie dem bei der ersten Ausführungsform.
  • Das heißt, wie in 15(B) und 15(C) gezeigt, es treten die magnetischen Flüsse S1 und S2 in den äußeren Schenkeln 23A, 23B und dem mittleren Schenkel 23C im ersten Zustand auf (ähnlich wie diejenigen der ersten Ausführungsform), ähnlich wie in 4(B) und 4(C), und der elektrische Strom fließt in der Primärseiten-Spule 21. Zu diesem Zeitpunkt wird der elektrische Strom in der Sekundärseiten-Spule 22 so fließen, dass er die magnetischen Flüsse S1 und S2 in 4(B) und 4(C) aufhebt (so dass die magnetischen Flüsse S2, S1 in den entgegengesetzten Richtungen auftreten).
  • Demzufolge und mittels der Gleichrichtungsfunktion der Gleichrichterelemente 31A bis 31D fließen elektrische Ströme, die einander entgegengesetzt sind, in den Sekundärseiten-Spulen 22A und 22D im ersten Zustand, wie in der Zeichnung gezeigt.
  • Unter Bezugnahme auf 16(A) bis 16(D) gilt Folgendes: Da die magnetischen Flüsse im Kern 23 auftreten, ähnlich wie 5(A) bis 5(D) im zweiten Zustand (ähnlich wie die diejenigen der ersten Ausführungsform), fließen elektrische Ströme, die einander entgegengesetzt sind, in den Sekundärseiten-Spulen 22B und 22C, wie in der Zeichnung gezeigt, und zwar unter dem Gesichtspunkt, dass diese aufgehoben werden und mittels der Gleichrichtungsfunktion der Gleichrichterelemente 31A bis 31D.
  • Auf diese Weise können bei der vorliegenden Ausführungsform die elektrischen Ströme, die gleichzeitig in der Sekundärseiten-Spule 22 fließen, in den Sekundärseiten-Spulen 22A und 22D fließen, die sich nicht in der gleichen Schicht befinden (die sich auf unterschiedlichen Schichten, d. h. unterschiedlichen Ebenen befinden), und sie können in der Sekundärseiten-Spule 22B und der Sekundärseiten-Spule 22C fließen, die sich nicht in derselben Schicht befinden (die sich in unterschiedlichen Schichten, d. h. unterschiedlichen Ebenen befinden).
  • In dieser Hinsicht unterscheidet sich die vorliegende Ausführungsform von der ersten Ausführungsform, bei welcher die elektrischen Ströme gleichzeitig in den Sekundärseiten-Spulen 22A und 22D fließen, die sich in derselben Schicht (in derselben Ebene) befinden, und in den Sekundärseiten-Spulen 22B und 22C fließen, die sich in derselben Schicht (in derselben Ebene) befinden.
  • Dies beruht auf den folgenden Gründen. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Sekundärseiten-Spulen 22A und 22B als die gleiche Schicht miteinander mittels des Verbindungsbereichs 22E verbunden, so dass sie miteinander integral werden. Auf ähnliche Weise sind die Sekundärseiten-Spulen 22C und 22D als die gleiche Schicht miteinander mittels des Verbindungsbereichs 22F verbunden, so dass sie miteinander integral werden.
  • Die Richtung der Gleichrichtung von dem Verbindungsbereich 22E zu den Sekundärseiten-Spulen 22A und 22B als die gleiche Schicht kann dadurch identisch gemacht werden (nach rechts in 15(A)). Die Richtung der Gleichrichtung von dem Verbindungsbereich 22F zu den Sekundärseiten-Spulen 22A und 22B als die gleiche Schicht kann auf ähnliche Weise identisch gemacht werden (nach links in 15(A)).
  • Demzufolge und aufgrund der Wirkung, dass der elektrische Strom in der Richtung fließt, die der Primärseiten-Spule 21 entgegengesetzt ist, und wegen der vorhandenen magnetischen Kopplung, wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben, fließen die elektrischen Ströme gleichzeitig in zwei Sekundärseiten-Spulen, die sich nicht in derselben Schicht befinden.
  • Auf diese Weise braucht eine Mehrzahl von (zwei) elektrischen Strömen, die gleichzeitig parallel zueinander in den Sekundärseiten-Spulen 22A bis 22D fließen, nur zueinander entgegengesetzt zu sein, und sie braucht nicht in den Spulen zu fließen, die in derselben Schicht angeordnet sind. Es ist ausreichend, dass eine Mehrzahl von elektrischen Strömen in den Sekundärseiten-Spulen in zueinander entgegengesetzten Richtungen fließen, und dass sie eine Funktion zum Erzeugen einer Windung von elektrischen Strömen auf eine Pseudoweise zum Abwärtswandeln als Transformator haben.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die ersten und dritten Sekundärseiten-Spulen in derselben Schicht (in derselben Ebene) angeordnet, und die zweiten und vierten Sekundärseiten-Spulen sind in derselben Schicht (in derselben Ebene) angeordnet. Dies ist jedoch keine Einschränkung, und es können beispielsweise auch die ersten und vierten Sekundärseiten-Spulen in derselben Schicht angeordnet sein. In diesem Fall dient beispielsweise die Sekundärseiten-Spule 22A als die erste Sekundärseiten-Spule, und die Sekundärseiten-Spule 22B dient als die vierte Sekundärseiten-Spule.
  • Da die übrige Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform näherungsweise die gleiche ist wie diejenige der ersten Ausführungsform, werden die gleichen Bezugszeichen den gleichen Elementen zugewiesen, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.
  • Nachfolgend werden die Betriebswirkungen der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Zusätzlich zu der Betriebswirkung der ersten Ausführungsform kann die vorliegende Ausführungsform die folgenden Betriebswirkungen erzielen.
  • Da die Sekundärseiten-Spule 22 aus Metallplatten 29A und 29B bei der vorliegenden Ausführungsform gebildet ist, wird die Dicke größer als in dem Fall, in welchem die Sekundärseiten-Spule 22 als ein Dünnschichtmuster gebildet ist. Es ist daher möglich, den stromführenden Querschnitt der Sekundärseiten-Spule 22 der vorliegenden Ausführungsform zu vergrößern. Selbst wenn der Ausgangsstrom des Abwärtswandlers vom Isoliertyp zunimmt, so dass die elektrischen Ströme in der Sekundärseiten-Spule 22 zunehmen, kann bei der vorliegenden Ausführungsform die von der Sekundärseiten-Spule 22 erzeugte Wärmemenge verringert werden.
  • Indem die Sekundärseiten-Spulen 22A und 22B mittels des Verbindungsbereichs 22E integriert werden, können die Herstellungskosten niedriger als in dem Fall gemacht werden, in welchem sie einzelne Teile sind. Das gleiche gilt auch für die Sekundärseiten-Spulen 22C und 22D, die mittels des Verbindungsbereichs 22F integriert werden.
  • Hinsichtlich der vorliegenden Ausführungsform, die eine Verringerung der Wärmeerzeugung ermöglicht, wie oben beschrieben, wird schließlich der Strahlungspfad des oben beschriebenen Abwärtswandlungs-Transformators unter Verwendung von 17 beschrieben.
  • Wie unter Bezugnahme auf 17 ersichtlich, ist der Abwärtswandlungs-Transformator nach dem Zusammenbau entlang der Linie XVII-XVII gemäß 13 im Wesentlichen ähnlich wie die Konfiguration der ersten Ausführungsform in 12, aber er unterscheidet sich in den folgenden Aspekten.
  • Die Metallplatten 29A und 29B als Sekundärseiten-Spule 22 sind in der Mehrschicht-Platine 26 ausgebildet, inklusive der Primärseiten-Spule 21 im oben beschriebenen Modus. Das eine Ende eines Paars von Enden von jeder der Metallplatten 29A und 29B als Sekundärseiten-Spule 22 (insbesondere ein Durchgangsloch, das zu dem Bezugspotential 7 führt, wie in 15(A) und 15(D) gezeigt)) ist vorzugsweise an dem Radiator 71 als das Bezugspotential 7 auf der Sekundärseite mit Schrauben 73 befestigt (siehe 15(A)).
  • Mit diesen Schrauben 73 können die Metallplatten 29A und 29B (die Mehrschicht-Platine 26, die diese enthält) stabil an dem Radiator 71 befestigt werden, und die von der Sekundärseiten-Spule 22 erzeugte Wärme kann auf einfache Weise an den Radiator 71 durch die Schrauben 73 übertragen werden.
  • Die von der Sekundärseiten-Spule 22 erzeugte Wärme kann auch an den Radiator 71 durch die Kontaktfläche zwischen der Metallplatte 29A (siehe 14), die die unterste Schicht der Mehrschicht-Platine 26 ist, und dem Radiator 71 übertragen werden. Die Sekundärseiten-Spule 22 und der Radiator 71 können auch miteinander elektrisch verbunden sein, wobei diese Schrauben 73 dazwischen eingefügt sind, und die Sekundärseiten-Spule 22 und der Radiator 71 können auch elektrisch miteinander verbunden sein, wobei die Kontaktfläche zwischen der Metallplatte 29A (siehe 14), die die unterste Schicht der Mehrschicht-Platine 26 und des Radiators 71 ist, dazwischen eingefügt ist.
  • Ein Teil der Fläche der Metallplatte 29A führt zum Radiator 71, wobei der Isolier-Flächenkörper 72 dazwischen eingefügt ist. Die von der Sekundärseiten-Spule 22 (der Metallplatte 29A) erzeugte Wärme kann auch auf einfache Weise zum Radiator 71 entlang dieses Pfades übertragen werden.
  • Zusammenfassend gibt es insgesamt drei Wärmeübertragungspfade von der Sekundärseiten-Spule 22 (der Metallplatte 29A) der Mehrschicht-Platine 26 zum Radiator 71 (teilweise nicht dargestellt). Genauer gesagt: Die drei Pfade beinhalten einen Pfad, entlang dessen die Wärme direkt von der Sekundärseiten-Spule 22 zum Radiator 71 übertragen wird, einen Pfad, entlang dessen die Wärme von der Sekundärseiten-Spule 22 zum Radiator 71 durch Schrauben 73 übertragen wird, die die Sekundärseiten-Spule 22 befestigen (wobei die Schrauben 73 dazwischen eingefügt sind), und einen Pfad, entlang dessen die Wärme von der Sekundärseiten-Spule 22 zum Radiator 71 durch den Isolier-Flächenkörper 72 übertragen wird. Unter diesen können die oben beschriebenen ersten und zweiten Pfade auch als elektrische Strompfade von der Sekundärseiten-Spule 22 zum Radiator 71 dienen.
  • Es sei angemerkt, dass die Wärmeübertragungspfade von der Primärseiten-Spule 21 zum Radiator 71 im Wesentlichen ähnlich sind wie diejenigen in 12 der ersten Ausführungsform, und deren Beschreibung wird hier nicht wiederholt. Da die verbleibende Konfiguration in 17 ähnlich zu den Strahlungspfaden der ersten Ausführungsform in 12 ist, wird deren Beschreibung hier nicht wiederholt.
  • Dritte Ausführungsform
  • Eine dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform insbesondere in der Konfiguration einer Glättungsspule. Zunächst wird eine Schaltung, die einen Abwärtswandler vom Isoliertyp der vorliegenden Ausführungsform bildet, unter Verwendung von 18. beschrieben.
  • Wie unter Bezugnahme auf 18 ersichtlich, hat ein Abwärtswandler 301 vom Isoliertyp der vorliegenden Ausführungsform im Wesentlichen eine ähnliche Konfiguration wie diejenige des Abwärtswandlers 101 vom Isoliertyp der ersten Ausführungsform (1). Der Abwärtswandler 301 vom Isoliertyp unterscheidet sich jedoch von dem Abwärtswandler 101 vom Isoliertyp dahingehend, dass die Glättungsspule 42, die die Glättungsschaltung 4 bildet, zweigeteilt ist: in eine Glättungsspule 42A (ein erstes Glättungselement) und eine Glättungsspule 42B (ein zweites Glättungselement).
  • Die Glättungsspule 42A ist mit der Sekundärseiten-Spule 22A (entweder der ersten oder der zweiten Sekundärseiten-Spule) und der Sekundärseiten-Spule 22B (entweder der dritten oder der vierten Sekundärseiten-Spulen) verbunden, und sie kann einen elektrischen Strom in irgendeiner dieser Spulen fließen lassen und durch die Gleichrichterschaltung 3 gehen. Die Glättungsspule 42B ist direkt mit der Sekundärseiten-Spule 22C (der anderen der ersten und zweiten Sekundärseiten-Spulen) und der Sekundärseiten-Spule 22D (der anderen der dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen) verbunden, und sie kann einen elektrischen Strom fließen lassen, der in irgendeiner dieser Spulen fließt und durch die Gleichrichterschaltung 3 geht.
  • Bei einem spezifischen Beispiel gilt Folgendes: Die Sekundärseiten-Spule 22A ist die erste Sekundärseiten-Spule, die Sekundärseiten-Spule 22C ist die zweite Sekundärseiten-Spule, die Sekundärseiten-Spule 22D ist die dritte Sekundärseiten-Spule, und die Sekundärseiten-Spule 22B ist die vierte Sekundärseiten-Spule. Bei der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform ist die Sekundärseiten-Spule 22A die erste Sekundärseiten-Spule, die Sekundärseiten-Spule 22C ist die zweite Sekundärseiten-Spule, die Sekundärseiten-Spule 22B ist die dritte Sekundärseiten-Spule, und die Sekundärseiten-Spule 22D ist die vierte Sekundärseiten-Spule.
  • Die Glättungsspule 42A ist mit den Kathoden der Gleichrichterelemente 31A und 31B verbunden, und die elektrischen Ströme, die in den Sekundärseiten-Spulen 22A und 22B fließen, fließen darin. Die Glättungsspule 42B ist mit den Kathoden der Gleichrichterelemente 31C und 31D verbunden, und die elektrischen Ströme, die in den Sekundärseiten-Spulen 22C und 22D fließen, fließen darin.
  • Da die übrige Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform annähernd die gleiche ist wie diejenige der ersten Ausführungsform, sind die gleichen Bezugszeichen den gleichen Elementen zugewiesen, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.
  • Nachfolgend werden die Betriebswirkungen der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
  • Sofern der Ausgangsstrom des Abwärtswandlers vom Isoliertyp ansteigt und der Wert des elektrischen Stroms zunimmt, der in der Glättungsspule 42 fließt, ist es notwendig, die Glättungsspule 42 zu vergrößern, was dadurch eine verschlechterte Produktivität und eine verschlechterte Vibrations-Widerstandsfähigkeit des Abwärtswandlers vom Isoliertyp verursachen kann.
  • Daher ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Glättungsspule 42 in zwei Glättungsspulen 42A und 42B geteilt. Da der Wert der elektrischen Ströme, die in den Glättungsspulen von den jeweiligen Sekundärseiten-Spulen 22A bis 22D aus fließen, dadurch verteilt werden kann, und zwar im Vergleich mit dem Fall, in welchem es eine einzige Glättungsspule 42 gibt, kann die von den Glättungsspulen 42A und 42B erzeugte Wärme verteilt werden, was die Wärmeabstrahlung von den Glättungsspulen 42A und 42B erleichtert. Daher können die Glättungsspulen 42A und 42B kompakter gemacht werden.
  • Das präzise Design kann jedoch schwierig sein, wenn einfach die Glättungsspule 42 in zwei Glättungsspulen 42A und 42B geteilt wird. Weitere Betriebswirkungen der vorliegenden Ausführungsform werden als nächstes beschrieben, während die Veränderungen des elektrischen Stroms beschrieben werden, der in jeder der Glättungsspulen 42A und 42B fließt.
  • Wie unter Bezugnahme auf 19(A) ersichtlich, gibt die Horizontalachse in jedem Graphen die verstrichene Zeit an, und die Vertikalachse gibt einen elektrischen Strom IA (oberer Graph) an, der in der Glättungsspule 42A fließt, oder einen elektrischen Strom IB (unterer Graph), der in der Glättungsspule 42B fließt. Es sei angemerkt, dass die verstrichenen Zeiten ”1” bis ”9” entlang der Horizontalachse jeweils als einen relativen Wert einer dimensionslosen Zahl die Zeit angeben, zu welcher der Wert des elektrischen Stroms IA oder IB das lokale Maximum oder das lokale Minimum angibt.
  • 19(A) zeigt einen Zustand, in welchem die Werte des elektrischen Stroms IA und des elektrischen Stroms IB an jedem Zeitpunkt gleich werden, d. h. einen Kopplungs-Gleichgewichtszustand. Zu dieser Zeit sind der elektrische Strom IA, der in der Sekundärseiten-Spule 22A fließt, und der elektrische Strom IB, der in der Sekundärseiten-Spule 22D zum gleichen Zeitpunkt fließt, im Wert gleich, und der elektrische Strom IA, der in der Sekundärseiten-Spule 22B fließt, und der elektrische Strom IB, der in der Sekundärseiten-Spule 22C zum gleichen Zeitpunkt fließt, sind im Wert gleich. Andererseits zeigt 19(B) einen Zustand, bei welchem der elektrische Strom IA und der elektrische Strom IB nicht zu jedem Zeitpunkt gleich werden, was unregelmäßig ein großes und kleines Verhältnis zwischen ihnen verursachen kann, d. h. einen Kopplungs-Ungleichgewichtszustand.
  • Der Kopplungs-Ungleichgewichtszustand, wie in 19(B) gezeigt, kann von der Differenz der Stärke der Kopplung zwischen jedem der äußeren Schenkel 23A, 23B und dem mittleren Schenkel 23C der E-förmigen Kerne 23 im Abwärtswandlungs-Transformator 2 hervorgerufen werden. Genauer gesagt: Da beispielsweise die Kopplung auf der Seite des äußeren Schenkels 23A des E-förmigen Kerns 23 stärker ist als die Kopplung des äußeren Zweigs 23B, können die Spannung und der elektrische Strom in den ersten und zweiten Sekundärseiten-Spulen 22A und 22C zwischen dem äußeren Schenkel 23A und dem mittleren Schenkel 23C größer werden als die Spannung und der elektrische Strom in den dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen 22B und 22D zwischen dem äußeren Schenkel 23B und dem mittleren Schenkel 23C.
  • In diesem Fall gilt Folgendes: Falls beispielsweise die ersten und zweiten Sekundärseiten-Spulen 22A und 22C mit der Glättungsspule 42A verbunden sind und die dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen 22B und 22D mit der Glättungsspule 42B verbunden sind, wird der Wert des elektrischen Stroms, der in der Glättungsspule 42A fließt, größer als der elektrische Strom, der in der Glättungsspule 42B fließt. Dies verursacht ein Ungleichgewicht zwischen den Werten der elektrischen Ströme, die in der Glättungsspule 42A und der Glättungsspule 42B fließen.
  • Daher sind bei der vorliegenden Ausführungsform eine der ersten und zweiten Sekundärseiten-Spulen 22A und 22C, die sich zwischen dem äußeren Schenkel 23A und dem mittleren Schenkel 23C befinden (beispielsweise die Sekundärseiten-Spule 22A), und eine der dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen 22B und 22D, die sich zwischen dem äußeren Schenkel 23B und dem mittleren Schenkel 23C befinden (beispielsweise die Sekundärseiten-Spule 22B) mit der Glättungsspule 42A verbunden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die andere der ersten und zweiten Sekundärseiten-Spulen 22A und 22C, die sich zwischen dem äußeren Schenkel 23A und dem mittleren Schenkel 23C befinden (beispielsweise die Sekundärseiten-Spule 22C), und die andere der dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen 22B und 22D, die sich zwischen dem äußeren Schenkel 23B und dem mittleren Schenkel 23C befinden (beispielsweise die Sekundärseiten-Spule 22D) mit der Glättungsspule 42B verbunden.
  • Es wird angenommen, dass die Differenz der Stärke der Kopplung des oben beschriebenen E-förmigen Kerns 23 beispielsweise ein Ungleichgewicht verursacht, bei welchem die Spannung und der elektrische Strom in den Sekundärseiten-Spulen 22A und 22C größer als die Spannung und der elektrische Strom in den Sekundärseiten-Spulen 22B und 22D wird. Zu diesem Zeitpunkt fließen ein relativ großer elektrischer Strom in der Sekundärseiten-Spule 22A und ein relativ kleiner elektrischer Strom in der Sekundärseiten-Spule 22B in der Glättungsspule 42A. Außerdem fließen zu diesem Zeitpunkt ein relativ großer elektrischer Strom in der Sekundärseiten-Spule 22C und ein relativ kleiner elektrischer Strom in der Sekundärseiten-Spule 22D in der Glättungsspule 42B.
  • Wie in 19(B) gezeigt, fließt beispielsweise ein großer elektrischer Strom in der Sekundärseiten-Spule 22A in der Glättungsspule 42A, und ein kleiner elektrischer Strom in der Sekundärseiten-Spule 22D (kleiner als in der Sekundärseiten-Spule 22A) fließt in der Glättungsspule 42B vom Zeitpunkt t = 1 bis t = 3 (von t = 5 bis t = 7).
  • Vom Zeitpunkt t = 3 bis t = 5 (von t = 7 bis t = 9) fließt ein kleiner Strom der Sekundärseiten-Spule 22B in der Glättungsspule 42A, und ein großer Strom der Sekundärseiten-Spule 22C (größer als in der Sekundärseiten-Spule 22B) fließt in der Glättungsspule 42B.
  • Zum Zeitpunkt t = 1, 3, 5, 7 und 9 fließen gleiche elektrische Ströme in der Glättungsspule 42A und der Glättungsspule 42B (mit jedem Verstreichen einer Zeit äquivalent zu einer Phase von 180°). Auf diese Weise können im Kopplungs-Ungleichgewichtszustand das große und kleine Verhältnis zwischen den elektrischen Strömen, die in den jeweiligen Sekundärseiten-Spulen fließen, im Zeitverlauf verändert werden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform gilt Folgendes: Selbst wenn der oben beschriebene Kopplungs-Ungleichgewichtszustand auftritt, kann eine Mittelung der gesamten Zeit von t = 1 bis zur Zeit t = 9 die Differenz der Summe von Werten der elektrischen Ströme zwischen der Glättungsspule 42A und der Glättungsspule 42B verringern (im Wesentlichen gleichmachen). Daher kann ein sogenanntes Grenzwert-Konzept durchgeführt werden, und zwar ohne die Notwendigkeit, eine Reserve unter Berücksichtigung eines Ungleichgewichts der elektrischen Ströme für die Glättungsspulen 42A und 42B vorzusehen.
  • Es sei angemerkt, dass die strukturellen Eigenschaften, die bei den jeweiligen Ausführungsformen (den jeweiligen Beispielen) oben beschrieben sind, angemessen innerhalb des Umfangs kombiniert werden können, in welchem technische Unstimmigkeiten nicht auftreten.
  • Es versteht sich, dass die hier offenbarten Ausführungsformen in jeder Hinsicht anschaulich und nicht einschränkend sind. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Ansprüche und nicht durch die obige Beschreibung definiert, und es ist beabsichtigt, jegliche Veränderung innerhalb der Bedeutung und des Umfangs einzuschließen, die äquivalent zum Wortlaut der Ansprüche sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Primärseiten-Treiberschaltung
    2
    Abwärtswandlungs-Transformator
    3
    Gleichrichterschaltung
    4
    Glättungsschaltung
    5
    Steuerungsschaltung
    6
    DC-Spannungsversorgung
    7
    Bezugspotential
    11, 11A, 11B
    Schaltelement
    11C, 11D
    Schaltelement
    12, 13
    Knoten
    21
    Primärseiten-Spule
    22, 22A, 22B
    Sekundärseiten-Spule
    22C, 22D
    Sekundärseiten-Spule
    22E, 22F
    Verbindungsbereich
    23
    E-förmiger Kern
    23A, 23B
    äußerer Schenkel
    23C
    mittlerer Schenkel
    23D
    Kern-Kupplungsbereich
    24
    I-förmiger Kern
    25
    Verbindungsdurchgang
    26
    Mehrschicht-Platine
    26A, 26B
    Durchgangsloch
    26C
    Durchgangsloch
    27
    Substratkörper
    28, 28A, 28B
    Muster
    28C, 28D
    Muster
    29A, 29B
    Metallplatte
    31, 31A, 31B
    Gleichrichterelement
    31C, 31D
    Gleichrichterelement
    41
    Glättungskondensator
    42
    Glättungsspule
    71
    Radiator
    72
    Isolier-Flächenkörper
    73
    Schraube
    74
    Gehäuse
    101, 102, 301
    Abwärtswandler vom Isoliertyp
    S1, S2
    magnetischer Fluss.

Claims (8)

  1. Abwärtswandler vom Isoliertyp, der Folgendes aufweist: – einen Kern, der einen mittleren Schenkel, einen ersten äußeren Schenkel, der von dem mittleren Schenkel beabstandet ist und so angeordnet ist, dass er in einer Richtung verläuft, die identisch zu dem mittleren Schenkel ist, und einen zweiten äußeren Schenkel aufweist, der von dem mittleren Schenkel gegenüber dem ersten äußeren Schenkel beabstandet ist; – eine Primärseiten-Spule, die um den mittleren Schenkel gewickelt ist; – erste und zweite Sekundärseiten-Spulen, die zwischen dem ersten äußeren Schenkel und dem mittleren Schenkel angeordnet sind, zumindest einen Teil der Primärseiten-Spule überlappen und voneinander beabstandet sind; – dritte und vierte Sekundärseiten-Spulen, die zwischen dem zweiten äußeren Schenkel und dem mittleren Schenkel angeordnet sind, zumindest einen Teil der Primärseiten-Spule überlappen und voneinander beabstandet sind; und – erste, zweite, dritte und vierte Gleichrichterelemente, die mit den ersten, zweiten, dritten bzw. vierten Sekundärseiten-Spulen verbunden sind, – wobei die ersten, zweiten, dritten und vierten Gleichrichterelemente dazu imstande sind, eine Gleichrichtung durchzuführen, so dass die elektrischen Ströme abwechselnd in einer der ersten und zweiten Sekundärseiten-Spulen und einer der dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen fließen, und wobei die elektrische Ströme, die gleichzeitig in einer der ersten und zweiten Sekundärseiten-Spulen und einer der dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen fließen, einander in ihren Richtungen entgegengesetzt sind, so dass sie einen magnetischen Fluss aufheben, der durch den mittleren Schenkel geht, und zwar jedesmal dann, wenn die Richtung des elektrischen Stroms umgekehrt wird, der in der Primärseiten-Spule fließt.
  2. Abwärtswandler vom Isoliertyp nach Anspruch 1, wobei eine der ersten und zweiten Sekundärseiten-Spulen und eine der dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen, in welchen die elektrischen Ströme gleichzeitig fließen, in voneinander verschiedenen Schichten angeordnet sind, und wobei die andere der ersten und zweiten Sekundärseiten-Spulen und die andere der dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen, in welchen die elektrischen Ströme gleichzeitig fließen, in voneinander verschiedenen Schichten angeordnet sind.
  3. Abwärtswandler vom Isoliertyp nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ersten, zweiten, dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen aus einer Metallplatte gebildet sind, wobei die ersten und dritten Sekundärseiten-Spulen in einer identischen Schicht angeordnet sind, und die zweiten und vierten Sekundärseiten-Spulen in einer identischen Schicht angeordnet sind, und wobei die ersten und dritten Sekundärseiten-Spulen miteinander mittels eines Verbindungsbereichs verbunden sind, der aus der Metallplatte gebildet ist, und die zweiten und vierten Sekundärseiten-Spulen miteinander mittels eines Verbindungsbereichs verbunden sind, der aus der Metallplatte gebildet ist.
  4. Abwärtswandler vom Isoliertyp nach Anspruch 1, wobei die eine der ersten und zweiten Sekundärseiten-Spulen und die eine der dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen, in welchen die elektrischen Ströme gleichzeitig fließen, in einer ersten Schicht identisch zueinander angeordnet sind, und wobei die andere der ersten und zweiten Sekundärseiten-Spulen und die andere der dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen, in welchen die elektrischen Ströme gleichzeitig fließen, in einer zweiten Schicht identisch zueinander angeordnet sind, wobei die zweite Schicht von der ersten Schicht verschieden ist.
  5. Abwärtswandler vom Isoliertyp nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jede der ersten, zweiten, dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen in der Draufsicht linear verlaufen.
  6. Abwärtswandler vom Isoliertyp nach einem der Ansprüche 1 bis 5, der ferner Folgendes aufweist: – eine Primärseiten-Treiberschaltung, die dazu konfiguriert ist, Spannungen an die Primärseiten-Spule abwechselnd in zueinander entgegengesetzten Richtungen in regelmäßigen Zeitintervallen anzulegen; und – eine Glättungsschaltung, die dazu konfiguriert ist, Spannungen zu glätten, die von den ersten, zweiten, dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen ausgegeben werden.
  7. Abwärtswandler vom Isoliertyp nach Anspruch 6, wobei die Glättungsschaltung Folgendes aufweist: – ein erstes Glättungselement, das dazu konfiguriert ist, einen elektrischen Strom, der in einer der ersten und zweiten Sekundärseiten-Spulen fließt, und einen elektrischen Strom, der in einer der dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen fließt, fließen zu lassen, und – eine zweite Glättungsschaltung, die dazu konfiguriert ist, einen elektrischen Strom, der in der anderen, von der einen der ersten und zweiten Sekundärseiten-Spulen verschiedenen Sekundärseiten-Spule fließt, und einen elektrischen Strom, der in der anderen, von der einen der dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen verschiedenen Sekundärseiten-Spule fließt, fließen zu lassen.
  8. Abwärtswandler vom Isoliertyp nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die einen Enden eines Paars von Enden von jeder der ersten, zweiten, dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen mit den ersten, zweiten, dritten bzw. vierten Gleichrichterelementen verbunden sind, und wobei das andere Ende, das dem einen Ende des Paars von Enden von jeder der ersten, zweiten, dritten und vierten Sekundärseiten-Spulen gegenüberliegt, zu einem von einem Radiator als ein Bezugspotential und einem Gehäuse führt.
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