DE112016001433B4

DE112016001433B4 - Abwärtswandlungs-Umrichter vom Isoliertyp

Info

Publication number: DE112016001433B4
Application number: DE112016001433.3T
Authority: DE
Inventors: Koji Nakajima; Takashi Kumagai; Yuji Shirakata; Yujiro Kido; Kenji Nishizaka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2020-02-20
Anticipated expiration: 2036-02-20
Also published as: US9941044B2; JPWO2016158064A1; JP6305637B2; CN107251393B; US20180025828A1; DE112016001433T5; CN107251393A; WO2016158064A1

Abstract

Abwärtswandlungs-Umrichter (101, 201, 301) vom Isoliertyp, der erste und zweite Abwärtswandlungs-Transformatoren (2A, 2B) aufweist, die miteinander ausgerichtet sind, wobei der erste Abwärtswandlungs-Transformator (2A) Folgendes aufweist:einen ersten Kern (23A), der einen ersten Mittelschenkel (23A3), einen ersten einen Außenschenkel (23A1), der von dem ersten Mittelschenkel (23A3) beabstandet ist und so angeordnet ist, dass er in einer Richtung verläuft, die identisch mit dem ersten Mittelschenkel (23A3) ist, und einen ersten anderen Außenschenkel (23A2) aufweist, der von dem ersten Mittelschenkel (23A3) entgegengesetzt zu dem ersten einen Außenschenkel (23A1) beabstandet ist,eine erste eingangsseitige Spule (21A), die um den ersten Mittelschenkel (23A3) des ersten Kerns (23A) gewickelt ist, underste und zweite ausgangsseitige Spulen (22A, 22B), die um den ersten Mittelschenkel (23A3) des ersten Kerns gewickelt sind, zumindest einen Teil der ersten eingangsseitigen Spule (21A) überlappen und voneinander beabstandet sind, wobei der zweite Abwärtswandlungs-Transformator (2B) Folgendes aufweist:einen zweiten Kern (23B), der einen zweiten Mittelschenkel (23B3), einen zweiten einen Außenschenkel (23B1), der von dem zweiten Mittelschenkel (23B3) beabstandet ist und so angeordnet ist, dass er in einer Richtung verläuft, die identisch mit dem zweiten Mittelschenkel (23B3) ist, und einen zweiten anderen Außenschenkel (23B2) aufweist, der von dem zweiten Mittelschenkel (23B3) entgegengesetzt zu dem zweiten einen Außenschenkel (23B1) beabstandet ist,eine zweite eingangsseitige Spule (21B), die um den zweiten Mittelschenkel (23B3) des zweiten Kerns gewickelt ist, unddritte und vierte ausgangsseitige Spulen (22C, 22D), die um den zweiten Mittelschenkel (23B3) des zweiten Kerns (23B) gewickelt sind, zumindest einen Teil der zweiten eingangsseitigen Spule (21B) überlappen und voneinander beabstandet sind,wobei der Abwärtswandlungs-Umrichter (101, 201, 301) vom Isoliertyp ferner Folgendes aufweist:ein erstes Gleichrichterelement (31A), das in Reihe mit der ersten ausgangsseitigen Spule (22A) geschaltet ist;ein zweites Gleichrichterelement (31B), das in Reihe mit der zweiten ausgangsseitigen Spule (22B) geschaltet ist;ein drittes Gleichrichterelement (31C), das in Reihe mit der dritten ausgangsseitigen Spule (22C) geschaltet ist;ein viertes Gleichrichterelement (31D), das in Reihe mit der vierten ausgangsseitigen Spule (22D) geschaltet ist; underste und zweite Glättungsspulen (42A, 42B), die jeweils mit zwei der Reihenschaltungen zwischen den ersten bis vierten ausgangsseitigen Spulen (22A, 22B, 22C, 22D) und den ersten bis vierten Gleichrichterelementen (31A, 31B, 31C, 31D) verbunden sind,wobei die erste ausgangsseitige Spule (22A) ein erstes Ende, das mit einem Bezugspotential (7) verbunden ist, und ein zweites Ende aufweist, das sich entgegengesetzt zu dem ersten Ende befindet und mit dem ersten Gleichrichterelement (31A) verbunden ist, wobei die zweite ausgangsseitige Spule (22B) ein erstes Ende, das mit dem Bezugspotential (7) verbunden ist, und ein zweites Ende aufweist, das sich entgegengesetzt zu dem ersten Ende befindet und mit dem zweiten Gleichrichterelement (31B) verbunden ist, wobei die dritte ausgangsseitige Spule (22C) ein erstes Ende, das mit dem Bezugspotential (7) verbunden ist, und ein zweites Ende aufweist, das sich entgegengesetzt zu dem ersten Ende befindet und mit dem dritten Gleichrichterelement (31C) verbunden ist, wobei die vierte ausgangsseitige Spule (22D) ein erstes Ende, das mit dem Bezugspotential (7) verbunden ist, und ein zweites Ende aufweist, das sich entgegengesetzt zu dem ersten Ende befindet und mit dem vierten Gleichrichterelement (31D) verbunden ist, und wobei jede der ersten, zweiten, dritten und vierten ausgangsseitigen Spulen (22A, 22B, 22C, 22D) einen Zwischenbereich (32A, 32B) an einem Teil eines ersten Pfades von dem ersten Ende in Richtung des zweiten Endes hat,wobei der Zwischenbereich der ersten ausgangsseitigen Spule (22A) und der Zwischenbereich der dritten ausgangsseitigen Spule (22C) miteinander verbunden sind,wobei der Zwischenbereich der zweiten ausgangsseitigen Spule (22B) und der Zwischenbereich der vierten ausgangsseitigen Spule (22D) miteinander verbunden sind,wobei die ersten, zweiten, dritten und vierten Gleichrichterelemente (31A, 31B, 31C, 31D) so verbunden sind, dass elektrische Ströme gleichzeitig in der ersten ausgangsseitigen Spule (22A) und der dritten ausgangsseitigen Spule (22C) fließen, und dass elektrische Ströme gleichzeitig in der zweiten ausgangsseitigen Spule (22B) der vierten ausgangsseitigen Spule (22D) fließen, und zwar auf eine Weise, in welcher sie sich mit den elektrischen Strömen in der ersten ausgangsseitigen Spule (22A) und der dritten ausgangsseitigen Spule (22C) abwechseln, so dass sich die magnetischen Flüsse, die durch die Mittelschenkel (23A3, 23B3) gehen, jedesmal aufheben, wenn die Richtung des elektrischen Stroms geändert wird, der in den ersten und zweiten eingangsseitigen Spulen (21A, 21B) fließt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abwärtswandlungs-Umrichter vom Isoliertyp. Sie betrifft insbesondere einen Abwärtswandlungs-Umrichter vom Isoliertyp, der eine DC-Niederspannung aus einer DC-Hochspannung erzeugt.
Stand der Technik
Die Druckschrift US 2008/0247195 A1 betrifft ein Schaltnetzteil, welches folgendes aufweist: einen Eingangsteil, einen Ausgangsteil, einen ersten Transformator mit einer ersten Spulengruppe, einen zweiten Transformator mit einer zweiten Spulengruppe, einen Inverterschaltkreis, welcher zwischen dem Eingangsteil und einem Eingangsanschluss des ersten und zweiten Transformators angeschlossen ist, einen Gleichrichterglättungsschaltkreis, welcher zwischen dem Ausgangsteil und einem Ausgangsanschluss des ersten und zweiten Transformators angeschlossen ist, ein erstes Spulenpaar mit einer ersten primärseitigen Spule und einer ersten sekundärseitigen Spule, die magnetisch gekoppelt sind, ein zweites Spulenpaar mit einer zweiten primärseitigen Spule und einer zweiten sekundärseitigen Spule, die magnetisch gekoppelt sind, und ein viertes Spulenpaar mit einer vierten primärseitigen Spule und einer vierten sekundärseitigen Spule, die magnetisch gekoppelt sind. Die erste Spulengruppe hat das erste und dritte Spulenpaar, und die zweite Spulengruppe hat das zweite und vierte Spulenpaar. Das aus diesem Stand der Technik bekannte Schaltnetzteil zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die erste primärseitige Spule und die zweite primärseitige Spule, die in dem ersten und in dem zweiten Spulenpaar enthalten sind, miteinander in Reihe zwischen einem Eingangsanschluss des ersten Transformators und einem Eingangsanschluss des zweiten Transformators verbunden sind. Die dritte primärseitige Spule und die vierte primärseitige Spule, die in dem dritte und dem vierten Spulenpaar enthalten sind, sind miteinander in Reihe zwischen einem Eingangsanschluss des ersten Transformators und einem Eingangsanschluss des zweiten Transformators verbunden. Die erste sekundärseitige Spule und die dritte sekundärseitige Spule, die in dem ersten und dem dritten Spulenpaar enthalten sind, sind parallel zu dem Ausgangsteil miteinander verbunden. Die zweite sekundärseitige Spule und die vierte sekundärseitige Spule, die in dem zweiten und dem vierten Spulenpaar enthalten sind, sind parallel zu dem Ausgangsteil miteinander verbunden.
In der japanischen Patent-Offenlegungsschrift JP 2008-178 205 A (PTD 1) ist beispielsweise ein Abwärtswandlungs-Transformator in zwei Teile geteilt, wobei zwei eingangsseitige Spulen als eine eingangsseitige Schaltung in Reihe geschaltet sind und zwei Glättungsspulen als eine ausgangsseitige Schaltung parallelgeschaltet sind.
Literaturverzeichnis
Patentdokument
PTD 1: Japanische Patent-Offenlegungsschrift JP 2008-178 205 A .
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In der japanischen Patent-Offenlegungsschrift JP 2008-178 205 A ist eine Glättungsspule in zwei Teile geteilt, um einen elektrischen Strom zu verteilen, was eine Verringerung und Verteilung der erzeugten Wärmemenge ermöglicht. Bei der japanischen Patent-Offenlegungsschrift JP 2008-178 205 A gilt jedoch Folgendes: Infolge eines Ungleichgewichts zwischen den Spannungen, die an die jeweiligen eingangsseitigen Spulen der zwei Abwärtswandlungs-Transformatoren angelegt werden, und infolge des Kopplungs-Ungleichgewichts zwischen den eingangsseitigen Spulen und den ausgangsseitigen Spulen der Abwärtswandlungs-Transformatoren können die elektrischen Ströme, die in den zwei Glättungsspulen fließen, nicht gleich werden.
Dies führt zu einem Ungleichgewicht zwischen den Werten dieser elektrischen Ströme. Es ist somit notwendig, eine Reserve zu belassen, die dem Ungleichgewicht der Glättungsspulen entspricht. Wie hier verwendet, bedeutet, eine Reserve zu belassen, dass ein großer stromführender Querschnitt einer Wicklung von jeder Glättungsspule vorgesehen wird, und zwar unter dem Blickwinkel, dass ein übermäßiger Temperaturanstieg in einer von zwei Glättungsspulen unterbunden wird, was von einem größeren elektrischen Strom herrührt, der in der einen der Glättungsspulen in Bezug auf die andere Glättungsspule fließt.
Außerdem können die elektrischen Ströme, die in den jeweiligen ausgangsseitigen Spulen der zwei Abwärtswandlungs-Transformatoren fließen, ebenfalls nicht gleich werden, was zu einem Ungleichgewicht zwischen den Temperaturen der jeweiligen ausgangsseitigen Spulen der zwei Abwärtswandlungs-Transformatoren führt. Im Ergebnis können die Temperaturen der jeweiligen ausgangsseitigen Spule der zwei Abwärtswandlungs-Transformatoren ebenfalls nicht gleich werden, und sie können unausgeglichen werden.
Es ist somit notwendig, eine Reserve zu belassen, die dem Ungleichgewicht der ausgangsseitigen Spulen entspricht. Wie hier verwendet, bedeutet, eine Reserve zu belassen, dass ein großer stromführender Querschnitt einer Wicklung von jeder ausgangsseitigen Spule vorgesehen wird, und zwar unter dem Blickwinkel, dass ein übermäßiger Temperaturanstieg in der ausgangsseitigen Spule von einem der zwei Abwärtswandlungs-Transformatoren unterbunden wird, was von einem größeren elektrischen Strom herrührt, der in der ausgangsseitigen Spule des einen der zwei Abwärtswandlungs-Transformatoren in Bezug auf die ausgangsseitige Spule des anderen Abwärtswandlungs-Transformators fließt.
Dies kann jedoch zu einem Anstieg der Größen bzw. Abmessungen der Glättungsspulen und der Abwärtswandlungs-Transformatoren führen, was dem Trend zu einer höheren Integration von Halbleitereinrichtungen zuwiderläuft.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des oben beschriebenen Problems konzipiert. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Abwärtswandlungs-Umrichter vom Isoliertyp anzugeben, bei welchem die Werte der elektrischen Ströme, die in zwei geteilten Glättungsspulen fließen, gleich gemacht werden können, und bei welchem die Temperaturen der jeweiligen ausgangsseitigen Spulen der zwei Abwärtswandlungs-Transformatoren gleich gemacht werden können, um die Größe der Glättungsspulen und der Abwärtswandlungs-Transformatoren zu verringern.
Lösung des Problems
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abwärtswandlungs-Umrichter gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1, wobei Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Abwärtswandlungs-Umrichters in den abhängigen Patentansprüchen angegeben sind.
Ein Abwärtswandlungs-Umrichter vom Isoliertyp der vorliegenden Erfindung weist erste und zweite Abwärtswandlungs-Transformatoren auf, die jeweils eine eingangsseitige Spule und eine ausgangsseitige Spule aufweisen. Ein Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule des ersten Abwärtswandlungs-Transformators und ein Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule des zweiten Abwärtswandlungs-Transformators sind miteinander verbunden. Erste, zweite, dritte und vierte Gleichrichterelemente sind in Reihe mit den ersten, zweiten, dritten bzw. vierten ausgangsseitigen Spulen geschaltet. Glättungsspulen sind mit den ersten bis vierten ausgangsseitigen Spulen verbunden.
Die ersten, zweiten, dritten und vierten Gleichrichterelemente sind so verbunden, dass elektrische Ströme gleichzeitig in der ersten ausgangsseitigen Spule und der dritten ausgangsseitigen Spule fließen, und elektrische Ströme fließen gleichzeitig in der zweiten ausgangsseitigen Spule und der vierten ausgangsseitigen Spule auf eine Weise, in welcher sie sich mit den elektrischen Strömen in der ersten ausgangsseitigen Spule und der dritten ausgangsseitigen Spule abwechseln.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung gilt Folgendes: Da die Werte der elektrischen Ströme, die in den zwei Glättungsspulen fließen, gleich gemacht werden können, und da die Temperaturen der jeweiligen ausgangsseitigen Spulen der zwei Abwärtswandlungs-Transformatoren ebenfalls gleich gemacht werden können, lassen sich die Abmessungen der Glättungsspulen und der Abwärtswandlungs-Transformatoren verringern.
Figurenliste

1 ist ein Schaltungs-Blockdiagramm eines Abwärtswandlungs-Umrichters vom Isoliertyp einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die die Anordnung von Kernen und einer mehrschichtigen Platine zeigt, die einen Abwärtswandlungs-Transformator der ersten Ausführungsform bilden.
3 ist eine schematische Schnittansicht, die die Konfiguration der mehrschichtigen Platine an einem Bereich zeigt, der entlang der Linie III-III in 2 beschrieben wird, und zwar nach dem Endzusammenbau.
4 zeigt Folgendes: ein schematisches Diagramm (A), das ein Muster der untersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen zeigt, die den Abwärtswandlungs-Transformator der ersten Ausführungsform bilden, der im Schaltungs-Blockdiagramm in 1 dargestellt ist, und die Richtung des magnetischen Flusses, wenn eine eingangsseitige Treiberschaltung in einem ersten Zustand ist; ein schematisches Diagramm (B), das ein Muster der zweituntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der ersten Ausführungsform und dergleichen zeigt; ein schematisches Diagramm (C), das ein Muster der drittuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spule im ersten Zustand der ersten Ausführungsform und dergleichen zeigt; und ein schematisches Diagramm (D), das ein Muster der viertuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der ersten Ausführungsform und dergleichen zeigt.
5 zeigt Folgendes: ein schematisches Diagramm (A), das ein Muster der untersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen zeigt, die den Abwärtswandlungs-Transformator der ersten Ausführungsform bilden, der im Schaltungs-Blockdiagramm gemäß 1 gezeigt ist, und die Richtung des magnetischen Flusses, wenn die eingangsseitige Treiberschaltung in einem zweiten Zustand ist; ein schematisches Diagramm (B), das ein Muster der zweituntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der ersten Ausführungsform und dergleichen zeigt; ein schematisches Diagramm (C), das ein Muster der drittuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der ersten Ausführungsform und dergleichen zeigt; und ein schematisches Diagramm (D), das ein Muster der viertuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der ersten Ausführungsform und dergleichen zeigt.
6 ist eine schematische Projektionsansicht bei Betrachtung aus der Richtung VI, die mit dem Pfeil in 2 angezeigt ist, beim Zusammenbau des in 2 in der ersten Ausführungsform gezeigten Bereichs.
7 zeigt Folgendes: einen Graphen (A), der zeitliche Veränderungen der Spannung zeigt, die an die eingangsseitigen Spulen angelegt wird; einen Graphen (B), der zeitliche Veränderungen der Spannung zeigt, die an die ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C angelegt wird; einen Graphen (C), der zeitliche Veränderungen der Spannung zeigt, die an die ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D angelegt wird; einen Graphen (D), der zeitliche Veränderungen der Spannung zeigt, die an die Glättungsspulen angelegt wird; und Graphen (E), der zeitliche Veränderungen des elektrischen Stroms zeigt, der in den Glättungsspulen fließt.
8 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die die Anordnung von Kernen und einer mehrschichtigen Platine zeigt, die einen Abwärtswandlungs-Transformator einer zweiten Ausführungsform bilden.
9 zeigt Folgendes: ein schematisches Diagramm (A), das ein Muster der untersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen zeigt, die den Abwärtswandlungs-Transformator der zweiten Ausführungsform bilden, und die Richtung des magnetischen Flusses, wenn die eingangsseitige Treiberschaltung in einem ersten Zustand ist; ein schematisches Diagramm (B), das ein Muster der zweituntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der zweiten Ausführungsform und dergleichen zeigt; ein schematisches Diagramm (C), das ein Muster der drittuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der zweiten Ausführungsform und dergleichen zeigt; und ein schematisches Diagramm (D), das ein Muster der viertuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der zweiten Ausführungsform und dergleichen zeigt.
10 zeigt Folgendes: ein schematisches Diagramm (A), das ein Muster der untersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen zeigt, die den Abwärtswandlungs-Transformator der zweiten Ausführungsform bilden, und die Richtung des magnetischen Flusses, wenn die eingangsseitige Treiberschaltung in einem zweiten Zustand ist; ein schematisches Diagramm (B), das ein Muster der zweituntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der zweiten Ausführungsform und dergleichen zeigt; ein schematisches Diagramm (C), das ein Muster der drittuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der zweiten Ausführungsform und dergleichen zeigt; ein schematisches Diagramm (D), das ein Muster der viertuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der zweiten Ausführungsform und dergleichen zeigt.
11 ist eine schematische Projektionsansicht bei Betrachtung aus der Richtung XI, die mit dem Pfeil in 8 angegeben ist, beim Zusammenbau des in 8 in der zweiten Ausführungsform gezeigten Bereichs.
12 ist ein Schaltungs-Blockdiagramm eines Abwärtswandlungs-Umrichters vom Isoliertyp einer dritten Ausführungsform.
13 zeigt Folgendes: ein schematisches Diagramm (A), das ein Muster der untersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen zeigt, die einen Abwärtswandlungs-Transformator der dritten Ausführungsform bilden, der im Schaltungs-Blockdiagramm in 12 dargestellt ist, und die Richtung des magnetischen Flusses, wenn eine eingangsseitige Treiberschaltung in einem ersten Zustand ist; ein schematisches Diagramm (B), das ein Muster der zweituntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der dritten Ausführungsform und dergleichen zeigt; ein schematisches Diagramm (C), das ein Muster der drittuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der dritten Ausführungsform und dergleichen zeigt; und ein schematisches Diagramm (D), das ein Muster der viertuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der dritten Ausführungsform und dergleichen zeigt.
14 zeigt Folgendes: ein schematisches Diagramm (A), das ein Muster der untersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen zeigt, die den Abwärtswandlungs-Transformator der dritten Ausführungsform bilden, der im Schaltungs-Blockdiagramm gemäß 12 gezeigt ist, und die Richtung des magnetischen Flusses, wenn die eingangsseitige Treiberschaltung in einem zweiten Zustand ist; ein schematisches Diagramm (B), das ein Muster der zweituntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der dritten Ausführungsform und dergleichen zeigt; ein schematisches Diagramm (C), das ein Muster der drittuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der dritten Ausführungsform und dergleichen zeigt; und ein schematisches Diagramm (D), das ein Muster der viertuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der dritten Ausführungsform und dergleichen zeigt.
15 zeigt Folgendes: ein schematisches Diagramm (A), das ein Muster der untersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen zeigt, die den Abwärtswandlungs-Transformator einer vierten Ausführungsform bilden, und die Richtung des magnetischen Flusses, wenn die eingangsseitige Treiberschaltung in einem ersten Zustand ist; ein schematisches Diagramm (B), das ein Muster der zweituntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der vierten Ausführungsform und dergleichen zeigt; ein schematisches Diagramm (C), das ein Muster der drittuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der vierten Ausführungsform und dergleichen zeigt; und ein schematisches Diagramm (D), das ein Muster der viertuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der vierten Ausführungsform und dergleichen zeigt.
16 zeigt Folgendes: ein schematisches Diagramm (A), das ein Muster der untersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen zeigt, die den Abwärtswandlungs-Transformator der vierten Ausführungsform bilden, und die Richtung des magnetischen Flusses, wenn die eingangsseitige Treiberschaltung in einem zweiten Zustand ist; ein schematisches Diagramm (B), das ein Muster der zweituntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der vierten Ausführungsform und dergleichen zeigt; ein schematisches Diagramm (C), das ein Muster der drittuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der vierten Ausführungsform und dergleichen zeigt; ein schematisches Diagramm (D), das ein Muster der viertuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der vierten Ausführungsform und dergleichen zeigt.
17 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die die Anordnung von Kernen und einer mehrschichtigen Platine zeigt, die einen Abwärtswandlungs-Transformator gemäß einer fünften Ausführungsform bilden.
18 ist eine schematische Schnittansicht, die die Konfiguration der mehrschichtigen Platine an einem Bereich zeigt, der entlang der Linie XVIII-XVIII in 17 genommen wird, und zwar nach dem Endzusammenbau.
19 zeigt Folgendes: ein schematisches Diagramm (A), das ein Muster der untersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen zeigt, die den Abwärtswandlungs-Transformator der fünften Ausführungsform bilden, und die Richtung des magnetischen Flusses, wenn die eingangsseitige Treiberschaltung in einem ersten Zustand ist; ein schematisches Diagramm (B), das ein Muster der zweituntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der fünften Ausführungsform und dergleichen zeigt; ein schematisches Diagramm (C), das ein Muster der drittuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der fünften Ausführungsform und dergleichen zeigt; und ein schematisches Diagramm (D), das ein Muster der viertuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der fünften Ausführungsform und dergleichen zeigt.
20 zeigt Folgendes: ein schematisches Diagramm (A), das ein Muster der untersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen zeigt, die den Abwärtswandlungs-Transformator der fünften Ausführungsform bilden, und die Richtung des magnetischen Flusses, wenn die eingangsseitige Treiberschaltung in einem zweiten Zustand ist; ein schematisches Diagramm (B), das ein Muster der zweituntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der fünften Ausführungsform und dergleichen zeigt; ein schematisches Diagramm (C), das ein Muster der drittuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der fünften Ausführungsform und dergleichen zeigt; und ein schematisches Diagramm (D), das ein Muster der viertuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der fünften Ausführungsform und dergleichen zeigt.
21 ist eine schematische Projektionsansicht bei Betrachtung aus der Richtung XXI, die mit dem Pfeil in 17 angezeigt ist, beim Zusammenbau des in 17 in der fünften Ausführungsform gezeigten Bereichs.
22 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die die Anordnung von Kernen und einer mehrschichtigen Platine zeigt, die einen Abwärtswandlungs-Transformator einer sechsten Ausführungsform bilden.
23 zeigt Folgendes: ein schematisches Diagramm (A), das ein Muster der untersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen zeigt, die den Abwärtswandlungs-Transformator der sechsten Ausführungsform bilden, und die Richtung des magnetischen Flusses, wenn die eingangsseitige Treiberschaltung in einem ersten Zustand ist; ein schematisches Diagramm (B), das ein Muster der zweituntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der sechsten Ausführungsform und dergleichen zeigt; ein schematisches Diagramm (C), das ein Muster der drittuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der sechsten Ausführungsform und dergleichen zeigt; und ein schematisches Diagramm (D), das ein Muster der viertuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der sechsten Ausführungsform und dergleichen zeigt.
24 zeigt Folgendes: ein schematisches Diagramm (A), das ein Muster der untersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen zeigt, die den Abwärtswandlungs-Transformator der sechsten Ausführungsform bilden, und die Richtung des magnetischen Flusses, wenn die eingangsseitige Treiberschaltung in einem zweiten Zustand ist; ein schematisches Diagramm (B), das ein Muster der zweituntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der sechsten Ausführungsform und dergleichen zeigt; ein schematisches Diagramm (C), das ein Muster der drittuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der sechsten Ausführungsform und dergleichen zeigt; und ein schematisches Diagramm (D), das ein Muster der viertuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der sechsten Ausführungsform und dergleichen zeigt.
25 ist eine schematische Projektionsansicht bei Betrachtung aus der Richtung XXV, die mit dem Pfeil in 22 angezeigt ist, beim Zusammenbau des in 22 in der sechsten Ausführungsform gezeigten Bereichs.
26 ist ein Schaltungs-Blockdiagramm eines Abwärtswandlungs-Umrichters vom Isoliertyp einer siebten Ausführungsform.
27 zeigt Folgendes: ein schematisches Diagramm (A), das ein Muster der untersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen zeigt, die den Abwärtswandlungs-Transformator einer achten Ausführungsform bilden, und die Richtung des magnetischen Flusses, wenn die eingangsseitige Treiberschaltung in einem ersten Zustand ist; ein schematisches Diagramm (B), das ein Muster der zweituntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der achten Ausführungsform und dergleichen zeigt; ein schematisches Diagramm (C), das ein Muster der drittuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der achten Ausführungsform und dergleichen zeigt; und ein schematisches Diagramm (D), das ein Muster der viertuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der achten Ausführungsform und dergleichen zeigt.
28 zeigt Folgendes: ein schematisches Diagramm (A), das ein Muster der untersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen zeigt, die den Abwärtswandlungs-Transformator der achten Ausführungsform bilden, und die Richtung des magnetischen Flusses, wenn die eingangsseitige Treiberschaltung in einem zweiten Zustand ist; ein schematisches Diagramm (B), das ein Muster der zweituntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der achten Ausführungsform und dergleichen zeigt; ein schematisches Diagramm (C), das ein Muster der drittuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der achten Ausführungsform und dergleichen zeigt; und ein schematisches Diagramm (D), das ein Muster der viertuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im zweiten Zustand der achten Ausführungsform und dergleichen zeigt.
29 zeigt Folgendes: ein schematisches Diagramm (A), das ein Muster der untersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen zeigt, die den Abwärtswandlungs-Transformator einer neunten Ausführungsform bilden, und die Richtung des magnetischen Flusses, wenn die eingangsseitige Treiberschaltung in einem ersten Zustand ist; ein schematisches Diagramm (B), das ein Muster der zweituntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der neunten Ausführungsform und dergleichen zeigt; ein schematisches Diagramm (C), das ein Muster der drittuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der neunten Ausführungsform und dergleichen zeigt; und ein schematisches Diagramm (D), das ein Muster der viertuntersten Schicht der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen im ersten Zustand der neunten Ausführungsform und dergleichen zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf der Basis der Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
Zunächst wird ein Blockdiagramm einer Schaltung, die einen Abwärtswandlungs-Umrichter vom Isoliertyp der vorliegenden Ausführungsform bildet, unter Verwendung von 1 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 1 gilt Folgendes: Ein Abwärtswandlungs-Umrichter 101 vom Isoliertyp der vorliegenden Ausführungsform besitzt hauptsächlich eine eingangsseitige Treiberschaltung 1, einen Abwärtswandlungs-Transformator 2, ein Gleichrichterelement 31, eine Glättungsspule 42 und eine Steuerungsschaltung 5.
Die eingangsseitige Treiberschaltung 1 besitzt vier Schaltelemente 11A, 11B, 11C und 11D (die zusammen als ein Schaltelement 11 bezeichnet werden). Der Abwärtswandlungs-Transformator 2 besitzt einen Abwärtswandlungs-Transformator 2A (einen ersten Abwärtswandlungs-Transformator) und einen Abwärtswandlungs-Transformator 2B (einen zweiten Abwärtswandlungs-Transformator). Das Gleichrichterelement 31 besitzt vier Gleichrichterelemente 31A, 31B, 31C und 31D. Die Glättungsspule 42 besitzt eine Glättungsspule 42A (eine erste Glättungsspule) und eine Glättungsspule 42B (eine zweite Glättungsspule).
In der eingangsseitigen Treiberschaltung 1 ist das Schaltelement 11 wie in 1 gezeigt angeschlossen. Genauer gesagt: Die Schaltelemente 11A und 11B, die in Reihe geschaltet sind, und die Schaltelemente 11C und 11D, die in Reihe geschaltet sind, sind parallelgeschaltet. Ein Knoten 12 besteht zwischen den Schaltelementen 11A und 11B, und ein Knoten 13 besteht zwischen den Schaltelementen 11C und 11D. Eine eingangsseitige Spule 21A (eine erste eingangsseitige Spule) und eine eingangsseitige Spule 21B (eine zweite eingangsseitige Spule), die miteinander in Reihe geschaltet sind und als eine eingangsseitige Spule 21 dienen, sind über die Knoten 12 und 13 hinweg geschaltet.
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 ein- und ausgeschaltet werden. Genauer gesagt: Ein erster Zustand, in welchem die Schaltelemente 11A und 11D eingeschaltet sind, und ein zweiter Zustand, in welchem die Schaltelemente 11B und 11C eingeschaltet sind, werden wechselweise in gleichmäßigen Zeitintervallen bewirkt.
Demzufolge wird in der eingangsseitigen Treiberschaltung 1 eine Eingangsspannung aus einer Spannung Vin einer DC-Energieversorgung 6 an die eingangsseitigen Spulen 21A und 21B in einander entgegengesetzten Richtungen im ersten Zustand und im zweiten Zustand angelegt (so dass sie in dem einen Zustand eine positive Spannung ist und in dem anderen Zustand eine negative Spannung ist). Folglich kann eine Schaltung, bei welcher die Richtung des elektrischen Stroms unter Verwendung der DC-Energieversorgung 6 gewechselt wird, mittels der eingangsseitigen Treiberschaltung 1 gebildet werden.
Wie oben beschrieben, bildet das Schaltelement 11 eine sogenannte Vollbrückenschaltung mit 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 eingangsseitige Spule 21 in einander entgegengesetzten Richtungen im ersten Zustand und im zweiten Zustand angelegt werden kann, und es kann beispielsweise eine sogenannte Halbbrückenschaltung verwendet werden, die von zwei Schaltelementen gebildet wird.
Die Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B haben vier ausgangsseitige Spulen 22A (erste ausgangsseitige Spule), 22B (zweite ausgangsseitige Spule), 22C (dritte ausgangsseitige Spule) und 22D (vierte ausgangsseitige Spule) als eine ausgangsseitige Spule 22. Eines von einem Paar von Enden der ausgangsseitigen Spule 22A ist mit einem Bezugspotential 7 auf der Ausgangsseite des Abwärtswandlungs-Umrichters 101 vom Isoliertyp verbunden, und das andere Ende ist mit der Anode des Gleichrichterelements 31A verbunden.
Auf ähnliche Weise ist das eine von einem Paar von Enden der ausgangsseitigen Spule 22B mit dem Bezugspotential 7 auf der Ausgangsseite Abwärtswandlungs-Umrichters 101 vom Isoliertyp verbunden, und das andere Ende ist mit der Anode des Gleichrichterelements 31B verbunden. Eines von einem Paar von Enden der ausgangsseitigen Spule 22C ist mit dem Bezugspotential 7 auf der Ausgangsseite des Abwärtswandlungs-Umrichters 101 vom Isoliertyp verbunden, und das andere Ende ist mit der Anode des Gleichrichterelements 31C verbunden. Eines von einem Paar von Enden der ausgangsseitigen Spule 22C ist mit dem Bezugspotential 7 auf der Ausgangsseite des Abwärtswandlungs-Umrichters 101, vom Isoliertyp verbunden, und das andere Ende ist mit der Anode des Gleichrichterelements 31C verbunden.
Die Kathode von jedem der Gleichrichterelemente 31A und 31B ist mit der Glättungsspule 42A verbunden, und die Kathode von jedem der Gleichrichterelemente 31C und 31D ist mit der Glättungsspule 42B verbunden. Ein Ende eines Paars von Enden von jeder der Glättungsspulen 42A und 42B, das dem Ende entgegengesetzt ist, das mit den Gleichrichterelementen 31A bis 31D verbunden ist, ist mit einem Glättungskondensator 41 verbunden. Eine Ausgangsspannung Vo des Abwärtswandlungs-Umrichters 101 vom Isoliertyp wird zwischen den beiden Enden des Glättungskondensators 41 angelegt.
Die ausgangsseitigen Spulen 22A und 22B bilden den Abwärtswandlungs-Transformator 2A, und die ausgangsseitigen Spulen 22C und 22D bilden den Abwärtswandlungs-Transformator 2B. Ein Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22A und ein Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22C sind miteinander an einem Zwischen-Verbindungsbereich 32A verbunden, und ein Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22B und ein Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22D sind miteinander an einem Zwischen-Verbindungsbereich 32B verbunden.
Nachfolgend wird die Struktur von den jeweiligen Komponenten, die den Abwärtswandlungs-Transformator 2 in der vorliegenden Ausführungsform bildet, unter Verwendung von 2 bis 5 beschrieben. Zunächst wird die Gesamtstruktur des Abwärtswandlungs-Transformators 2 kurz unter Verwendung von 2 bis 3 beschrieben.
Wie unter Bezugnahme auf 2 ersichtlich, besitzt der Abwärtswandlungs-Transformator 2 der vorliegenden Ausführungsform hauptsächlich einen Abwärtswandlungs-Transformator 2A, einen E-förmigen Kern 23A (einen ersten Kern), einen I-förmigen Kern 24A und eine mehrschichtige Platine 26. Der Abwärtswandlungs-Transformator 2 hat als Abwärtswandlungs-Transformator 2B einen E-förmigen Kern 23B (einen zweiten Kern), einen I-förmigen Kern 24B und die mehrschichtige Platine 26. Die Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B sind so angeordnet, dass sie zueinander ausgerichtet sind (beispielsweise in der horizontalen Richtung). Die Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B teilen sich die mehrschichtige Platine 26.
Der E-förmige Kern 23A hat Außenschenkel 23A1, 23A2, einen Mittelschenkel 23A3 und ein Kern-Kopplungselement 23A4, wie in 2 gezeigt. Die Außenschenkel 23A1, 23A2 und der Mittelschenkel 23A3 verlaufen in 2 vom Kern-Kopplungselement 23A4 abwärts, und das Kern-Kopplungselement 23A4 ist ein Bereich, der in der horizontalen Richtung in 2 verläuft. Der E-förmige Kern 23B besitzt Außenschenkel 23B 1, 23B2, einen Mittelschenkel 23B3 und ein Kern-Kopplungselement 23B4, wie in 2 gezeigt.
Die Außenschenkel 23B1, 23B2 und der Mittelschenkel 23B3 verlaufen in 2 vom Kern-Kopplungselement 23B4 abwärts, und das Kern-Kopplungselement 23B4 ist ein Bereich, der in der horizontalen Richtung in 2 verläuft. Es sei angemerkt, dass 2 eine perspektivische Explosionsansicht ist, die bloß die Anordnung der oben beschriebenen jeweiligen Komponenten zeigt, und nicht einen Modus, in welchem diese jeweiligen Komponenten schließlich im Abwärtswandlungs-Transformator 2 zusammengebaut sind.
Der Außenschenkel 23A1 (der erste eine Außenschenkel) des E-förmigen Kerns 23A verläuft in der gleichen Richtung wie der Mittelschenkel 23A3 (der erste Mittelschenkel), d. h. in 2 abwärts, und er ist vom Mittelschenkel 23A3 (in der horizontalen Richtung in 2) beabstandet. Der Außenschenkel 23A2 (der erste andere Außenschenkel) ist von dem Mittelschenkel 23A3 (in der horizontalen Richtung in 2) entgegengesetzt zu dem Außenschenkel 23A1 in Bezug auf den Mittelschenkel 23A3 (d. h., auf der rechten Seite des Mittelschenkels 23A3 in 2) beabstandet.
Das heißt, zwei Außenschenkel 23A1 und 23A2 im E-förmigen Kern 23A sind so angeordnet, dass sie den Mittelschenkel 23A3 von der rechten und linken Seite in 2 sandwichartig aufnehmen. Das Kern-Kopplungselement 23A4 ist ein Bereich, der in der Richtung (der horizontalen Richtung in 2) verläuft, die die Richtung kreuzt, in welcher die Außenschenkel 23A1, 23A2 und der Mittelschenkel 23A3 verlaufen, so dass die Außenschenkel 23A1, 23A2 und der Mittelschenkel 23A3, die in der vertikalen Richtung in 2 verlaufen, miteinander an deren oberen Enden verbunden sind.
Auf ähnliche Weise verläuft der Außenschenkel 23B1 (der zweite eine Außenschenkel) des E-förmigen Kerns 23B in der gleichen Richtung wie der Mittelschenkel 23B3 (der zweite Außenschenkel), d. h. in 2 abwärts, und er ist vom Mittelschenkel 23B3 (in der horizontalen Richtung in 2) beabstandet. Der Außenschenkel 23B2 (der zweite andere Außenschenkel) ist vom Mittelschenkel 23B3 (in der horizontalen Richtung in 2) entgegengesetzt zu dem Außenschenkel 23B 1 in Bezug auf den Mittelschenkel 23B3 (d. h, auf der rechten Seite des Mittelschenkels 23B3 in 2) beabstandet.
Das heißt, zwei Außenschenkel 23B 1 und 23B2 im E-förmigen Kern 23B sind so angeordnet, dass sie den Mittelschenkel 23B3 von der rechten und linken Seite in 2 sandwichartig aufnehmen. Das Kern-Kopplungselement 23B4 ist ein Bereich, der in der Richtung (der horizontalen Richtung in 2) verläuft, die die Richtung kreuzt, in welcher die Außenschenkel 23B1, 23B2 und der Mittelschenkel 23B3 verlaufen, so dass die Außenschenkel 23B1, 23B2 und der Mittelschenkel 23B3 die in der vertikalen Richtung in 2 verlaufen, miteinander an deren oberen Enden verbunden sind.
In 2 ist der Querschnitt, der die Richtung kreuzt, in welcher die Mittelschenkel 23A3 und 23B3 verlaufen, größer als der Querschnitt, der die Richtung kreuzt, in welcher die Außenschenkel 23A1, 23A2, 23B1 und 23B2 verlaufen. Genauer gesagt: Die Querschnitte der Außenschenkel 23A1, 23B1 und der Außenschenkel 23A2, 23B2 in 2 sind flächenmäßig nahezu gleich, und die Summe der Flächen der Querschnitte der zwei Außenschenkel 23A1 und 23A2 (die Summe der Flächen der Querschnitte der Außenschenkel 23B 1 und 23B2) ist nahezu gleich der Fläche der Querschnitte des Mittelschenkels 23A3 (des Mittelschenkels 23B3). Dieser Modus ist jedoch keine Einschränkung.
Die E-förmigen Kerne 23A und 23B haben jeweils eine Form wie der Buchstabe „E“ bei Betrachtung von der Vorderseite in 2.
Gemäß 2 besitzt der E-förmige Kern 23A den Außenschenkel 23A1, den Mittelschenkel 23A3 und den Außenschenkel 23A2 in dieser Reihenfolge von der linken Seite zur rechten Seite in der Zeichnung ausgerichtet, und der E-förmige Kern 23B besitzt den Außenschenkel 23B 1, den Mittelschenkel 23B3 und den Außenschenkel 23B2 in dieser Reihenfolge von der linken Seite zur rechten Seite in der Zeichnung ausgerichtet. In der Tiefenrichtung in 2 sind demzufolge die Außenschenkel 23A1 und 23B1 so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind, die Außenschenkel 23A2 und 23B2 sind so angeordnet, so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind, und die Mittelschenkel 23A3 und 23B3 sind so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind. Dieser Modus ist jedoch keine Einschränkung, sondern die Außenschenkel 23A1 und 23B2 können beispielsweise so angeordnet sein, dass sie einander zugewandt sind.
Die I-förmigen Kerne 24A und 24B haben jeweils eine rechteckige Parallelepiped-Form, die in der horizontalen Richtung in der Zeichnung verläuft, ähnlich wie die Kern-Kopplungselemente 23A4 und 23B4. Vorzugsweise haben der E-förmige Kern 23A und der I-förmige Kern 24A sowie der E-förmige Kern 23B und der I-förmige Kern 24B jeweils eine rechteckige Form (eine Langform) in einem Kongruenzverhältnis zueinander, wenn 2 als Ganzes von oben betrachtet wird (in der Draufsicht betrachtet wird). Indem die E-förmigen Kerne 23A und 23B an den Flächen der I-förmigen Kerne 24A und 24B so montiert werden, dass sie in Kontakt mit den Flächen kommen, dienen die E-förmigen Kerne 23A, 23B und die I-förmigen Kerne 24A, 24B als ein Satz, der die Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B bildet.
Es sei angemerkt, das sowohl die E-förmigen Kerne 23A, 23B, als auch die I-förmigen Kerne 24A, 24B vorzugsweise aus allgemein bekanntem Ferrit oder dergleichen gebildet sind.
Die mehrschichtige Platine 26 ist beispielsweise eine flache plattenartige Komponente mit einer rechteckigen Form in der Draufsicht. Die mehrschichtige Platine 26 hat beispielsweise sechs Durchgangslöcher 26A1, 26A2, 26A3, 26B1, 26B2 und 26B3, die voneinander beabstandet sind und in einer Matrix auf eine Weise ausgebildet sind, dass sie durch die mehrschichtige Platine 26 von der einen Hauptfläche (der oberen Seite in der Zeichnung) zu der anderen Hauptfläche (der unteren Seite in der Zeichnung) hindurch verlaufen.
Die mehrschichtige Platine 26, die so angeordnet ist, dass sie sandwichartig zwischen den E-förmigen Kern 23A und den I-förmigen Kern 24A gefügt ist, ist so konfiguriert, dass der Außenschenkel 23A1 durch das Durchgangsloch 26A1 hindurch eingeführt ist, der Außenschenkel 23A2 durch das Durchgangsloch 26A2 hindurch eingeführt ist, und der Mittelschenkel 23A3 durch das Durchgangsloch 26A3 hindurch eingeführt ist. Die Außen- und Mittelschenkel 23A1, 23A2 und 23A3 sind so befestigt, dass deren Anschlussenden (am untersten Teil in 2) an der Fläche der Langform des I-förmigen Kerns 24 montiert sind.
Der Abwärtswandlungs-Transformator 2A ist dadurch so zusammengebaut, dass die Außenschenkel 23A1, 23A2 und ein Teil des Mittelschenkels 23A3 des E-förmigen Kerns 23A durch die Durchgangslöcher 26A1, 26A2 bzw. 26A3 hindurch eingeführt sind. Auf ähnliche Weise ist die mehrschichtige Platine 26 so konfiguriert, dass der Außenschenkel 23B1 durch das Durchgangsloch 26B1 hindurch eingeführt ist, der Außenschenkel 23B2 durch das Durchgangsloch 26B2 hindurch eingeführt ist und der Mittelschenkel 23B3 durch das Durchgangsloch 26B3 hindurch eingeführt ist.
Der zusammengebaute Abwärtswandlungs-Transformator 2A besitzt zwei magnetische Pfade. Der eine wird von dem Außenschenkel 23A1 und dem Mittelschenkel 23A3 gebildet, und der andere wird von dem Außenschenkel 23A2 und dem Mittelschenkel 23A3 gebildet. Das gleiche gilt für den Abwärtswandlungs-Transformator 2B.
Es sei angemerkt, dass hier zwei magnetische Pfade gebildet werden, indem ein E-förmiger Kern mit einem I-förmigen Kern kombiniert wird, aber das ist keine Einschränkung. Es kann auch ein Abwärtswandlungs-Transformator mit zwei magnetischen Pfaden zusammengebaut werden, indem beispielsweise zwei E-förmige Kerne kombiniert werden oder zwei Kerne vom EER-Typ kombiniert werden.
Unter Bezugnahme auf 2 und 3 gilt Folgendes: Die mehrschichtige Platine 26 nach dem Endzusammenbau ist beispielsweise ein Substrat, das durch die Verwendung eines Substratkörpers 37 aus einem Isoliermaterial gebildet wird, wie z. B. einem allgemein bekannten Harz, und zwar als eine Basis, und ein Muster 20 einer Mehrzahl von metallischen dünnen Schichten aus Kupfer oder dergleichen ist beispielsweise darin als Spuren ausgebildet. Die mehrschichtige Platine 26 der vorliegenden Ausführungsform hat beispielsweise ein vierschichtiges Muster aus den Mustern 20A, 20B, 20C und 20D.
Unter diesen kann das Muster 20A der untersten Schicht so ausgebildet sein, dass es in Kontakt mit der untersten Fläche des Substratkörpers 37 gelangt (d. h., dass es die unterste Schicht einer mehrschichtigen Platine 26 insgesamt ist). Das Muster 20D der obersten Schicht kann so ausgebildet sein, dass es in Kontakt mit der obersten Fläche des Substratkörpers 37 kommt (d. h., dass es die oberste Schicht der mehrschichtigen Platine 26 insgesamt ist).
Dieser Modus ist jedoch keine Einschränkung, und es können beispielsweise auch Muster 20A und 20B innerhalb der mehrschichtigen Platine 26 ausgebildet sein (ähnlich wie die Muster 20B und 20C). Die Muster 20A bis 20D sind in dem Modus, in welchem sie voneinander in der vertikalen Richtung in 3 durch den Substratkörper 37 beabstandet sind, der aus einem Isoliermaterial gebildet ist, und sie sind nicht elektrisch miteinander verbunden (nicht kurzgeschlossen), es sei denn, sie sind beispielsweise mittels Verdrahtungsdurchgängen oder dergleichen verbunden.
Die mehrschichtige Platine 26, die vierschichtige Muster 20A bis 20D besitzt, wie in 3 gezeigt, kann auch als eine vierschichtige gedruckte Schaltung oder Platine bezeichnet werden. Indem die vierschichtigen Muster 20A bis 20D um die Durchgangslöcher 26A1 bis 26A3 und dergleichen angeordnet werden, werden die Durchgangslöcher 26A1 bis 26A3 und dergleichen von den Mustern 20A bis 20D umgeben.
Als nächstes wird die Konfiguration des Musters, d. h. der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spule jeder Schicht, sowie der Betrieb des Abwärtswandlungs-Transformators in der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung von 4 bis 5 beschrieben.
Wie unter Bezugnahme auf 4(A) ersichtlich, gilt für die vorliegende Ausführungsform Folgendes: Wenn die erste Schicht, die die unterste Schicht der vierschichtigen Muster 20A bis 20D der mehrschichtigen Platine 26 ist, in der Draufsicht betrachtet wird, sind die zwei ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C auf dieser Ebene als die gleiche Schicht wie die Schicht 20A gemäß 3 angeordnet. Das heißt, die oben beschriebenen ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C können als die gleiche Schicht wie das Muster 20A (eine Schicht entsprechend dem Muster 20A) aufgefasst werden, und sie sind Spulen, die beispielsweise als ein Kupfer-Dünnschichtmuster ausgebildet sind.
Die ausgangsseitige Spule 22A ist so angeordnet, dass sie durch den Bereich, der in der horizontalen Richtung in 4(A) zwischen dem Außenschenkel 23A1 und dem Mittelschenkel 23A3 verläuft, den Bereich, der in der horizontalen Richtung in 4(A) zwischen dem Außenschenkel 23A2 und dem Mittelschenkel 23A3 verläuft, und den Bereich geht, der in der vertikalen Richtung in 4(A) verläuft und diese zwei Bereiche verbindet. Die ausgangsseitige Spule 22A ist dadurch in einem Modus, in welchem sie beispielsweise spiralförmig mit einer Windung um den Mittelschenkel 23A3 gewickelt ist (während sie so gebogen wird, als wenn der Buchstabe „C“ in der Draufsicht gezeichnet würde), wie in der Zeichnung gezeigt.
Das Bezugspotential 7 ist mit dem einen Ende eines Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22A verbunden, d. h. mit dem einen Ende (auf der oberen linken Seite in 4(A)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23A1 und den Mittelschenkel 23A3 gefügt ist. Die Anode des Gleichrichterelements 31A (des ersten Gleichrichterelements) ist in Reihe mit dem anderen Ende des Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22A geschaltet, d. h. mit dem einen Ende (auf der unteren linken Seite in 4(A)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23A2 und den Mittelschenkel 23A3 gefügt ist.
Die ausgangsseitige Spule 22C ist auf ähnliche Weise so angeordnet, dass sie durch den Bereich, der in der horizontalen Richtung in 4(A) zwischen dem Außenschenkel 23B1 und dem Mittelschenkel 23B3 verläuft, den Bereich, der in der horizontalen Richtung in 4(A) zwischen dem Außenschenkel 23B2 und dem Mittelschenkel 23B3 verläuft, und den Bereich geht, der in der vertikalen Richtung in 4(A) verläuft und diese zwei Bereiche verbindet. Die ausgangsseitige Spule 22C ist dadurch in einem Modus, in welchem sie beispielsweise spiralförmig mit einer Windung um den Mittelschenkel 23B3 gewickelt ist (während sie so gebogen wird, als wenn der Buchstabe „C“ in der Draufsicht gezeichnet würde), wie in der Zeichnung gezeigt.
Das Bezugspotential 7 ist mit dem einen Ende eines Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22C verbunden, d. h. mit dem einen Ende (auf der unteren rechten Seite in 4(A)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23B2 und den Mittelschenkel 23B3 gefügt ist. Die Anode des Gleichrichterelements 31C (des dritten Gleichrichterelements) ist in Reihe mit dem anderen Ende des Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22C geschaltet, d. h. mit dem einen Ende (auf der oberen rechten Seite in 4(A)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23B1 und den Mittelschenkel 23B3 eingefügt ist.
Die ausgangsseitige Spule 22C zwischen dem Außenschenkel 23B1 und dem Mittelschenkel 23B3 und die ausgangsseitige Spule 22A zwischen dem Außenschenkel 23A1 und dem Mittelschenkel 23A3 sind so konfiguriert, dass sie miteinander durchgängig sind und eine einzige lineare Form bilden, die in der horizontalen Richtung in 4(A) verläuft. Die ausgangsseitige Spule 22C zwischen dem Außenschenkel 23B2 und dem Mittelschenkel 23B3 und die ausgangsseitige Spule 22A zwischen dem Außenschenkel 23A2 und dem Mittelschenkel 23A3 sind so konfiguriert, dass sie miteinander durchgängig sind und eine einzige lineare Form bilden, die in der horizontalen Richtung in 4(A) verläuft.
Die ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C, die in der vertikalen Richtung in 4(A) verlaufen, sind integriert und miteinander geteilt bzw. gemeinsam genutzt. Dieser Bereich, der gemeinsam genutzt wird, entspricht einem zentralen Bereich (Zwischenbereich) in den Richtungen, in welchen die ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C jeweils verlaufen. Da die zentralen Bereiche der ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C in Kontakt miteinander sind, wird der Zwischen-Verbindungsbereich 32A ausgebildet, in welchem die ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C elektrisch kurzgeschlossen sind. Die ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C haben dadurch eine Form wie der Buchstabe „H“ bei Betrachtung des Ganzen in der Draufsicht. Der Zwischen-Verbindungsbereich 32A ist die gleiche Schicht wie das Muster 20A, und er ist folglich die gleiche Schicht wie die ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C.
Unter Bezugnahme auf 4(B) gilt Folgendes: Wenn die zweitunterste Schicht der vierschichtigen Muster 20A bis 20D der mehrschichtigen Platine 26 in der Draufsicht betrachtet wird, sind die eingangsseitigen Spulen 21A und 21B auf dieser Ebene als die gleiche Schicht wie das Muster 20B gemäß 3 angeordnet. Das heißt, die oben beschriebenen eingangsseitigen Spulen 21A und 21B können als die gleiche Schicht wie das Muster 20B (eine Schicht entsprechend dem Muster 20B) aufgefasst werden, und sie sind Spulen, die beispielsweise als ein Kupfer-Dünnschichtmuster ausgebildet sind.
Die eingangsseitige Spule 21A ist so angeordnet, dass sie durch den Bereich zwischen dem Außenschenkel 23A1 und dem Mittelschenkel 23A3, den Bereich zwischen dem Außenschenkel 23A2 und dem Mittelschenkel 23A3 sowie den Bereich geht, der diese zwei Bereiche verbindet. Genauer gesagt: Die eingangsseitige Spule 21A ist in einem Modus, in welchem sie beispielsweise spiralförmig mit zwei Windungen um den Mittelschenkel 23A3 gebildet ist, wie in der Zeichnung gezeigt.
Die spiralförmige eingangsseitige Spule 21A ist so konfiguriert, dass ein Spalt zwischen der ersten Windung und der zweiten Windung belassen wird, um zu verhindern, dass sie elektrisch kurzgeschlossen werden. Die eingangsseitige Spule 21A verläuft linear in jedem der oben beschriebenen Bereiche, und sie ist ungefähr senkrecht an den Grenzen zwischen den jeweiligen Bereichen gebogen. Demzufolge ist die eingangsseitige Spule 21A um den Mittelschenkel 23A3 gewickelt, so dass sich in der Draufsicht eine rechteckige Form darstellt.
Auf ähnliche Weise ist die eingangsseitige Spule 21B so angeordnet, dass sie durch den Bereich zwischen dem Außenschenkel 23B 1 und dem Mittelschenkel 23B3, den Bereich zwischen dem Außenschenkel 23B2 und dem Mittelschenkel 23B3 sowie den Bereich geht, der diese zwei Bereiche verbindet. Genauer gesagt: Die eingangsseitige Spule 21B ist in einem Modus, in welchem sie beispielsweise spiralförmig mit zwei Windungen um den Mittelschenkel 23B3, gebildet ist, wie in der Zeichnung gezeigt.
Die spiralförmige eingangsseitige Spule 21B ist so konfiguriert, dass ein Spalt zwischen der ersten Windung und der Windung belassen wird, um zu verhindern, dass sie elektrisch kurzgeschlossen werden. Die eingangsseitige Spule 21B verläuft linear in jedem der oben beschriebenen Bereiche, und sie ist ungefähr senkrecht an den Grenzen zwischen den jeweiligen Bereichen gebogen. Demzufolge ist die eingangsseitige Spule 21B um den Mittelschenkel 23B3 gewickelt, so dass sich in der Draufsicht eine rechteckige Form darstellt.
Demzufolge bildet die eingangsseitige Spule 21A, die um den Mittelschenkel 23A3 gewickelt ist, den Abwärtswandlungs-Transformator 2A, und die eingangsseitige Spule 21B, die um den Mittelschenkel 23B3 gewickelt ist, bildet den Abwärtswandlungs-Transformator 2B.
Unter Bezugnahme auf 4(C) gilt Folgendes: Wenn die drittunterste Schicht der vierschichtigen Muster 20A bis 20D der mehrschichtigen Platine 26 in der Draufsicht betrachtet wird, sind die eingangsseitigen Spulen 21A und 21B auf dieser Ebene als die gleiche Schicht wie das Muster 20C gemäß 3 angeordnet. Das heißt, die oben beschriebenen eingangsseitigen Spulen 21A und 21B können als die gleiche Schicht wie das Muster 20C (eine Schicht entsprechend dem Muster 20C) aufgefasst werden, und sie sind Spulen, die beispielsweise als ein Kupfer-Dünnschichtmuster ausgebildet sind.
Die eingangsseitigen Spulen 21A und 21B, die in 4(C) gezeigt sind, sind in einem Modus, in welchem sie beispielsweise spiralförmig mit zwei Windungen um die Mittelschenkel 23A3 und 23B3 gewickelt sind, und zwar in etwa ähnlich wie die eingangsseitigen Spulen 21A und 21B, die in 4(B) gezeigt sind. Zwei Windungen der eingangsseitigen Spulen 21Aund 21B, die in 4(B) gezeigt sind, und zwei Windungen der eingangsseitigen Spulen 21A und 21B, die in 4(C) gezeigt sind, sind elektrisch mittels der Verbindungsdurchgänge 25A und 25B verbunden, und eine Kombination von diesen fungiert als eine eingangsseitige Spule 21A und eine eingangsseitige Spule 21B. Die Enden der eingangsseitigen Spulen 21A und 21B gemäß 4(B), die den Enden entgegengesetzt sind, die mit den Verbindungsdurchgängen 25A und 25B verbunden sind, entsprechen den Knoten 12 und 13 gemäß 1.
Insgesamt vier Windungen der eingangsseitigen Spule 21A und insgesamt vier Windungen der eingangsseitigen Spule 21B werden dadurch gebildet. In 4(C) sind die eingangsseitigen Spulen 21Aund 21B in Reihe geschaltet.
Unter Bezugnahme auf 4(D) gilt Folgendes: Wenn die oberste Schicht der vierschichtigen Muster 20A bis 20D der mehrschichtigen Platine 26 in der Draufsicht betrachtet wird, sind zwei ausgangsseitige Spulen 22B und 22D auf dieser Ebene als die gleiche Schicht wie das Muster 20D gemäß 3 angeordnet. Das heißt, die oben beschriebenen ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D können als die gleiche Schicht wie das Muster 20D (eine Schicht entsprechend dem Muster 20D) aufgefasst werden, und sie sind Spulen, die beispielsweise als ein Kupfer-Dünnschichtmuster ausgebildet sind.
Die ausgangsseitige Spule 22B ist so angeordnet, dass sie durch den Bereich, der in der horizontalen Richtung in 4(D) zwischen dem Außenschenkel 23A1 und dem Mittelschenkel 23A3 verläuft, den Bereich, der in der horizontalen Richtung in 4(D) zwischen dem Außenschenkel 23A2 und dem Mittelschenkel 23A3, verläuft, und den Bereich geht, der in der vertikalen Richtung in 4(D) verläuft und diese zwei Bereiche verbindet. Die ausgangsseitige Spule 22B ist dadurch in einem Modus, in welchem sie beispielsweise spiralförmig mit einer Windung um den Mittelschenkel 23A3 gewickelt ist (während sie so gebogen wird, als wenn der Buchstabe „C“ in der Draufsicht gezeichnet würde), wie in der Zeichnung gezeigt.
Das Bezugspotential 7 ist mit dem einen Ende eines Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22B verbunden, d. h. mit dem einen Ende (auf der unteren linken Seite in 4(D)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23A2 und den Mittelschenkel 23A3 gefügt ist. Die Anode des Gleichrichterelements 31B (des zweiten Gleichrichterelements) ist in Reihe mit dem anderen Ende des Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22B geschaltet, d. h. mit dem einen Ende (auf der oberen linken Seite in 4(D)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23A1 und den Mittelschenkel 23A3 gefügt ist.
Die ausgangsseitige Spule 22D ist auf ähnliche Weise so angeordnet, dass sie durch den Bereich, der in der horizontalen Richtung in 4(D) zwischen dem Außenschenkel 23B1 und dem Mittelschenkel 23B3 verläuft, den Bereich, der in der horizontalen Richtung in 4(D) zwischen dem Außenschenkel 23B2 und dem Mittelschenkel 23B3 verläuft, und den Bereich geht, der in der vertikalen Richtung in 4(D) verläuft und diese zwei Bereiche verbindet. Die ausgangsseitige Spule 22D ist dadurch in einem Modus, in welchem sie beispielsweise spiralförmig mit einer Windung um den Mittelschenkel 23B3 gewickelt ist (während sie so gebogen wird, als wenn der Buchstabe „C“ in der Draufsicht gezeichnet würde), wie in der Zeichnung gezeigt.
Das Bezugspotential 7 ist mit dem einen Ende eines Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22D verbunden, d. h. mit dem einen Ende (auf der oberen rechten Seite in 4(D)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23B1 und den Mittelschenkel 23B3 gefügt ist. Die Anode des Gleichrichterelements 31D (des vierten Gleichrichterelements) ist in Reihe mit dem anderen Ende des Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22D geschaltet, d. h. mit dem einen Ende (auf der unteren rechten Seite in 4(D)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23B2 und den Mittelschenkel 23B3 gefügt ist.
Die ausgangsseitige Spule 22D zwischen dem Außenschenkel 23B1 und dem Mittelschenkel 23B3 und die ausgangsseitige Spule 22B zwischen dem Außenschenkel 23A1 und dem Mittelschenkel 23A3 sind so konfiguriert, dass sie miteinander durchgängig sind und eine einzige lineare Form bilden, die in der horizontalen Richtung in 4(D) verläuft. Die ausgangsseitige Spule 22D zwischen dem Außenschenkel 23B2 und dem Mittelschenkel 23B3 und die ausgangsseitige Spule 22B zwischen dem Außenschenkel 23A2 und dem Mittelschenkel 23A3 sind ähnlich so konfiguriert, dass sie miteinander durchgängig sind und eine einzige lineare Form bilden, die in der horizontalen Richtung in 4(D) verläuft.
Die ausgangsseitige Spule 22D zwischen dem Außenschenkel 23B1 und dem Mittelschenkel 23B3 und die ausgangsseitige Spule 22B zwischen dem Außenschenkel 23A1 und dem Mittelschenkel 23A3 sind so konfiguriert, dass sie miteinander durchgängig sind und eine einzige lineare Form bilden, die in der horizontalen Richtung in 4(D) verläuft. Die ausgangsseitige Spule 22D zwischen dem Außenschenkel 23B2 und dem Mittelschenkel 23B3 und die ausgangsseitige Spule 22B zwischen dem Außenschenkel 23A2 und dem Mittelschenkel 23A3 sind ähnlich so konfiguriert, dass sie miteinander durchgängig sind und eine einzige lineare Form bilden, die in der horizontalen Richtung in 4(D) verläuft.
Die ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D, die in der vertikalen Richtung in 4(D) verlaufen, sind integriert und miteinander geteilt bzw. gemeinsam genutzt. Dieser Bereich, der gemeinsam genutzt wird, entspricht einem zentralen Bereich (Zwischenbereich) in den Richtungen, in welchen die ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D jeweils verlaufen. Da die zentralen Bereiche der ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D in Kontakt miteinander sind, wird der Zwischen-Verbindungsbereich 32B ausgebildet, in welchem die ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D elektrisch kurzgeschlossen sind.
Die ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D haben dadurch eine Form wie der Buchstabe „H“ bei Betrachtung des Ganzen in der Draufsicht. Der Zwischen-Verbindungsbereich 32B ist die gleiche Schicht wie das Muster 20D, und er ist folglich die gleiche Schicht wie die ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D.
Wie oben beschrieben, sind in der mehrschichtigen Platine 26 die eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen so ausgebildet, dass sie aufeinander mit einem Abstand zwischen ihnen in der Dickenrichtung gestapelt sind. Die Mittelschenkel 23A3 und 23B3 der E-förmigen Kerne 23A und 23B verlaufen durch die mehrschichtige Platine 26 hindurch, so dass sie von diesen eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spulen umgeben sind.
Die Bereiche der oben beschriebenen ausgangsseitigen Spulen 22A bis 22D (zwischen die Außen- und Mittelschenkel gefügt), die in der Draufsicht linear verlaufen, überlappen eine der eingangsseitigen Spulen 21A und 21B unmittelbar darüber (unmittelbar darunter) zumindest teilweise. Daher sind die ausgangsseitigen Spulen 22A bis 22D, die als bloß eine Windung angeordnet sind, in der Breite größer als die eingangsseitigen Spulen 21Aund 21B, die eine schmale Breite haben, um so eine spiralförmige Wicklung mit zwei Windungen in den Bereichen zwischen den Außenschenkeln 23A1, 23A2 und dem Mittelschenkel 23A3 zu ermöglichen.
Da eine Spannung an die eingangsseitige Spule 21 in einander entgegengesetzten Richtungen im ersten Zustand und im zweiten Zustand angelegt wird, wie oben beschrieben, fließt der elektrische Strom in dieser eingangsseitigen Spule 21 in einander entgegengesetzten Richtungen im ersten Zustand und im zweiten Zustand. Nachfolgend werden Veränderungen des Flusses des elektrischen Stroms in der ausgangsseitigen Spule 22 beschrieben, die dadurch verursacht werden.
Wie in 4(B) und 4(C) gezeigt, wird hier beispielsweise der erste Zustand diskutiert, in welchem die Schaltelemente 11A und 11D (siehe 1) eingeschaltet sind, so dass eine positive Eingangsspannung der DC-Energieversorgung 6 an die eingangsseitige Spule 21 angelegt wird, was dazu führt, dass der elektrische Strom vom Knoten 12 in Richtung des Knotens 13 des Schaltelements 11 in Richtung der Pfeile in den Zeichnungen fließt. Zu diesem Zeitpunkt fließt der elektrische Strom von außen nach innen bei der Spirale der eingangsseitigen Spule 21A (von innen nach außen bei der Spirale der eingangsseitigen Spule 21B) in 4(B), und er fließt von innen nach außen bei der Spirale der eingangsseitigen Spule 21A (von außen nach innen bei der Spirale der eingangsseitigen Spule 21B) in 4(C).
Mit diesem elektrischen Strom tritt ein magnetischer Fluss S1 senkrecht zu der Zeichenebene aufwärts in den Mittelschenkeln 23A3 und 23B3 auf, die um die eingangsseitigen Spulen 21A und 21B gewickelt sind, und es wird ein magnetischer Fluss in einer Schleife erzeugt, gemäß den zwei magnetischen Pfaden, die jeweils zwischen den Außenschenkeln 23A1, 23A2, 23B1, 23B2 und den Mittelschenkeln 23A3, 23B3 erzeugt werden. Daher tritt ein magnetischer Fluss S2 in den Außenschenkeln 23A1, 23A2, 23B1 und 23B2 senkrecht zu der Zeichenebene abwärts auf, in der entgegengesetzten Richtung zu den Mittelschenkeln 23A3 und 23B3.
Wie unter erneuter Bezugnahme auf 4(A) und 4(D) ersichtlich, tritt eine induzierte elektromotorische Kraft in den ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C auf, so dass der magnetische Fluss S1 in den Mittelschenkeln 23A3 und 23B3 in den oben beschriebenen 4(B) und 4(C) aufgehoben wird, d. h. so dass der magnetische Fluss S2 in den Mittelschenkeln 23A3 und 23B3 auftritt, und es wird ein elektrischer Strom fließen. Es sei angemerkt, dass zu dieser Zeit der magnetische Fluss S1 in den Außenschenkeln 23A1, 23A2, 23B1 und 23B2 auftreten wird.
Auf der Basis einer ähnlichen Theorie wie die ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C wird der elektrische Strom auch in den ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D fließen. Es sei angemerkt, dass die Richtungen der magnetischen Flüsse, die resultierend aus den in 4(B) und (C) gezeigten Situationen auftreten werden, in den Kernen 23A1 bis 23A3 und 23B1 bis 23B3 angezeigt sind, wie in 4(A) und (D) gezeigt.
Zu diesem Zweck wird der elektrische Strom im Uhrzeigersinn in der Zeichenebene der ausgangsseitigen Spulen 22A, 22B, 22C und 22D fließen. Der elektrische Strom, der in den ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D fließen soll, wird jedoch durch die Gleichrichterfunktion der Gleichrichterelemente 31B und 31D unterbrochen und fließt nicht. Der elektrische Strom, der mit den Pfeilen in 4(A) angezeigt ist, fließt tatsächlich nur in den ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C, so dass er durch die Gleichrichterelemente 31Aund 31C geht.
Genauer gesagt: Da die ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C magnetisch mittels der E-förmigen Kerne 23A, 23B und der I-förmigen Kerne 24A, 24B gekoppelt sind, fließt der elektrische Strom in den ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C in der entgegengesetzten Richtung zu dem elektrischen Strom, der in den eingangsseitigen Spulen 21A und 21B fließt, die sie in der Draufsicht überlappen.
Zu diesem Zeitpunkt sind der elektrische Strom, der in der ausgangsseitigen Spule 22A fließt, und der elektrische Strom, der in der ausgangsseitigen Spule 22C fließt, wertmäßig nahezu gleich. Demzufolge heben sich in den ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C, die in der vertikalen Richtung in 4(A) verlaufen (im Zwischen-Verbindungsbereich 32A), der elektrische Strom, der in der Zeichnung in der ausgangsseitigen Spule 22A abwärts fließt, und der elektrische Strom, der in der Zeichnung in der ausgangsseitigen Spule 22C aufwärts fließt, einander auf. Dies führt von außen betrachtet zu einem Nicht-Fließen des elektrischen Stroms.
Wie mit den Pfeilen in 5(B) und 5(C) angezeigt, wird als nächstes der zweite Zustand diskutiert, in welchem die Schaltelemente 11B und 11C (siehe 1) eingeschaltet sind, so dass eine positive Eingangsspannung der DC-Energieversorgung 6 an die eingangsseitige Spule 21 angelegt wird, was dazu führt, dass der elektrische Strom vom Knoten 13 in Richtung des Knotens 12 des Schaltelements 11 fließt.
Zu diesem Zeitpunkt fließt der elektrische Strom von innen nach außen bei der Spirale der eingangsseitigen Spule 21A (von außen nach innen bei der Spirale der eingangsseitigen Spule 21B) in 5(B), und er fließt von außen nach innen bei der Spirale der eingangsseitigen Spule 21A (von innen nach außen bei der Spirale der eingangsseitigen Spule 21B) in 5(C).
Mit diesen elektrischen Strömen tritt - entgegen dem obigen Fall - der magnetische Fluss S2 in den Mittelschenkeln 23A3 und 23B3 auf, die um die eingangsseitige Spule 21A gewickelt sind, und der magnetische Fluss S1 tritt in den Außenschenkeln 23A1, 23A2, 23B1 und 23B2 auf.
Wie unter Bezugnahme auf 5(A) und 5(D) ersichtlich, tritt eine induzierte elektromotorische Kraft in den ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C auf, so dass der magnetische Fluss S2, der durch Veränderungen des magnetischen Flusses erzeugt wird, der in den Mittelschenkeln 23A3 und 23B3 in den oben beschriebenen 5(B) und (C) aufgetreten ist, aufgehoben wird, d. h. so dass der magnetische Fluss S1 in den Mittelschenkeln 23A3 und 23B3 auftritt, und es wird ein elektrischer Strom fließen.
Es sei angemerkt, dass zu dieser Zeit der magnetische Fluss S2 in den Außenschenkeln 23A1, 23A2, 23B1 und 23B2. auftreten wird. Das gleiche gilt für die ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D. Die Richtungen der magnetischen Flüsse, die auftreten werden, sind in den Kernen 23A1 bis 23A3 und 23B1 bis 23B3 in den 5(A) und 5(D) angegeben.
Zu diesem Zweck wird der elektrische Strom entgegen dem Uhrzeigersinn in der Zeichenebene in den ausgangsseitigen Spulen 22A, 22B, 22C und 22D fließen. Der elektrische Strom, der in den ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C fließen soll, wird jedoch durch die Gleichrichterfunktion der Gleichrichterelemente 31A und 31C unterbrochen und fließt nicht. Der elektrische Strom, der mit den Pfeilen in 5(D) angezeigt ist, fließt tatsächlich nur in den ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D, so dass er durch die Gleichrichterelemente 31B und 31D geht.
Genauer gesagt: Da die ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D magnetisch mittels der E-förmigen Kerne 23A, 23B und der I-förmigen Kerne 24A, 24B gekoppelt sind, fließt der elektrische Strom in den ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D in der entgegengesetzten Richtung zu dem elektrischen Strom, der in den eingangsseitigen Spulen 21A und 21B fließt, die sie in der Draufsicht überlappen.
Auch zu diesem Zeitpunkt gilt - ähnlich wie in dem obigen Fall - Folgendes: In den ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D, die in der vertikalen Richtung in 5(D) verlaufen (im Zwischen-Verbindungsbereich 32B), heben sich der elektrische Strom, der in der Zeichnung in der ausgangsseitigen Spule 22B aufwärts fließt, und der elektrische Strom, der in der Zeichnung in der ausgangsseitigen Spule 22D abwärts fließt, einander auf. Dies führt von außen betrachtet zu einem Nicht-Fließen des elektrischen Stroms.
Wie oben beschrieben, verändern sich die Typen der ausgangsseitigen Spulen, in welchen die elektrischen Ströme gleichzeitig fließen, abwechselnd zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand. Das heißt, die elektrischen Ströme fließen gleichzeitig in den ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C im ersten Zustand, und sie fließen gleichzeitig in den ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D im zweiten Zustand, und zwar abwechselnd.
Außerdem haben der elektrische Strom, der in der ausgangsseitigen Spule 22A fließt, und der elektrische Strom, der in der ausgangsseitigen Spule 22B unmittelbar darüber fließt, entgegengesetzte Richtungen. Der elektrische Strom, der in der ausgangsseitigen Spule 22C fließt, und der elektrische Strom, der in der ausgangsseitigen Spule 22D unmittelbar darüber fließt, haben auf ähnliche Weise entgegengesetzte Richtungen.
Der Strahlungspfad des oben beschriebenen Abwärtswandlungs-Transformators wird nun unter Verwendung von 6 beschrieben.
Wie unter Bezugnahme auf 6 ersichtlich, weist in einer Projektionsansicht aus der Richtung VI, die mit dem Pfeil in 2 angezeigt ist, der Abwärtswandlungs-Transformator nach dem Zusammenbau hauptsächlich Folgendes auf: einen Radiator 51, I-förmige Kerne 24A und 24B, die beispielsweise an der oberen Fläche des Radiators 51 montiert sind, so dass sie in Kontakt mit der oberen Fläche kommen, E-förmige Kerne 23A und 23B, die an den Flächen der I-förmigen Kerne 24A und 24B montiert sind (so dass sie in Kontakt mit der Fläche des Radiators 51 kommen), und die mehrschichtige Platine 26 an der Fläche des Radiators 51.
Obwohl in der Zeichnung nicht eigens gezeigt, ist das eine Ende eines Paars von Enden von jeder der ausgangsseitigen Spulen 22, die in der mehrschichtigen Platine 26 im oben beschriebenen Modus ausgebildet sind, (elektrisch) mit einem entsprechenden der Gleichrichterelemente 31 (31A bis 31D) verbunden, das an der Oberfläche des Radiators 51 montiert ist, und zwar mit einem Draht 39. Das andere Ende wiederum, das dem oben beschriebenen einen Ende des Paars von Enden entgegengesetzt ist, von jeder der ausgangsseitigen Spulen 22 führt beispielsweise zum Radiator 51.
Demzufolge ist jeder der Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B so montiert, dass er in Kontakt mit dem Radiator 51 an dessen unterer Seite kommt. Anders ausgedrückt: Der Radiator 51 ist so angeordnet, dass er in Kontakt mit zumindest einem Bereich der Fläche eines jeden der Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B kommt.
Genauer gesagt: Die mehrschichtige Platine 26 ist so montiert, dass sie zumindest teilweise in Kontakt mit dem Radiator 51 kommt, wobei ein Isolier-Flächenkörper 52 (eine Isolierkomponente) dazwischengefügt ist. Genauer gesagt: Der Isolier-Flächenkörper 52 ist zwischen dem Radiator 51 und mindestens einer der eingangsseitigen Spulen 21 (21A und 21B) und mindestens einer der ersten bis vierten ausgangsseitigen Spulen 22 (22A bis 22D) der mehrschichtigen Platine 26 angeordnet.
Genauer gesagt: In diesem Fall ist der Isolier-Flächenkörper 52 zwischen dem Radiator 51 und dem Muster 20A (beispielsweise die ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C) der untersten Schicht der mehrschichtigen Platine 26 angeordnet, und das Muster 20A und der Isolier-Flächenkörper 52 sind in direktem Kontakt miteinander. Es sei angemerkt, dass die Projektionsform des Radiators 51 nur ein Beispiel ist, und sie ist darauf nicht beschränkt.
Demzufolge wird beispielsweise die Wärme, die erzeugt wird, indem mindestens eine der eingangsseitigen Spulen 21A und 21B und mindestens eine der ausgangsseitigen Spulen 22A bis 22D betrieben werden, an den Radiator 51 durch den Isolier-Flächenkörper 52 übertragen, der in direktem Kontakt mit den ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C ist. Die ausgangsseitige Spule 22 (und die eingangsseitige Spule 21) der mehrschichtigen Platine 26 werden dadurch gekühlt. Der Radiator 51 kann luftgekühlt oder wassergekühlt sein, um Wärme abzustrahlen.
Wie insbesondere in dem Bereich auf der linken Seite des E-förmigen Kerns 23 in 6 gezeigt, ist das Muster 20A (ausgangsseitige Spule 22: mindestens eine der ausgangsseitigen Spulen 22A bis 22D) zwischen dem Radiator 51 und dem Muster 20B (eingangsseitige Spule 21: mindestens eine eingangsseitige Spule 21A und 21B) angeordnet. In diesem Bereich (Enden der eingangsseitigen Spule 21 und der ausgangsseitigen Spule 22 sowohl auf der rechten, als auch auf der linken Seite in der Draufsicht) ist das eine Ende der ausgangsseitigen Spule 22 elektrisch und thermisch mit dem Radiator 51 mittels Schrauben 53 befestigt.
Mit diesen Schrauben 53 kann die mehrschichtige Platine 26 stabil am Radiator 51 befestigt werden, und Elektrizität und Wärme können auf einfache Weise von der ausgangsseitigen Spule 22 an den Radiator 51 durch die Schrauben 53 übertragen werden. Zu diesem Zeitpunkt ist der Radiator 51 als Bezugspotential 7 (siehe 1, 4 und 5) der ausgangsseitigen Schaltung inklusive der ausgangsseitigen Spule 22 (mindestens eine der ausgangsseitigen Spulen 22A bis 22D) der Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B angeordnet. Mit den Schrauben 53 können die ausgangsseitige Spule 22 und der Radiator 51 auch elektrisch durch die Kontaktfläche zwischen dem Muster 20 der mehrschichtigen Platine 26 und dem Radiator 51 verbunden werden.
Auf diese Weise gibt es zwei Pfade zum Übertragen der Wärme, die von der ausgangsseitigen Spule 22 erzeugt wird, an den Radiator 51: einer durch den Isolier-Flächenkörper 52; und der andere durch die Schrauben 53.
Wie in 6 gezeigt, können außerdem (zumindest) einer von dem Zwischen-Verbindungsbereich 32A der ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C und dem Zwischen-Verbindungsbereich 32B der ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D in einem Modus sein, in welchem sie in Kontakt mit dem Radiator 51 durch den Isolier-Flächenkörper 52 sind. Es sei Folgendes angemerkt: Obwohl die Zwischen-Verbindungsbereiche 32A und 32B normalerweise zwischen den E-förmigen Kernen 23A und 23B in 6 angesichts der Konformität mit 4 und 5 angeordnet sein sollten, sind die Zwischen-Verbindungsbereiche 32A und 32B aus Platzgründen auf der rechten Seite des E-förmigen Kerns 23B dargestellt.
Folglich können die Zwischen-Verbindungsbereiche 32A und 32B thermisch mit dem Radiator 51 verbunden sein, der eine hohe thermische Leitfähigkeit und eine hohe thermische Kapazität besitzt, so dass ein gutes thermisches Gleichgewicht auf einfache Weise zwischen den ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C erzielt werden kann. Demzufolge können die Temperaturen der ausgangsseitigen Spulen 22, die jeweils die Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B bilden, auf einfache Weise so gesteuert werden, dass sie gleich sind.
Was die von der eingangsseitigen Spule 21 innerhalb der mehrschichtigen Platine 26 erzeugte Wärme anbelangt, gibt es einen Pfad zum Übertragen der Wärme zunächst an die ausgangsseitige Spule 22 durch den Substratkörper 37 der mehrschichtigen Platine 26 und dann an den Radiator 51 (durch den Isolier-Flächenkörper 52). Es gibt auch einen Pfad zum Übertragen der Wärme von den Verbindungsdurchgängen 25 (siehe 4(B) und (C)) an den Radiator 51 durch den Isolier-Flächenkörper 52.
Es gibt auch einen Pfad zum Übertragen der Wärme an die Abstrahlungsmuster 28A, 28B und 28C (siehe 4(A) bis 4(D)) mittels der Verbindungsdurchgänge 29A, 29B und 29C, die an ihren Wandflächen kupferplattiert sind, und die Wärme von den Abstrahlungsmustern 28A, 28B und 28C der untersten Schicht der mehrschichtigen Platine 26 (siehe 4(A)) an den Radiator 51 durch den Isolier-Flächenkörper 52 zu übertragen.
Auf diese Weise gibt es drei Pfade zum Übertragen der Wärme, die von der eingangsseitigen Spule 21 erzeugt wird, an den Radiator 51: einen durch den Substratkörper 37; einen durch die Verbindungsdurchgänge 25; und einen durch die Abstrahlungsmuster 28A bis 28C.
Durch die Mehrzahl von Wärmeübertragungspfaden, wie oben beschrieben, kann die von der eingangsseitigen Spule 21 und der ausgangsseitigen Spule 22 erzeugte Wärme an den Radiator 51 mit hoher Effizienz übertragen werden.
Es sei angemerkt, dass in der mehrschichtigen Platine 26 die eingangsseitige Spule 21 und die ausgangsseitige Spule 22 so isoliert werden müssen, dass ein relativ strikter Standard erfüllt ist. Der Isolier-Flächenkörper 52, der zwischen die ausgangsseitige Spule 22, die dem Muster 20A der untersten Schicht der mehrschichtigen Platine 26 entspricht, und den Radiator 51 gefügt ist, der das Bezugspotential 7 auf der Ausgangsseite ist, braucht jedoch keinen strikten Isolierstandard zu erfüllen, im Vergleich zu einem Beispiel, in dem der Isolier-Flächenkörper 52 zwischen die eingangsseitige Spule 21 und den Radiator 51 gefügt ist.
Der Isolier-Flächenkörper 52, der zwischen die ausgangsseitige Spule 22 und den Radiator 51 gefügt ist, kann daher in der Dicke verringert werden. Folglich kann die Wärme, die von der eingangsseitigen Spule 21 und der ausgangsseitigen Spule 22 erzeugt wird, an den Radiator 51 auf einfachere Weise übertragen werden, da der Isolier-Flächenkörper 52 dazwischen eingefügt ist.
Nachfolgend werden die Betriebswirkungen der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, während Veränderungen der Spannung, die an jede Spule angelegt wird, und des elektrischen Stroms, der in jeder Glättungsspule fließt, zwischen den oben beschriebenen jeweiligen Zuständen unter Verwendung von 7 beschrieben werden.
Wie unter Bezugnahme auf 7(A) ersichtlich, gibt die vertikale Achse dieses Graphen den Gesamtwert der Spannungen an, die an die eingangsseitigen Spulen 21A und 21B angelegt werden. Wenn der erste Zustand vorliegt, der in 4 gezeigt ist, wird zunächst eine positive Spannung Vin insgesamt an die eingangsseitigen Spulen 21A und 21B mittels der eingangsseitigen Treiberschaltung 1 angelegt. Folglich wird eine Spannung von Vin/2 an jede der eingangsseitigen Spulen 21A und 21B angelegt.
Wie unter Bezugnahme auf 7(B) ersichtlich, gibt die vertikale Achse dieses Graphen eine Spannung an, die an jede der ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C angelegt wird. Wie in 7(B) gezeigt, gilt Folgendes: Wenn der erste Zustand vorliegt, der in 4 gezeigt ist, wird eine positive Spannung an jede der ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C angelegt, in welchen der elektrische Strom fließt. In Abhängigkeit vom Verhältnis der Anzahl von Windungen in der eingangsseitigen Spule zu derjenigen der ausgangsseitigen Spule in den Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B (vier bis eins in der vorliegenden Ausführungsform) ist die Spannung in der ausgangsseitigen Spule niedriger als die Spannung in der eingangsseitigen Spule, und es wird eine Spannung von Vin/8 an jede der ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C angelegt.
Wie unter Bezugnahme auf 7(C) ersichtlich, gibt die vertikale Achse dieses Graphen eine Spannung an, die an jede der ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D angelegt wird. Wie in 7(C) gezeigt, gilt Folgendes: Wenn der erste Zustand vorliegt, der in 4 gezeigt ist, wird eine negative Spannung, genauer: -Vin/8, an jede der ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D angelegt, in welchen der elektrische Strom nicht fließt, denn der elektrische Strom wird von den Gleichrichterelementen 31B und 31D unterbrochen, wie oben beschrieben.
Wie unter erneuter Bezugnahme auf 7(A) ersichtlich, wird im zweiten Zustand, der in 5 gezeigt ist, eine negative Spannung -Vin, deren Phase relativ zum ersten Zustand umgekehrt ist, insgesamt an die eingangsseitigen Spulen 21A und 21B angelegt.
Unter Bezugnahme auf 7(B) und 7(C) gilt im zweiten Zustand Folgendes: Eine positive Spannung Vin/8 wird an die ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D angelegt, in welchen der elektrische Strom fließt, und eine negative Spannung -Vin/8 wird an jede der ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C angelegt, in welchen der elektrische Strom nicht fließt.
In beiden der oben beschriebenen ersten und zweiten Zustände wird ein Modus herbeigeführt, in welchem eine Spannung, die in der ausgangsseitigen Spule erzeugt wird (die von der ausgangsseitigen Spule ausgegeben wird) ähnlich zu der DC-Spannung ist, die nur in einer Richtung mittels der Gleichrichtung des elektrischen Stroms in den Gleichrichterelementen 31A bis 31D angelegt wird, und sie wird weiter in den Glättungskondensatoren 41 und 42 geglättet. Die geglättete DC-Spannung Vo wird dadurch an die beiden Enden des Glättungskondensators 41 angelegt.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 gilt Folgendes: Die ausgangsseitigen Spulen 22A und 22B sind mit der (ersten) Glättungsspule 42A verbunden, und die ausgangsseitigen Spulen 22C und 22D sind mit der (zweiten) Glättungsspule 42B verbunden. Demzufolge fließen die elektrischen Ströme, die in den ausgangsseitigen Spulen 22A und 22B fließen, zur Glättungsspule 42A, und die elektrischen Ströme, die in den ausgangsseitigen Spulen 22C und 22D fließen, fließen zur Glättungsspule 42B.
Unter Bezugnahme auf 7(D) zeigt der obere Graph der zwei vertikal ausgerichteten Graphen zeitliche Veränderungen der Spannung, die an die Glättungsspule 42A angelegt wird, und der untere Graph zeigt zeitliche Veränderungen der Spannung, die an die Glättungsspule 42B angelegt wird. Die horizontale Achse dieser drei Graphen gibt, konform mit der horizontalen Achse gemäß 7(A) bis 7(C), die zeitliche Veränderung des ersten Zustands, wie in 4 gezeigt, und des zweiten Zustands an, wie in 5 gezeigt, und die vertikale Achse gibt einen Spannungswert V_A der Glättungsspule 42A oder einen Spannungswert V_B der Glättungsspule 42B an.
Unter Bezugnahme auf 7(E) zeigt der obere Graph der zwei vertikal ausgerichteten Graphen einen elektrischen Stromwert I_A der Glättungsspule 42A, und der untere Graph zeigt einen elektrischen Stromwert I_B der Glättungsspule 42B. Es sei angemerkt, dass die verstrichenen Zeiten 1 bis 9 entlang der horizontalen Achse, die allen Graphen in 7(A) bis (E) gemeinsam sind, jeweils als einen relativen Wert einer dimensionslosen Zahl die Zeit angeben, zu welcher der elektrische Stromwert I_A oder I_B das lokale Maximum oder das lokale Minimum angibt.
Unter Bezugnahme auf 7(D) und (E) gilt Folgendes: Wenn der erste Zustand gemäß 4 vorliegt, fließt der elektrische Strom, der in der ausgangsseitigen Spule 22A fließt, zur Glättungsspule 42A über das Gleichrichterelement 31A. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Spannung von Vin/8-Vo an die Glättungsspule 42A angelegt. Dies ist ein Wert, der erhalten wird, indem die Spannung im Glättungskondensator 41 von der Spannung am hochspannungsseitigen Ende in der ausgangsseitigen Spule 22A subtrahiert wird. Auf ähnliche Weise fließt der elektrische Strom, der in der ausgangsseitigen Spule 22C fließt, zur Glättungsspule 42B über das Gleichrichterelement 31C, und die Spannung von Vin/8-Vo wird ebenfalls an die Glättungsspule 42B zu dieser Zeit angelegt.
Wenn der zweite Zustand gemäß 5 vorliegt, fließt der elektrische Strom, der in der ausgangsseitigen Spule 22B fließt, zur Glättungsspule 42A über das Gleichrichterelement 31B, und der elektrische Strom, der in der ausgangsseitigen Spule 22D fließt, fließt zur Glättungsspule 42B über das Gleichrichterelement 31D. Ähnlich wie in dem obigen Fall wird zu dieser Zeit die Spannung von Vin/8-Vo an die Glättungsspulen 42A und 42B angelegt.
Falls keiner von dem ersten und zweiten Zustand zutrifft und kein elektrischer Strom in den Glättungsspulen 42A und 42B fließt, wird eine umgekehrte Spannung -Vo der Glättungsspule 41 an die Glättungsspulen 42A und 42B angelegt. In jedem der Zustände zwischen den Zeiten t=1 und t=2 (erster Zustand), zwischen den Zeiten t=2 und t=3 und zwischen den Zeiten t=3 und t=4 (zweiter Zustand) in 7(E) entspricht der Gradient von jedem der elektrischen Ströme, die in den Glättungsspulen 42A und 42B fließen, einem Wert, der erhalten wird, indem der Wert einer angelegten Spannung durch den Wert der Induktivität der Spule dividiert wird.
In 7(A) sind die Spannungen, die an die eingangsseitigen Spulen 21A und 21B angelegt werden, wertmäßig nahezu gleich, nämlich ±Vin/2, und zwar zwischen den zwei Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B. In 7(B) und (C) sind die Spannung in den zwei ausgangsseitigen Spulen 22A und 22B des Abwärtswandlungs-Transformators 2A, wenn die elektrischen Ströme darin fließen, und die Spannung in den zwei ausgangsseitigen Spulen 22C und 22D des Abwärtswandlungs-Transformators 2B, wenn die elektrischen Ströme darin fließen, nahezu gleich, nämlich Vin/8.
Wie in 7(D) und 7(E) gezeigt, sind die Spannungen, die an die Glättungsspulen 42A und 42B angelegt werden, und die Ströme, die darin fließen, wertmäßig gleich. Dies ist ein Zustand, in welchem ein Kopplungsgleichgewicht zwischen den Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B erreicht wird, beispielsweise infolge des Kopplungsgleichgewichts zwischen der eingangsseitigen Spule und der ausgangsseitigen Spule.
Es wird jedoch angenommen, dass beispielsweise infolge von verschiedenartigen Faktoren, die für ein Ungleichgewicht verantwortlich sind, die Spannungen in den zwei ausgangsseitigen Spulen 22A und 22B des Abwärtswandlungs-Transformators 2A beispielsweise wertmäßig höher werden können als die Spannungen in den zwei ausgangsseitigen Spulen 22C und 22D des Abwärtswandlungs-Transformators 2B.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind jedoch der Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22A und der Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22C elektrisch verbunden und kurzgeschlossen.
Demzufolge sind im ersten Zustand die Spannung in der ausgangsseitigen Spule 22A, die im Bereich zwischen dem Außenschenkel 23A1 und dem Mittelschenkel 23A3 erzeugt wird, und die Spannung in der ausgangsseitigen Spule 22A, die im Bereich zwischen dem Außenschenkel 23A2 und dem Mittelschenkel 23A3 erzeugt wird, wertmäßig nahezu gleich. Auch sind im ersten Zustand die Spannung in der ausgangsseitigen Spule 22C, die im Bereich zwischen dem Außenschenkel 23B1 und dem Mittelschenkel 23B3 erzeugt wird, und die Spannung in der ausgangsseitigen Spule 22C, die im Bereich zwischen dem Außenschenkel 23B2 und dem Mittelschenkel 23C3 erzeugt wird, wertmäßig nahezu gleich. Im Ergebnis sind im ersten Zustand die Spannungen im Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22A und im Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22C wertmäßig ungefähr gleich, nämlich Vin/16.
Auch in der vorliegenden Ausführungsform sind jedoch der Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22B und der Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22D elektrisch verbunden und kurzgeschlossen.
Demzufolge sind im zweiten Zustand die Spannung in der ausgangsseitigen Spule 22B, die im Bereich zwischen dem Außenschenkel 23A1 und dem Mittelschenkel 23A3 erzeugt wird, und die Spannung in der ausgangsseitigen Spule 22B, die im Bereich zwischen dem Außenschenkel 23A2 und dem Mittelschenkel 23A3 erzeugt wird, wertmäßig nahezu gleich.
Auch im zweiten Zustand sind die Spannung in der ausgangsseitigen Spule 22D, die im Bereich zwischen dem Außenschenkel 23B 1 und dem Mittelschenkel 23B3 erzeugt wird, und die Spannung in der ausgangsseitigen Spule 22D, die im Bereich zwischen dem Außenschenkel 23B2 und dem Mittelschenkel 23C3 erzeugt wird, wertmäßig nahezu gleich. Im Ergebnis sind im zweiten Zustand die Spannungen im Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22B und im Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22D wertmäßig ungefähr gleich, nämlich Vin/16.
Das heißt, in jeder der ausgangsseitigen Spulen 22A bis 22D ist der Wert der Spannung, wenn der elektrische Strom darin fließt, gleich Vin/8. Da die Werte der Spannungen, die an die ausgangsseitigen Spulen angelegt werden, auf diese Weise gleich sind, sind die Spannungen, die an die Glättungsspulen 42A und 42B angelegt werden, und die elektrischen Ströme, die darin fließen, wertmäßig gleich.
Wie oben beschrieben, ist in der vorliegenden Ausführungsform die Konfiguration derart, dass der Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22A und der Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22C elektrisch verbunden sind, und dass der Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22B und der Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22D miteinander verbunden sind. Selbst wenn ein Kopplungs-Ungleichgewicht zwischen den Werten der Spannungen, die an die eingangsseitigen Spulen 21A and 21B angelegt wird, und den Werten der Spannungen auftritt, die an die zwei ausgangsseitigen Spulen angelegt werden, die in dem einen Abwärtswandlungs-Transformator enthalten sind, kann demzufolge die Summe der Stromwerte der ausgangsseitigen Spulen, die in den jeweiligen Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B enthalten ist, stets gleich gemacht werden.
Demzufolge können die Stromwerte der zwei Glättungsspulen 42A und 42B gleich gemacht werden. Folglich ist es nicht notwendig, eine Reserve der Glättungsspulen 42A und 42B infolge eines elektrischen Strom-Ungleichgewichts zwischen den zwei Glättungsspulen 42A und 42B vorzusehen, so dass die Größe der Glättungsspulen 42A und 42B verringert wird.
Außerdem sind die ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C auch thermisch am Zwischen-Verbindungsbereich 32A gekoppelt, und die ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D sind auch thermisch am Zwischen-Verbindungsbereich 32B gekoppelt. Das heißt, die Temperatur der ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C wird am Zwischen-Verbindungsbereich 32A gleich. Demzufolge kann das thermische Ungleichgewicht zwischen den zwei Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B unterbunden werden. Das heißt, es ist nicht notwendig, eine Reserve in Hinblick auf das thermische Ungleichgewicht für die ausgangsseitigen Spulen der zwei Abwärtswandlungs-Transformatoren zu belassen, so dass die Größe der Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B verringert wird.
Zweite Ausführungsform
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in den folgenden Punkten. Ansonsten ist sie im Wesentlichen ähnlich wie die erste Ausführungsform, und sie kann unter Bezugnahme auf das Schaltungs-Blockdiagramm des Abwärtswandlungs-Umrichter 101 vom Isoliertyp beschrieben werden, das in 1 dargestellt ist. Zunächst wird die Gesamtstruktur des Abwärtswandlungs-Transformators 2 der vorliegenden Ausführungsform kurz unter Verwendung von 8 beschrieben.
Wie unter Bezugnahme auf 8 ersichtlich, sind bei der vorliegenden Ausführungsform die zwei Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B so angeordnet, dass sie in Reihe in der horizontalen Richtung in der Zeichnung ausgerichtet sind. Das heißt, das Kern-Kopplungselement 23A4 des Abwärtswandlungs-Transformators 2A und das Kern-Kopplungselement 23B4 des Abwärtswandlungs-Transformators 2B sind hier so angeordnet, dass sie linear ausgerichtet sind.
Demzufolge sind die Außenschenkel 23A1, 23A2, der Mittelschenkel 23A3 des Abwärtswandlungs-Transformators 2A und die Außenschenkel 23B1, 23B2, der Mittelschenkel 23B3 des Abwärtswandlungs-Transformators 2B sämtlich so angeordnet, dass sie linear in der horizontalen Richtung in der Zeichnung ausgerichtet sind. Im Ergebnis hat die mehrschichtige Platine 26, durch welche hindurch die Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B verlaufen, eine längere ebene Form als die mehrschichtige Platine 26, die in 2 gezeigt ist, so dass die sechs Durchgangslöcher 26A1, 26A2, 26A3, 26B1, 26B2 und 26B3 linear ausgerichtet sind.
Gemäß 8 besitzt der E-förmige Kern 23A den Außenschenkel 23A2, den Mittelschenkel 23A3 und den Außenschenkel 23A1 in dieser Reihenfolge von der linken Seite zur rechten Seite in der Zeichnung ausgerichtet, und der E-förmige Kern 23B besitzt den Außenschenkel 23B 1, den Mittelschenkel 23B3 und den Außenschenkel 23B2 in dieser Reihenfolge von der linken Seite zur rechten Seite in der Zeichnung ausgerichtet. Demzufolge sind die Außenschenkel 23A1 und 23B1 so angeordnet, dass sie einander in der horizontalen Richtung in 2 zugewandt sind. Dieser Modus ist jedoch keine Einschränkung, sondern die Außenschenkel 23A1 und 23B2 können beispielsweise so angeordnet sein, dass sie einander zugewandt sind.
Im Gegensatz dazu sind in 2 (erste Ausführungsform) die zwei Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B so angeordnet, dass sie in der Tiefenrichtung in der Zeichnung parallel ausgerichtet sind (das Kern-Kopplungselement 23A4 des Abwärtswandlungs-Transformators 2A und das Kern-Kopplungselement 23B4 des Abwärtswandlungs-Transformators 2B sind parallel ausgerichtet). Demzufolge sind die Außenschenkel 23A1, 23A2, der Mittelschenkel 23A3 des Abwärtswandlungs-Transformators 2A und die Außenschenkel 23B1, 23B2, der Mittelschenkel 23B3 des Abwärtswandlungs-Transformators 2B in zwei Reihen ausgerichtet, und die mehrschichtige Platine 26 hat eine rechteckige Form, die quadratischer ist als diejenige gemäß 8.
Obwohl sich die vorliegende Ausführungsform von der ersten Ausführungsform in dieser Hinsicht unterscheidet, sind die Konfiguration von jedem der Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B und die Anordnung der Muster 20A bis 20D der jeweiligen Schichten (beispielsweise vier Schichten) der mehrschichtigen Platine 26 im Wesentlichen ähnlich zu denjenigen der ersten Ausführungsform, die in den 2 und 3 gezeigt ist. Folglich wird deren Beschreibung hier nicht wiederholt.
Als nächstes wird die Konfiguration des Musters, d. h. der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spule jeder Schicht, sowie der Betrieb des Abwärtswandlungs-Transformators in der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung von 9 bis 10 beschrieben.
Wie unter Bezugnahme auf 9(A) ersichtlich, gilt auch für die vorliegende Ausführungsform Folgendes: Wenn die erste Schicht, die die unterste Schicht der vierschichtigen Muster 20A bis 20D der mehrschichtigen Platine 26 ist, in der Draufsicht betrachtet wird, sind die zwei ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C auf dieser Ebene als die gleiche Schicht wie die Schicht 20A gemäß 3 angeordnet.
Die ausgangsseitige Spule 22A ist so angeordnet, dass sie durch den Bereich, der in der vertikalen Richtung in 9(A) zwischen dem Außenschenkel 23A1 und dem Mittelschenkel 23A3 verläuft, den Bereich, der in der vertikalen Richtung in 9(A) zwischen dem Außenschenkel 23A2 und dem Mittelschenkel 23A3 verläuft, und den Bereich geht, der in der horizontalen Richtung in 9(A) verläuft und diese zwei Bereiche verbindet. Die ausgangsseitige Spule 22A ist dadurch in einem Modus, in welchem sie beispielsweise spiralförmig mit einer Windung um den Mittelschenkel 23A3 gewickelt ist (während sie so gebogen wird, als wenn der Buchstabe „C“ in der Draufsicht gezeichnet würde), wie in der Zeichnung gezeigt.
Das Bezugspotential 7 ist mit dem einen Ende eines Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22A verbunden, d. h. mit dem einen Ende (auf der unteren rechten Seite in 9(A)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23A1 und den Mittelschenkel 23A3 gefügt ist. Die Anode des Gleichrichterelements 31A (des ersten Gleichrichterelements) ist in Reihe mit dem anderen Ende des Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22A geschaltet, d. h. mit dem einen Ende (auf der unteren linken Seite in 9(A)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23A2 und den Mittelschenkel 23A3 gefügt ist.
Die ausgangsseitige Spule 22C ist auf ähnliche Weise so angeordnet, dass sie durch den Bereich, der in der vertikalen Richtung in 9(A) zwischen dem Außenschenkel 23B1 und dem Mittelschenkel 23B3 verläuft, den Bereich, der in der vertikalen Richtung in 9(A) zwischen dem Außenschenkel 23B2 und dem Mittelschenkel 23B3 verläuft, und den Bereich geht, der in der horizontalen Richtung in 9(A) verläuft und diese zwei Bereiche verbindet. Die ausgangsseitige Spule 22C ist dadurch in einem Modus, in welchem sie beispielsweise spiralförmig mit einer Windung um den Mittelschenkel 23B3 gewickelt ist (während sie so gebogen wird, als wenn der Buchstabe „C“ in der Draufsicht gezeichnet würde), wie in der Zeichnung gezeigt.
Das Bezugspotential 7 ist mit dem einen Ende eines Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22C verbunden, d. h. mit dem einen Ende (auf der unteren rechten Seite in 9(A)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23B2 und den Mittelschenkel 23B3 gefügt ist. Die Anode des Gleichrichterelements 31C (des dritten Gleichrichterelements) ist in Reihe mit dem anderen Ende des Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22C geschaltet, d. h. mit dem einen Ende (auf der unteren linken Seite in 9(A)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23B1 und den Mittelschenkel 23B3 gefügt ist.
Der Zwischen-Verbindungsbereich 32A, der in der horizontalen Richtung in 9(A) verläuft, ist zwischen der ausgangsseitigen Spule 22A, die in der horizontalen Richtung in 9(A) verläuft, und der ausgangsseitigen Spule 22C angeordnet, die in der horizontalen Richtung in 9(A) verläuft. Dieser Zwischen-Verbindungsbereich 32A und die ausgangsseitigen Spulen 22A, 22C, die in der horizontalen Richtung in 9(A) verlaufen, sind so konfiguriert, dass sie miteinander durchgängig sind und eine einzige lineare Form bilden. Der Zwischen-Verbindungsbereich 32A ist ein Verdrahtungsbereich, in welchem der Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22A und der Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22C elektrisch kurzgeschlossen sind.
Unter Bezugnahme auf 9(B) gilt Folgendes: Wenn die zweitunterste Schicht der vierschichtigen Muster 20A bis 20D der mehrschichtigen Platine 26 in der Draufsicht betrachtet wird, sind die eingangsseitigen Spulen 21A und 21B auf dieser Ebene als die gleiche Schicht wie das Muster 20B gemäß 3 angeordnet. Die eingangsseitigen Spulen 21A und 21B sind in einem Modus, in welchem sie spiralförmig mit zwei Windungen um die Mittelschenkel 23A3 bzw. 23B3 gewickelt sind, und zwar im Wesentlichen ähnlich wie 4(B) der ersten Ausführungsform.
Es sei angemerkt, dass die Knoten 12 und 13 auf der Seite existieren, auf welcher die Außenschenkel 23A1 und 23B1 in 4(B) angeordnet sind, wohingegen die Knoten 12 und 13 auf der Seite existieren, auf welcher die Außenschenkel 23A2 und 23B2 in 9(B) angeordnet sind. Dieser Modus ist jedoch keine Einschränkung.
Unter Bezugnahme auf 9(C) gilt Folgendes: Wenn die drittunterste Schicht der vierschichtigen Muster 20A bis 20D der mehrschichtigen Platine 26 in der Draufsicht betrachtet wird, sind die eingangsseitigen Spulen 21A und 21B auf dieser Ebene als die gleiche Schicht wie das Muster 20C gemäß 3 angeordnet. Die eingangsseitigen Spulen 21A und 21B sind in einem Modus, in welchem sie spiralförmig mit zwei Windungen um die Mittelschenkel 23A3 bzw. 23B3 gewickelt sind, und zwar im Wesentlichen ähnlich wie 4(C) der ersten Ausführungsform.
Insgesamt vier Windungen der eingangsseitigen Spule 21A und insgesamt vier Windungen der eingangsseitigen Spule 21B werden dadurch gebildet. In 9(C) sind die eingangsseitigen Spulen 21A und 21B in Reihe geschaltet.
Unter Bezugnahme auf 9(D) gilt auch für die vorliegende Ausführungsform Folgendes: Wenn die oberste Schicht der vierschichtigen Muster 20A bis 20D der mehrschichtigen Platine 26 in der Draufsicht betrachtet wird, sind die zwei ausgangsseitigen Spule 22B und 22D auf dieser Ebene als die gleiche Schicht wie die Schicht 20D gemäß 3 angeordnet.
Die ausgangsseitige Spule 22B ist so angeordnet, dass sie durch den Bereich, der in der vertikalen Richtung in 9(D) zwischen dem Außenschenkel 23A1 und dem Mittelschenkel 23A3 verläuft, den Bereich, der in der vertikalen Richtung in 9(D) zwischen dem Außenschenkel 23A2 und dem Mittelschenkel 23A3 verläuft, und den Bereich geht, der in der horizontalen Richtung in 9(D) verläuft und diese zwei Bereiche verbindet. Die ausgangsseitige Spule 22B ist dadurch in einem Modus, in welchem sie beispielsweise spiralförmig mit einer Windung um den Mittelschenkel 23A3 gewickelt ist (während sie so gebogen wird, als wenn der Buchstabe „C“ in der Draufsicht gezeichnet würde), wie in der Zeichnung gezeigt.
Das Bezugspotential 7 ist mit dem einen Ende eines Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22B verbunden, d. h. mit dem einen Ende (auf der unteren linken Seite in 9(D)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23A2 und den Mittelschenkel 23A3 gefügt ist. Die Anode des Gleichrichterelements 31B (des zweiten Gleichrichterelements) ist in Reihe mit dem anderen Ende des Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22B geschaltet, d. h. mit dem einen Ende (auf der unteren rechten Seite in 9(D)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23A1 und den Mittelschenkel 23A3 gefügt ist.
Die ausgangsseitige Spule 22D ist auf ähnliche Weise so angeordnet, dass sie durch den Bereich, der in der vertikalen Richtung in 9(D) zwischen dem Außenschenkel 23B1 und dem Mittelschenkel 23B3 verläuft, den Bereich, der in der vertikalen Richtung in 9(D) zwischen dem Außenschenkel 23B2 und dem Mittelschenkel 23B3 verläuft, und den Bereich geht, der in der horizontalen Richtung in 9(D) verläuft und diese zwei Bereiche verbindet. Die ausgangsseitige Spule 22C ist dadurch in einem Modus, in welchem sie beispielsweise spiralförmig mit einer Windung um den Mittelschenkel 23B3 gewickelt ist (während sie so gebogen wird, als wenn der Buchstabe „C“ in der Draufsicht gezeichnet würde), wie in der Zeichnung gezeigt.
Das Bezugspotential 7 ist mit dem einen Ende eines Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22D verbunden, d. h. mit dem einen Ende (auf der unteren linken Seite in 9(D)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23B1 und den Mittelschenkel 23B3 gefügt ist. Die Anode des Gleichrichterelements 31D (des vierten Gleichrichterelements) ist in Reihe mit dem anderen Ende des Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22D geschaltet, d. h. mit dem einen Ende (auf der unteren rechten Seite in 9(D)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23B2 und den Mittelschenkel 23B3 gefügt ist.
Der Zwischen-Verbindungsbereich 32B, der in der horizontalen Richtung in 9(D) verläuft, ist zwischen der ausgangsseitigen Spule 22B, die in der horizontalen Richtung in 9(D) verläuft, und der ausgangsseitigen Spule 22D angeordnet, die in der horizontalen Richtung in 9(D) verläuft. Dieser Zwischen-Verbindungsbereich 32B und die ausgangsseitigen Spulen 22B, 22D, die in der horizontalen Richtung in 9(D) verlaufen, sind so konfiguriert, dass sie miteinander durchgängig sind und eine einzige lineare Form bilden. Der Zwischen-Verbindungsbereich 32B ist ein Verdrahtungsbereich, in welchem die ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D elektrisch kurzgeschlossen sind.
Unter Bezugnahme auf 9 und 10 wird auch in der vorliegenden Ausführungsform, ähnlich bei der ersten Ausführungsform, eine Spannung an die eingangsseitige Spule 21 angelegt, und es fließt ein elektrischer Strom darin, und zwar in entgegengesetzten Richtungen zueinander im ersten Zustand und im zweiten Zustand. Der magnetische Fluss, der in jedem Bereich der E-förmigen Kerne 23A und 23B erzeugt wird, ist ebenfalls im ersten Zustand und im zweiten Zustand in entgegengesetzten Richtungen zueinander.
Unter Bezugnahme auf 11 gilt Folgendes: In einer Projektionsansicht bei Betrachtung aus einer Richtung XI, die mit dem Pfeil in 8 angezeigt ist, unterscheidet sich der Abwärtswandlungs-Transformator nach dem Zusammenbau von 6 der ersten Ausführungsform darin, dass die E-förmigen Kerne 23A und 23B und die Gleichrichterelemente 31A, 31B, 31C und 31D jeweils linear in der Tiefenrichtung in 11 ausgerichtet sind.
Die verbleibenden Merkmale, beispielsweise das Merkmal, dass der Radiator 51 so angeordnet ist, dass er in Kontakt mit zumindest einem Bereich der Fläche von jedem der Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B nach dem Zusammenbau kommt, das Merkmal, dass die von der eingangsseitigen Spule 21 oder der ausgangsseitigen Spule 22 der mehrschichtigen Platine 26 erzeugte Wärme zum Radiator 51 durch den Isolier-Flächenkörper 52 übertragen wird, und das Merkmal, dass der Radiator 51 als Bezugspotential 7 verwendet wird, sind im Wesentlichen ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
Da die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform ansonsten nahezu 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.
Auch in der vorliegenden Ausführungsform - ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform - ist die Konfiguration derart, dass der Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22A und der Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22C elektrisch verbunden sind, und dass der Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22B und der Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22D elektrisch verbunden sind. Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform gilt demzufolge Folgendes: Selbst wenn ein Kopplungs-Ungleichgewicht zwischen den Werten der Spannungen auftritt, die an die eingangsseitigen Spulen angelegt wird, die in dem einen Abwärtswandlungs-Transformator enthalten sind, kann die Summe der Stromwerte der ausgangsseitigen Spulen, die in den jeweiligen Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B enthalten ist, stets gleich gemacht werden. Demzufolge können die Stromwerte der zwei Glättungsspulen 42A und 42B gleich gemacht werden, so dass die Größe der Glättungsspulen 42A und 42B verringert wird.
Auch in der vorliegenden Ausführungsform - ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform - wird die Temperatur der ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C am Zwischen-Verbindungsbereich 32A gleich, und die Temperatur der ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D am Zwischen-Verbindungsbereich 32B wird gleich. Demzufolge kann das thermische Ungleichgewicht zwischen den zwei Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B unterbunden werden. Die Größe der Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B kann dadurch verringert werden.
Dritte Ausführungsform
Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in den folgenden Punkten. Ansonsten ist sie im Wesentlichen ähnlich wie die erste Ausführungsform. Zunächst wird ein Blockdiagramm einer Schaltung, die einen Abwärtswandlungs-Umrichter vom Isoliertyp der vorliegenden Ausführungsform bildet, unter Verwendung von 12 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 12 gilt Folgendes: Ein Abwärtswandlungs-Umrichter 201 vom Isoliertyp der vorliegenden Ausführungsform besitzt hauptsächlich - ähnlich wie der Abwärtswandlungs-Umrichter 101 vom Isoliertyp der ersten Ausführungsform - eine eingangsseitige Treiberschaltung 1, einen Abwärtswandlungs-Transformator 2 (2A und 2B), ein Gleichrichterelement 31, eine Glättungsspule 42 und eine Steuerungsschaltung 5. Die Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B haben vier ausgangsseitige Spulen 22A, 22B, 22C und 22D als die ausgangsseitige Spule 22.
In der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch das eine Ende eines Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22A mit der Kathode des Gleichrichterelements 31A verbunden, und das andere Ende ist mit der Glättungsspule 42A verbunden. Auf ähnliche Weise ist das eine Ende eines Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22B mit der Kathode des Gleichrichterelements 31B verbunden, und das andere Ende ist mit der Glättungsspule 42A verbunden.
Das eine Ende eines Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22C ist mit der Kathode des Gleichrichterelements 31C verbunden, und das andere Ende ist mit der Glättungsspule 42B verbunden. Das eine Ende eines Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22D ist mit der Kathode des Gleichrichterelements 31D verbunden, und das andere Ende ist mit der Glättungsspule 42B verbunden. Die Anode von jedem Gleichrichterelement 31A bis 31D ist mit dem Bezugspotential 7 auf der Ausgangsseite des Abwärtswandlungs-Umrichters 201 vom Isoliertyp verbunden.
Der Abwärtswandlungs-Umrichter 201 vom Isoliertyp unterscheidet sich von dem Abwärtswandlungs-Umrichter 101 vom Isoliertyp in dieser Hinsicht, aber er ist ansonsten im Wesentlichen ähnlich zu dem Abwärtswandlungs-Umrichter 101 vom Isoliertyp, und folglich wird dessen Beschreibung hier nicht wiederholt.
Als nächstes wird die Konfiguration des Musters, d. h. der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spule jeder Schicht, sowie der Betrieb des Abwärtswandlungs-Transformators in der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung von 13 bis 14 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 13(A) gilt Folgendes: Auf der ersten Schicht, die die unterste Schicht der vierschichtigen Muster 20A bis 20D der mehrschichtigen Platine 26 der vorliegenden Ausführungsform ist, sind zwei ausgangsseitige Spulen 22A und 22C mit ähnlichen Merkmalen, wie z. B. die Form und das Material derjenigen gemäß 4(A) angeordnet, und ein Zwischen-Verbindungsbereich 32A, der als ein Kurzschlussbereich der ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C dient, ist an einem Zwischenbereich dieser Spulen ausgebildet. Der Modus der Anordnung der E-förmigen Kerne 23A und 23B in 13(A) ist ebenfalls im Wesentlichen ähnlich zu demjenigen gemäß 4(A).
In 13(A) sind jedoch das Gleichrichterelement 31A und das Bezugspotential 7 in Reihe zu dem einen Ende eines Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22A geschaltet, d. h. dem einen Ende (auf der oberen linken Seite in 13(A)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23A1 und den Mittelschenkel 23A3 gefügt ist. Die Glättungsspule 42A ist - obwohl nicht dargestellt - mit dem anderen Ende des Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22A verbunden, d. h. dem einen Ende (auf der unteren linken Seite in 13(A)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23A2 und den Mittelschenkel 23A3 gefügt ist.
In 13(A) sind auf ähnliche Weise das Gleichrichterelement 31C und das Bezugspotential 7 in Reihe zu dem einen Ende eines Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22C geschaltet, d. h. dem einen Ende (auf der unteren rechten Seite in 13(A)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23B2 und den Mittelschenkel 23B3 gefügt ist. Die Glättungsspule 42B ist - obwohl nicht dargestellt - mit dem anderen Ende des Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22C verbunden, d. h. dem einen Ende (auf der oberen linken Seite in 13(A)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23B 1 und den Mittelschenkel 23B3 gefügt ist.
Unter Bezugnahme auf 13(B) und (C) gilt Folgendes: Da alle Merkmale, wie z. B. die Form und das Material der eingangsseitigen Spulen 21A und 21B, die in diesen Zeichnungen dargestellt sind, ähnlich denen gemäß 4(B) und 4(C) sind und die Richtungen der magnetischen Flüsse und der elektrischen Ströme ebenfalls ähnlich denen gemäß 4(B) und 4(C) sind, wird eine detaillierte Beschreibung weggelassen.
Unter Bezugnahme auf 13(D) gilt Folgendes: Auf der vierten Schicht, die die oberste Schicht der vierschichtigen Muster 20A bis 20D der mehrschichtigen Platine 26 der vorliegenden Ausführungsform ist, sind zwei ausgangsseitige Spulen 22B und 22D mit ähnlichen Merkmalen, wie z. B. die Form und das Material derjenigen gemäß 4(D) angeordnet, und ein Zwischen-Verbindungsbereich 32B, der als ein Kurzschlussbereich der ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D dient, ist an einem Zwischenbereich dieser Spulen ausgebildet.
In 13(D) sind jedoch das Gleichrichterelement 31B und das Bezugspotential 7 in Reihe zu dem einen Ende eines Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22B geschaltet, d. h. dem einen Ende (auf der unteren linken Seite in 13(D)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23A2 und den Mittelschenkel 23A3 gefügt ist. Die Glättungsspule 42A ist - obwohl nicht dargestellt - mit dem anderen Ende des Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22B verbunden, d. h. dem einen Ende (auf der oberen linken Seite in 13(A)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23A1 und den Mittelschenkel 23A3 gefügt ist.
In 13(A) sind auf ähnliche Weise das Gleichrichterelement 31D und das Bezugspotential 7 in Reihe zu dem einen Ende eines Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22D geschaltet, d. h. dem einen Ende (auf der oberen rechten Seite in 13(D)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23B1 und den Mittelschenkel 23B3 gefügt ist. Die Glättungsspule 42B ist - obwohl nicht dargestellt - mit dem anderen Ende des Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22D verbunden, d. h. dem einen Ende (auf der unteren rechten Seite in 13(D)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23B2 und den Mittelschenkel 23B3 gefügt ist.
Wie unter Bezugnahme auf 13 und 14 ersichtlich, wird auch bei der vorliegenden Ausführungsform, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, eine Spannung an die eingangsseitige Spule 21 angelegt, und es fließt ein elektrischer Strom darin, und zwar in entgegengesetzten Richtungen zueinander im ersten Zustand und im zweiten Zustand. Der magnetische Fluss, der in jedem Bereich der E-förmigen Kerne 23A und 23B erzeugt wird, ist ebenfalls im ersten Zustand und im zweiten Zustand in entgegengesetzten Richtungen zueinander.
Da die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform ansonsten nahezu die gleiche ist wie diejenige der ersten Ausführungsform, sind die gleichen Bezugszeichen den gleichen Elementen zugewiesen, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.
Die Betriebswirkungen der vorliegenden Ausführungsform sind im Wesentlichen ähnlich wie diejenigen der ersten und zweiten Ausführungsform. Das heißt, die Stromwerte der zwei Glättungsspulen 42A und 42B können gleich gemacht werden, so dass die Größe der Glättungsspulen 42A und 42B verringert wird. Außerdem kann das thermische Ungleichgewicht zwischen den zwei Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B unterbunden werden, so dass die Größe der Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B verringert wird.
Vierte Ausführungsform
Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform in den folgenden Punkten. Ansonsten ist sie im Wesentlichen ähnlich wie die zweite Ausführungsform, und sie kann unter Bezugnahme auf das Schaltungs-Blockdiagramm des Abwärtswandlungs-Umrichters 201 vom Isoliertyp beschrieben werden, das in 12. dargestellt ist. Die Konfiguration des Musters, d. h. der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spule jeder Schicht, sowie der Betrieb des Abwärtswandlungs-Transformators in der vorliegenden Ausführungsform werden unter Verwendung von 15 bis 16 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 15(A) gilt Folgendes: Auf der ersten Schicht, die die unterste Schicht der vierschichtigen Muster 20A bis 20D der mehrschichtigen Platine 26 der vorliegenden Ausführungsform ist, sind zwei ausgangsseitige Spulen 22A und 22C mit ähnlichen Merkmalen, wie z. B. die Form und das Material derjenigen gemäß 9(A) angeordnet, und ein Zwischen-Verbindungsbereich 32A, der als ein Kurzschlussbereich der ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C dient, ist an einem Zwischenbereich dieser Spulen verbunden. Der Modus der Anordnung der E-förmigen Kerne 23A und 23B in 15(A) ist ebenfalls im Wesentlichen ähnlich zu demjenigen gemäß 9(A).
In 15(A) sind jedoch das Gleichrichterelement 31A und das Bezugspotential 7 in Reihe zu dem einen Ende eines Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22A geschaltet, d. h. dem einen Ende (auf der unteren rechten Seite in 15(A)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23A1 und den Mittelschenkel 23A3 gefügt ist. Die Glättungsspule 42A ist - obwohl nicht dargestellt - mit dem anderen Ende des Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22A verbunden, d. h. dem einen Ende (auf der unteren linken Seite in 13(A)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23A2 und den Mittelschenkel 23A3 gefügt ist.
In 15(A) sind auf ähnliche Weise das Gleichrichterelement 31C und das Bezugspotential 7 in Reihe zu dem einen Ende eines Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22C geschaltet, d. h. dem einen Ende (auf der unteren rechten Seite in 15(A)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23B2 und den Mittelschenkel 23B3 gefügt ist. Die Glättungsspule 42B ist - obwohl nicht dargestellt - mit dem anderen Ende des Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22C verbunden, d. h. dem einen Ende (auf der unteren linken Seite in 13(A)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23B 1 und den Mittelschenkel 23B3 gefügt ist.
Unter Bezugnahme auf 15(B) und (C) gilt Folgendes: Da alle Merkmale, wie z. B. die Form und das Material der eingangsseitigen Spulen 21Aund 21B, die in diesen Zeichnungen dargestellt sind, ähnlich denen gemäß 9(B) und 9(C) sind und die Richtungen der magnetischen Flüsse und der elektrischen Ströme ebenfalls ähnlich denen gemäß 9(B) und 9(C) sind, wird eine detaillierte Beschreibung weggelassen.
Unter Bezugnahme auf 15(D) gilt Folgendes: Auf der vierten Schicht, die die oberste Schicht der vierschichtigen Muster 20A bis 20D der mehrschichtigen Platine 26 der vorliegenden Ausführungsform ist, sind zwei ausgangsseitige Spulen 22B und 22D mit ähnlichen Merkmalen, wie z. B. die Form und das Material derjenigen gemäß 9(D) angeordnet, und ein Zwischen-Verbindungsbereich 32B, der als ein Kurzschlussbereich der ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D dient, ist an einem Zwischenbereich dieser Spulen ausgebildet.
In 15(D) sind jedoch das Gleichrichterelement 31B und das Bezugspotential 7 in Reihe zu dem einen Ende eines Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22B geschaltet, d. h. dem einen Ende (auf der unteren linken Seite in 15(D)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23A2 und den Mittelschenkel 23A3 gefügt ist. Die Glättungsspule 42A ist - obwohl nicht dargestellt - mit dem anderen Ende des Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22B verbunden, d. h. dem einen Ende (auf der unteren rechten Seite in 15(D)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23A1 und den Mittelschenkel 23A3 gefügt ist.
In 15(A) sind auf ähnliche Weise das Gleichrichterelement 31D und das Bezugspotential 7 in Reihe zu dem einen Ende eines Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22D geschaltet, d. h. dem einen Ende (auf der unteren linken Seite in 15(D)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23B1 und den Mittelschenkel 23B3 gefügt ist. Die Glättungsspule 42B ist - obwohl nicht dargestellt - mit dem anderen Ende des Paars von Enden der ausgangsseitigen Spule 22D verbunden, d. h. dem einen Ende (auf der unteren rechten Seite in 15(D)) des Bereichs, der zwischen den Außenschenkel 23B2 und den Mittelschenkel 23B3 gefügt ist.
Unter Bezugnahme auf 15 und 16 wird auch in der vorliegenden Ausführungsform, ähnlich bei der zweiten Ausführungsform, eine Spannung an die eingangsseitige Spule 21 angelegt, und es fließt ein elektrischer Strom darin, und zwar im ersten Zustand und im zweiten Zustand in entgegengesetzten Richtungen zueinander. Der magnetische Fluss, der in jedem Bereich der E-förmigen Kerne 23A und 23B erzeugt wird, ist ebenfalls im ersten Zustand und im zweiten Zustand in entgegengesetzten Richtungen zueinander.
Da die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform ansonsten nahezu die gleiche ist wie diejenige der zweiten Ausführungsform, sind die gleichen Bezugszeichen den gleichen Elementen zugewiesen, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.
Die Betriebswirkungen der vorliegenden Ausführungsform sind im Wesentlichen ähnlich wie diejenigen der ersten und zweiten Ausführungsform. Das heißt, die Stromwerte der zwei Glättungsspulen 42A und 42B können gleich gemacht werden, so dass die Größe der Glättungsspulen 42A und 42B verringert wird. Außerdem kann das thermische Ungleichgewicht zwischen den zwei Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B unterbunden werden, so dass die Größe der Abwärtswandlungs-Transformatoren 2A und 2B verringert wird.
Fünfte Ausführungsform
Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in den folgenden Punkten. Ansonsten ist sie im Wesentlichen ähnlich wie die erste Ausführungsform, und sie kann unter Bezugnahme auf das Schaltungs-Blockdiagramm des Abwärtswandlungs-Umrichter 101 vom Isoliertyp beschrieben werden, das in 1 dargestellt ist. Zunächst wird die Gesamtstruktur des Abwärtswandlungs-Transformators 2 kurz unter Verwendung von 17 bis 18 beschrieben.
Wie unter Bezugnahme auf 17 bis 18 ersichtlich, besitzt der Abwärtswandlungs-Transformator 2 der vorliegenden Ausführungsform im Wesentlichen eine ähnliche Gesamtstruktur wie der Abwärtswandlungs-Transformator 2 der ersten Ausführungsform, der in 2 bis 3 gezeigt ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind jedoch eine Metallplatte 27A und eine Metallplatte 27B (zusammen als eine Metallplatte 27 bezeichnet), jeweils beispielsweise als eine flache Plattenkomponente aus Kupfer, als die ausgangsseitigen Spulen 22 der ersten Schicht als die unterste Schicht und der vierten Schicht als die oberste Schicht ausgebildet, und zwar in den Spulen, die in der vierschichtigen mehrschichtigen Platine 26 ausgebildet sind.
Wie unter Bezugnahme auf 18 ersichtlich, sind die Metallplatten 27A und 27B so ausgebildet, dass sie jeweils in Kontakt mit der untersten Fläche und der obersten Fläche des Substratkörpers 37 kommen, ähnlich wie die Muster 20A und 20D in 3.
Wie unter Bezugnahme auf 18 ersichtlich, sind die Metallplatten 27A und 27B dicker als die Muster 20B und 20C ausgebildet. Die Metallplatten 27A und 27B können so ausgebildet sein, dass sie eine Breite haben, die länger ist als die Breite der mehrschichtigen Platine 26 in der Tiefenrichtung in 17, d. h. dass sie von den beiden Enden der mehrschichtigen Platine 26 in der Tiefenrichtung in 17 vorstehen. Es sei angemerkt, dass, wie in 18 gezeigt, die Metallplatten 27A und 27B und die Muster 20B und 20C voneinander mittels des Substratkörpers 37 aus einem Isoliermaterial beabstandet sind (so dass sie miteinander nicht kurzgeschlossen sind), ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform.
Unter Bezugnahme auf 19 und 20 gilt Folgendes: Die Ebenenform des Musters der Spulen 21 und 22 jeder Schicht, der Modus der Verbindung des Bezugspotentials 7 und der Gleichrichterelemente 31A bis 31D sowie die Richtungen des magnetischen Flusses und des elektrischen Stroms in jedem Zustand in der vorliegenden Ausführungsform sind im Wesentlichen ähnlich zu dem Muster der Spulen 21 und 22 jeder Schicht der mehrschichtigen Platine 26 in der ersten Ausführungsform, die in 4 und 5 gezeigt ist.
Folglich wird eine detaillierte Beschreibung eines jeden Teils weggelassen. Wie oben beschrieben, sind jedoch die ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C in 19(A) und 20(A) jeweils aus der Metallplatte 27A gebildet, anstatt als ein Muster 20A ausgebildet zu sein, das ein metallisches Dünnschicht-Muster ist. Außerdem sind die ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D in 19(D) und 20(D) jeweils aus der Metallplatte 27B gebildet, anstatt als ein Muster 20D ausgebildet zu sein, das ein metallisches Dünnschicht-Muster ist.
Das heißt, wie unter Bezugnahme auf 17 bis 20 ersichtlich, es sind die ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C der ersten Schicht aus der Metallplatte 27A, wie z. B. einer Kupferplatte gebildet, und die ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D der vierten Schicht sind aus der Metallplatte 27B, wie z. B. einer Kupferplatte gebildet, und zwar in der vierschichtigen mehrschichtigen Platine 26. Es sei angemerkt, dass auch Aluminium oder dergleichen anstelle von Kupfer für die Metallplatten 27A und 27B verwendet werden kann. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die vorliegende Ausführungsform von der ersten Ausführungsform, in welcher die erste Schicht als die unterste Schicht und die vierte Schicht als die oberste Schicht, wie oben beschrieben, als Kupfer-Dünnschichtmuster 20A und 20D ausgebildet sind.
Wie unter Bezugnahme auf 19(B), 19(C) und 20(B), 20(C) ersichtlich, sind jedoch auch in der vorliegenden Ausführungsform metallische (Kupfer-) Dünnschichtmuster ähnlich denjenigen in der ersten und dritten Ausführungsform als das Muster 20B der zweituntersten Schicht und das Muster 20C der drittuntersten Schicht ausgebildet, und zwar in den Spulen, die in der vierschichtigen mehrschichtigen Platine 26 ausgebildet sind.
Die Abstrahlungsmuster 28A bis 28C, die in 19(A) bis 19(D) und 20(A) bis 20(D) gezeigt sind, sind als Kupfer-Dünnschichtmuster ausgebildet, ähnlich wie bei den anderen Ausführungsformen. Zumindest in den Schichten, an welchen die Metallplatten 27A und 27B ausgebildet sind, wie in 19(A) und (D) gezeigt, ist ein Kupfer-Dünnschichtmuster nicht in den Bereichen ausgebildet, die die Bereiche überlappen, in welchen die Metallplatten 27A und 27B ausgebildet sind.
Unter Bezugnahme auf 21 wird der Strahlungspfad des oben beschriebenen Abwärtswandlungs-Transformators beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 21 gilt Folgendes: Da die Projektionsansicht bei Betrachtung aus einer Richtung XXI, die mit dem Pfeil in 17 angezeigt ist, hinsichtlich der Konfiguration und den Betriebswirkungen im Wesentlichen ähnlich zu der der ersten Ausführungsform ist, wie in 6 gezeigt, sind die gleichen Bezugszeichen den gleichen Elementen wie denjenigen in 6 zugewiesen, und deren Beschreibung wird weggelassen. Es gibt jedoch Unterschiede in folgender Hinsicht.
In 21 ist die ausgangsseitige Spule 22 kein Dünnschichtmuster 20A, wie in 6 gezeigt, oder dergleichen, sondern sie wird aus den Metallplatten 27A und 27B gebildet. Als Pfad zum Übertragen von Wärme, die von der ausgangsseitigen Spule 22 erzeugt wird, an den Radiator 51, gibt es zunächst einen Übertragungspfad von der ausgangsseitigen Spule 22 an den Radiator 51 durch die Isolier-Flächenkörper 52A, 52B und 52C.
Es gibt auch einen Pfad zum Übertragen von Elektrizität und Wärme von der ausgangsseitigen Spule 22 an den Radiator 51 (der dem Bezugspotential 7 entspricht), und zwar durch Schrauben, die nicht gezeigt sind. Das heißt, es gibt die oben beschriebenen zwei Pfade: einen durch die Isolier-Flächenkörper; und den anderen durch die Schrauben. Es sei angemerkt, dass die oben beschriebenen drei Pfade ähnlich denen in der ersten Ausführungsform sind, um die von der eingangsseitigen Spule 21 erzeugte Wärme an den Radiator 51 zu übertragen.
Nachfolgend werden die Betriebswirkungen der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Zusätzlich zu den Betriebswirkungen der ersten Ausführungsform kann die vorliegende Ausführungsform die folgenden Betriebswirkungen erzielen.
Da die ausgangsseitige Spule 22 aus den Metallplatten 27A und 27B in der vorliegenden Ausführungsform als flache Plattenkomponenten aus Kupfer gebildet ist, wird die Dicke größer als in dem Fall, in welchem die ausgangsseitige Spule 22 als Dünnschichtmuster ausgebildet ist. Es ist daher möglich, den stromführenden Querschnitt der ausgangsseitigen Spule 22 der vorliegenden Ausführungsform zu erhöhen. Selbst wenn der Ausgangsstrom des Abwärtswandlungs-Umrichters vom Isoliertyp zunimmt, um den elektrischen Strom in der ausgangsseitigen Spule 22 zu erhöhen, kann demzufolge die Wärmemenge, die von der ausgangsseitigen Spule 22 erzeugt wird, in der vorliegenden Ausführungsform verringert werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es noch bevorzugter, dass zwei Metallplatten 27A und 27B die gleiche Form und Größe haben, die bezogen auf die Ebenenform und die Dicke zueinander gleich sind. Die Herstellungskosten der Metallplatten 27A und 27B können dadurch weiter verringert werden als in dem Fall, in welchem die Metallplatten 27A und 27B unterschiedliche Formen und Größen haben.
Sechste Ausführungsform
Die sechste Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform in den folgenden Punkten. Ansonsten ist sie im Wesentlichen ähnlich wie die zweite Ausführungsform, und sie kann unter Bezugnahme auf das Schaltungs-Blockdiagramm des Abwärtswandlungs-Umrichters 101 vom Isoliertyp beschrieben werden, das in 1 dargestellt ist. Zunächst wird die Gesamtstruktur des Abwärtswandlungs-Transformators 2 kurz unter Verwendung von 22 beschrieben.
Wie unter Bezugnahme auf 22 ersichtlich, besitzt der Abwärtswandlungs-Transformator 2 der vorliegenden Ausführungsform im Wesentlichen eine ähnliche Gesamtstruktur wie der Abwärtswandlungs-Transformator 2 der zweiten Ausführungsform, der in 8 gezeigt ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind jedoch eine Metallplatte 27A und eine Metallplatte 27B (zusammen als eine Metallplatte 27) bezeichnet), jeweils beispielsweise als eine flache Plattenkomponente aus Kupfer, als die ausgangsseitigen Spulen 22 der ersten Schicht als die unterste Schicht und der vierten Schicht als die oberste Schicht ausgebildet, und zwar in den Spulen, die in der vierschichtigen mehrschichtigen Platine 26 ausgebildet sind.
Unter Bezugnahme auf 23 und 24 gilt Folgendes: Die Ebenenform des Musters der Spulen 21 und 22 jeder Schicht, der Modus der Verbindung des Bezugspotentials 7 und der Gleichrichterelemente 31A bis 31D sowie die Richtungen des magnetischen Flusses und des elektrischen Stroms in jedem Zustand in der vorliegenden Ausführungsform sind im Wesentlichen ähnlich zu dem Muster der Spulen 21 und 22 jeder Schicht der mehrschichtigen Platine 26 in der zweiten Ausführungsform, die in 9 und 10 gezeigt ist. Folglich wird eine detaillierte Beschreibung eines jeden Teils weggelassen.
Wie oben beschrieben, sind jedoch die ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C in 23(A) und 24(A) jeweils aus der Metallplatte 27A gebildet, anstatt als ein Muster 20A ausgebildet zu sein, das ein metallisches Dünnschicht-Muster ist. Außerdem sind die ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D in 23(D) und 24(D) jeweils aus der Metallplatte 27B gebildet, anstatt als ein Muster 20D ausgebildet zu sein, das ein metallisches Dünnschicht-Muster ist.
Das heißt, wie unter Bezugnahme auf 22 bis 24 ersichtlich, es sind die ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C der ersten Schicht aus der Metallplatte 27A, wie z. B. einer Kupferplatte gebildet, und die ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D der vierten Schicht sind aus der Metallplatte 27B, wie z. B. einer Kupferplatte gebildet, und zwar in der vierschichtigen mehrschichtigen Platine 26. Es sei angemerkt, dass auch Aluminium oder dergleichen anstelle von Kupfer für die Metallplatten 27A und 27B verwendet werden kann. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die vorliegende Ausführungsform von der zweiten Ausführungsform, in welcher die erste Schicht als die unterste Schicht und die vierte Schicht als die oberste Schicht, wie oben beschrieben, als Kupfer-Dünnschichtmuster 20A und 20D ausgebildet sind.
Wie unter Bezugnahme auf 23(B), 23(C) und 24(B), 24(C) ersichtlich, sind jedoch auch in der vorliegenden Ausführungsform metallische (Kupfer-) Dünnschicht-muster ähnlich denjenigen in der zweiten und vierten Ausführungsform als das Muster 20B der zweituntersten Schicht und das Muster 20C der drittuntersten Schicht ausgebildet, und zwar in den Spulen, die in der vierschichtigen mehrschichtigen Platine 26 ausgebildet sind.
Die Abstrahlungsmuster 28A bis 28C, die in 23(A) bis 23(D) und 24(A) bis 24(D) gezeigt sind, sind als Kupfer-Dünnschichtmuster ausgebildet, ähnlich wie bei den anderen Ausführungsformen. Zumindest in den Schichten, an welchen die Metallplatten 27A und 27B ausgebildet sind, wie in 23(A) und (D) gezeigt, ist ein Kupfer-Dünnschichtmuster nicht in den Bereichen ausgebildet, die die Bereiche überlappen, in welchen die Metallplatten 27A und 27B ausgebildet sind.
Unter Bezugnahme auf 25 gilt Folgendes: Da der Strahlungspfad des oben beschriebenen Abwärtswandlungs-Transformators (in der Proj ektionsansicht bei Betrachtung aus einer Richtung XXV, die mit dem Pfeil in 22 angezeigt ist) hinsichtlich der Konfiguration und den Betriebswirkungen im Wesentlichen ähnlich zu denen der zweiten Ausführungsform ist, die in 11 gezeigt ist, sind die gleichen Bezugszeichen den gleichen Elementen wie denjenigen in 11 zugewiesen, und deren Beschreibung wird weggelassen. Da außerdem die Unterschiede zwischen den 25 und 11 ebenfalls im Wesentlichen ähnlich zu den Unterschieden zwischen den 21 und 6 in der fünften Ausführungsform sind, wird deren Beschreibung hier weggelassen.
Da die vorliegende Ausführungsform im Wesentlichen ähnliche Betriebswirkungen wie diejenigen der fünften Ausführungsform bewirkt, wird die Beschreibung der Betriebswirkungen weggelassen.
Siebte Ausführungsform
Die siebte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in den folgenden Punkten. Ansonsten ist sie im Wesentlichen ähnlich wie die erste Ausführungsform. Zunächst wird ein Blockdiagramm einer Schaltung, die einen Abwärtswandlungs-Umrichter vom Isoliertyp der vorliegenden Ausführungsform bildet, untenstehend unter Verwendung von 26 beschrieben.
Wie unter Bezugnahme auf 26 ersichtlich, besitzt ein Abwärtswandlungs-Umrichter 301 vom Isoliertyp gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Wesentlichen eine ähnliche Konfiguration wie der Abwärtswandlungs-Umrichter 101 vom Isoliertyp gemäß der ersten Ausführungsform. Die ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C sind jedoch mit der (ersten) Glättungsspule 42A verbunden, und die ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D sind mit der (zweiten) Glättungsspule 42B verbunden. Demzufolge fließen die elektrischen Ströme, die in den ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C fließen, zur Glättungsspule 42A, und die elektrischen Ströme, die in den ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D fließen, fließen zur Glättungsspule 42B.
In dieser Hinsicht unterscheidet sich die vorliegende Ausführungsform von der Konfiguration der ersten Ausführungsform, bei welcher die die ausgangsseitigen Spulen 22A und 22B mit der (ersten) Glättungsspule 42A verbunden sind und die ausgangsseitigen Spulen 22C und 22D mit der (zweiten) Glättungsspule 42B verbunden sind. Die vorliegende Ausführungsform ist jedoch sonst im Wesentlichen ähnlich der ersten Ausführungsform, und das Muster jeder Schicht ist im Wesentlichen ähnlich zu denen gemäß 4 und 5. Folglich sind die gleichen Bezugszeichen den gleichen Elementen zugewiesen, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.
Mit einem solchen Verbindungsmodus wie in der vorliegenden Ausführungsform können ähnliche Betriebswirkungen wie diejenigen der ersten Ausführungsform erzielt werden. Das heißt, jede der Glättungsspulen 42A und 42B ist mit irgendeiner der vier ausgangsseitigen Spulen 22A bis 22D verbunden. Genauer gesagt: In der ersten Ausführungsform (1) ist die Glättungsspule 42A mit den ausgangsseitigen Spulen 22A und 22B verbunden, und die Glättungsspule 42B ist mit den ausgangsseitigen Spulen 22C und 22D verbunden. Im Gegensatz dazu ist in der siebten Ausführungsform (26) die Glättungsspule 42A mit den ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C verbunden, und die Glättungsspule 42B ist mit den ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D verbunden.
Der Modus der vorliegenden Ausführungsform kann in Kombination mit irgendeiner der oben beschriebenen Ausführungsformen angewandt werden. Beispielsweise kann die vorliegende Ausführungsform auf die Konfiguration der zweiten Ausführungsform angewandt werden, oder die vorliegende Ausführungsform kann auf die Konfiguration angewandt werden, die die Metallplatten 27A und 27B aufweist.
Achte Ausführungsform
Die achte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform in den folgenden Punkten. Ansonsten ist sie im Wesentlichen ähnlich wie die zweite Ausführungsform. Die Konfiguration des Musters, d. h. der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spule jeder Schicht in der vorliegenden Ausführungsform werden unter Verwendung von 27 und 28 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 27(A) bis (D) und 28(A) bis (D) sind auch in der vorliegenden Ausführungsform der Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22A und der Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22C elektrisch mittels des Zwischen-Verbindungsbereichs 32A verbunden, und der Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22B und der Zwischenbereich der ausgangsseitigen Spule 22D sind elektrisch mittels des Zwischen-Verbindungsbereichs 32B verbunden.
Die ausgangsseitige Spule 22A ist jedoch auf der untersten Schicht (der ersten Schicht) der vierschichtigen Muster 20A bis 20D der mehrschichtigen Platine 26 (siehe 3) angeordnet, wie in 27(A) gezeigt, wohingegen die ausgangsseitige Spule 22C auf der obersten Schicht (der vierten Schicht) der oben beschriebenen vierschichtigen Muster 20A bis 20D angeordnet ist, wie in 27(D) gezeigt.
Außerdem ist die ausgangsseitige Spule 22D auf der untersten Schicht (der ersten Schicht) der vierschichtigen Muster 20A bis 20D der mehrschichtigen Platine 26 (siehe 3) angeordnet, wie in 27(A) gezeigt, wohingegen die ausgangsseitige Spule 22B auf der obersten Schicht (der vierten Schicht) der oben beschriebenen vierschichtigen Muster 20A bis 20D angeordnet ist, wie in 27(D) gezeigt.
Auf diese Weise sind in der vorliegenden Ausführungsform die zwei ausgangsseitigen Spulen, die miteinander an deren Zwischenbereichen verbunden sind, auf voneinander verschiedenen Schichten angeordnet. Der Zwischen-Verbindungsbereich 32A der ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C ist elektrisch mittels der Verbindungsdurchgänge 33A verbunden, die zwischen die Schicht, auf welcher die ausgangsseitige Spule 22A angeordnet ist, und die Schicht, auf welcher die ausgangsseitige Spule 22C angeordnet ist, gefügt sind, wobei die Schichten voneinander verschieden sind.
Der Zwischen-Verbindungsbereich 32B der ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D ist elektrisch mittels der Verbindungsdurchgänge 33B verbunden, die zwischen die Schicht, auf welcher die ausgangsseitige Spule 22B angeordnet ist, und die Schicht, auf welcher die ausgangsseitige Spule 22D angeordnet ist, gefügt sind, wobei die Schichten voneinander verschieden sind.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich in der oben beschriebenen Hinsicht von der Konfiguration der zweiten Ausführungsform, in welcher die zwei ausgangsseitigen Spulen, die miteinander an deren Zwischenbereichen verbunden sind, auf der gleichen Schicht angeordnet sind. Sie ist im Übrigen im Wesentlichen ähnlich zu der zweiten Ausführungsform. Beispielsweise sind die Modi der 27(B), 27(C) und 28(B), 28(C) identisch zu den Modi der 9(B), 9(C) bzw. 10(B), 10(C). Außerdem kann die vorliegende Ausführungsform beispielsweise unter Bezugnahme auf das Schaltungs-Blockdiagramm des Abwärtswandlungs-Umrichters 101 vom Isoliertyp beschrieben werden, das in 1 gezeigt ist. Folglich sind die gleichen Bezugszeichen den gleichen Elementen zugewiesen, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.
Nachfolgend wird die Wirkungsweise im Betrieb der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Zusätzlich zu den Betriebswirkungen, die ähnlich denjenigen der ersten und zweiten Ausführungsform sind, bewirkt die vorliegende Ausführungsform die folgenden Betriebswirkungen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind sowohl ein Satz von ausgangsseitigen Spulen 22A und 22C, die miteinander an deren Zwischenbereichen verbunden sind, und ein Satz von ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D, die miteinander an deren Zwischenbereichen verbunden sind, zumindest teilweise auf der untersten Schicht (der ersten Schicht) ausgebildet. Demzufolge erzeugt die vorliegende Ausführungsform eine Betriebswirkung, bei welcher beide oben beschriebenen Sätze auf einfachere Weise (als die ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D der obersten Schicht in der zweiten Ausführungsform) mittels der Wärmeabstrahlung des Radiators 51 darunter gekühlt werden, und zwar durch den Isolier-Flächenkörper 52, der unmittelbar unterhalb der untersten Schicht (der ersten Schicht) angeordnet ist.
Der Modus der vorliegenden Ausführungsform kann in Kombination mit irgendeiner der oben beschriebenen Ausführungsformen angewandt werden. Beispielsweise kann die vorliegende Ausführungsform auf die Konfiguration der ersten Ausführungsform angewandt werden, oder die vorliegende Ausführungsform kann auf die Konfiguration angewandt werden, die die Metallplatten 27Aund 27B aufweist.
Neunte Ausführungsform
Wie unter Bezugnahme auf 29(A) bis 29(D) hat ein Abwärtswandlungs-Umrichter vom Isoliertyp der vorliegenden Ausführungsform im Wesentlichen eine ähnliche Konfiguration wie die erste Ausführungsform (4(A) bis 4(D)). In diesem Fall sind jedoch das Muster 20A der ersten Schicht und das Muster 20B der zweiten Schicht der mehrschichtigen Platine 26 (siehe 3) die gleichen wie diejenigen in 4(A) und 4(B), aber die Konfiguration des Musters 20C der dritten Schicht und des Musters 20D der vierten Schicht ist relativ zu 4(C) und (D) umgekehrt.
Das heißt, die gleichen ausgangsseitigen Spulen 22B und 22D wie diejenigen in 4(D) entsprechen dem Muster 20C der dritten Schicht, wie in 29(C) gezeigt, und die gleichen eingangsseitigen Spulen 21A und 21B wie diejenigen in 4(C) entsprechen dem Muster 20D der vierten Schicht, wie in 29(D) gezeigt.
Das heißt, bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Muster 20A, 20B, 20C und 20D in dieser Reihenfolge gestapelt, so dass sie einer ausgangsseitigen Spule, einer eingangsseitigen Spule, einer ausgangsseitigen Spule bzw. einer eingangsseitigen Spule entsprechen. Dies ist jedoch keine Einschränkung, und obwohl nicht gezeigt, können die Muster 20A, 20B, 20C und 20D in dieser Reihenfolge gestapelt sein, so dass sie beispielsweise einer ausgangsseitigen Spule, einer ausgangsseitigen Spule, einer eingangsseitigen Spule bzw. einer eingangsseitigen Spule entsprechen.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur in der Reihenfolge, in der die jeweiligen Schichten gestapelt sind, und der Modus von jeder Schicht in 29 ist identisch zu irgendeinem der 4(A) bis 4(D). Bei der vorliegenden Ausführungsform sind daher die Vorgänge in den oben beschriebenen ersten und zweiten Zuständen ähnlich zu denjenigen der ersten Ausführungsform, wie in 4 und 5 gezeigt.
Da die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform ansonsten nahezu die gleiche ist wie diejenige der ersten Ausführungsform, sind die gleichen Bezugszeichen den gleichen Elementen zugewiesen, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.
Der Modus der vorliegenden Ausführungsform kann in Kombination mit irgendeiner der oben beschriebenen Ausführungsformen angewandt werden. Beispielsweise kann die vorliegende Ausführungsform auf die Konfiguration der zweiten Ausführungsform angewandt werden, oder die vorliegende Ausführungsform kann auf die Konfiguration angewandt werden, die die Metallplatten 27A und 27B aufweist.
Die Charakteristiken, die in (den jeweiligen Beispielen, die enthalten sind in) den jeweiligen oben beschriebenen Ausführungsformen beschrieben sind, können in einer angemessenen Kombination innerhalb des Bereichs angewendet werden, wo technische Widersprüche nicht auftreten.
Es versteht sich, dass die hierin offenbarten Ausführungsformen in jeder Hinsicht anschaulich und nicht einschränkend sind. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Ansprüche definiert, nicht durch die obige Beschreibung, und es ist beabsichtigt, dass er jegliche Modifikation innerhalb der Bedeutung und des Umfangs enthält, die zum Wortlaut der Ansprüche äquivalent sind.
Bezugszeichenliste

1: eingangsseitige Treiberschaltung
2, 2A, 2B: Abwärtswandlungs-Transformator
5: Steuerungsschaltung
6: DC-Energieversorgung
7: Bezugspotential
11, 11A, 11B: Schaltelement
11C, 11D: Schaltelement
12, 13: Knoten
21, 21A, 21B: eingangsseitige Spule
22, 22A, 22B: ausgangsseitige Spule
22C, 22D: ausgangsseitige Spule
23A, 23B: E-förmiger Kern
23A1, 23A2: Außenschenkel
23B1, 23B2: Außenschenkel
23A3, 23B3: Mittelschenkel
24A, 24B: I-förmiger Kern
25A, 25B: Verbindungsdurchgang
33A, 33B: Verbindungsdurchgang
26: mehrschichtige Platine
28A, 28B, 28C: Abstrahlungsmuster
29A, 29B, 29C: Strahlungsdurchgang
31, 31A, 31B: Gleichrichterelement
31C, 31D: Gleichrichterelement
32A, 32B: Zwischen-Verbindungsbereich
39: Draht
42, 42A, 42B: Glättungsspule
101, 201, 301: Abwärtswandlungs-Umrichter vom Isoliertyp.

Claims

Abwärtswandlungs-Umrichter (101, 201, 301) vom Isoliertyp, der erste und zweite Abwärtswandlungs-Transformatoren (2A, 2B) aufweist, die miteinander ausgerichtet sind, wobei der erste Abwärtswandlungs-Transformator (2A) Folgendes aufweist: einen ersten Kern (23A), der einen ersten Mittelschenkel (23A3), einen ersten einen Außenschenkel (23A1), der von dem ersten Mittelschenkel (23A3) beabstandet ist und so angeordnet ist, dass er in einer Richtung verläuft, die identisch mit dem ersten Mittelschenkel (23A3) ist, und einen ersten anderen Außenschenkel (23A2) aufweist, der von dem ersten Mittelschenkel (23A3) entgegengesetzt zu dem ersten einen Außenschenkel (23A1) beabstandet ist, eine erste eingangsseitige Spule (21A), die um den ersten Mittelschenkel (23A3) des ersten Kerns (23A) gewickelt ist, und erste und zweite ausgangsseitige Spulen (22A, 22B), die um den ersten Mittelschenkel (23A3) des ersten Kerns gewickelt sind, zumindest einen Teil der ersten eingangsseitigen Spule (21A) überlappen und voneinander beabstandet sind, wobei der zweite Abwärtswandlungs-Transformator (2B) Folgendes aufweist: einen zweiten Kern (23B), der einen zweiten Mittelschenkel (23B3), einen zweiten einen Außenschenkel (23B1), der von dem zweiten Mittelschenkel (23B3) beabstandet ist und so angeordnet ist, dass er in einer Richtung verläuft, die identisch mit dem zweiten Mittelschenkel (23B3) ist, und einen zweiten anderen Außenschenkel (23B2) aufweist, der von dem zweiten Mittelschenkel (23B3) entgegengesetzt zu dem zweiten einen Außenschenkel (23B1) beabstandet ist, eine zweite eingangsseitige Spule (21B), die um den zweiten Mittelschenkel (23B3) des zweiten Kerns gewickelt ist, und dritte und vierte ausgangsseitige Spulen (22C, 22D), die um den zweiten Mittelschenkel (23B3) des zweiten Kerns (23B) gewickelt sind, zumindest einen Teil der zweiten eingangsseitigen Spule (21B) überlappen und voneinander beabstandet sind, wobei der Abwärtswandlungs-Umrichter (101, 201, 301) vom Isoliertyp ferner Folgendes aufweist: ein erstes Gleichrichterelement (31A), das in Reihe mit der ersten ausgangsseitigen Spule (22A) geschaltet ist; ein zweites Gleichrichterelement (31B), das in Reihe mit der zweiten ausgangsseitigen Spule (22B) geschaltet ist; ein drittes Gleichrichterelement (31C), das in Reihe mit der dritten ausgangsseitigen Spule (22C) geschaltet ist; ein viertes Gleichrichterelement (31D), das in Reihe mit der vierten ausgangsseitigen Spule (22D) geschaltet ist; und erste und zweite Glättungsspulen (42A, 42B), die jeweils mit zwei der Reihenschaltungen zwischen den ersten bis vierten ausgangsseitigen Spulen (22A, 22B, 22C, 22D) und den ersten bis vierten Gleichrichterelementen (31A, 31B, 31C, 31D) verbunden sind, wobei die erste ausgangsseitige Spule (22A) ein erstes Ende, das mit einem Bezugspotential (7) verbunden ist, und ein zweites Ende aufweist, das sich entgegengesetzt zu dem ersten Ende befindet und mit dem ersten Gleichrichterelement (31A) verbunden ist, wobei die zweite ausgangsseitige Spule (22B) ein erstes Ende, das mit dem Bezugspotential (7) verbunden ist, und ein zweites Ende aufweist, das sich entgegengesetzt zu dem ersten Ende befindet und mit dem zweiten Gleichrichterelement (31B) verbunden ist, wobei die dritte ausgangsseitige Spule (22C) ein erstes Ende, das mit dem Bezugspotential (7) verbunden ist, und ein zweites Ende aufweist, das sich entgegengesetzt zu dem ersten Ende befindet und mit dem dritten Gleichrichterelement (31C) verbunden ist, wobei die vierte ausgangsseitige Spule (22D) ein erstes Ende, das mit dem Bezugspotential (7) verbunden ist, und ein zweites Ende aufweist, das sich entgegengesetzt zu dem ersten Ende befindet und mit dem vierten Gleichrichterelement (31D) verbunden ist, und wobei jede der ersten, zweiten, dritten und vierten ausgangsseitigen Spulen (22A, 22B, 22C, 22D) einen Zwischenbereich (32A, 32B) an einem Teil eines ersten Pfades von dem ersten Ende in Richtung des zweiten Endes hat, wobei der Zwischenbereich der ersten ausgangsseitigen Spule (22A) und der Zwischenbereich der dritten ausgangsseitigen Spule (22C) miteinander verbunden sind, wobei der Zwischenbereich der zweiten ausgangsseitigen Spule (22B) und der Zwischenbereich der vierten ausgangsseitigen Spule (22D) miteinander verbunden sind, wobei die ersten, zweiten, dritten und vierten Gleichrichterelemente (31A, 31B, 31C, 31D) so verbunden sind, dass elektrische Ströme gleichzeitig in der ersten ausgangsseitigen Spule (22A) und der dritten ausgangsseitigen Spule (22C) fließen, und dass elektrische Ströme gleichzeitig in der zweiten ausgangsseitigen Spule (22B) der vierten ausgangsseitigen Spule (22D) fließen, und zwar auf eine Weise, in welcher sie sich mit den elektrischen Strömen in der ersten ausgangsseitigen Spule (22A) und der dritten ausgangsseitigen Spule (22C) abwechseln, so dass sich die magnetischen Flüsse, die durch die Mittelschenkel (23A3, 23B3) gehen, jedesmal aufheben, wenn die Richtung des elektrischen Stroms geändert wird, der in den ersten und zweiten eingangsseitigen Spulen (21A, 21B) fließt.
Abwärtswandlungs-Umrichter (101, 201, 301) vom Isoliertyp nach Anspruch 1, wobei die erste ausgangsseitige Spule (22A) und die dritte ausgangsseitige Spule (22C) integriert und teilweise miteinander gemeinsam genutzt sind und die zweite ausgangsseitige Spule (22B) und die vierte ausgangsseitige Spule (22D) integriert und teilweise miteinander gemeinsam genutzt sind.
Abwärtswandlungs-Umrichter (101, 201, 301) vom Isoliertyp nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste ausgangsseitige Spule (22A), die dritte ausgangsseitige Spule (22C) und ein Verbindungsbereich, der den Zwischenbereich der ersten ausgangsseitigen Spule (22A) und den Zwischenbereich der dritten ausgangsseitigen Spule (22C) verbindet, auf einer identischen Schicht angeordnet sind, und wobei die zweite ausgangsseitige Spule (22B), die vierte ausgangsseitige Spule (22D) und ein Verbindungsbereich, der den Zwischenbereich der zweiten ausgangsseitigen Spule (22B) und den Zwischenbereich der vierten ausgangsseitigen Spule (22D) verbindet, auf einer identischen Schicht angeordnet sind.
Abwärtswandlungs-Umrichter (101, 201, 301) vom Isoliertyp nach Anspruch 1, der ferner eine mehrschichtige Platine (26) aufweist, die eine Mehrzahl von Mustern besitzt, die darin gestapelt sind, wobei die ersten, zweiten, dritten und vierten ausgangsseitigen Spulen (22A, 22B, 22C, 22D) als die Mehrzahl von geschichteten Mustern angeordnet sind, die in der mehrschichtigen Platine (26) enthalten sind, die erste ausgangsseitige Spule (22A) und die dritte ausgangsseitige Spule (22C) auf Ebenen angeordnet sind, die voneinander verschieden sind, und der Zwischenbereich der ersten ausgangsseitigen Spule (22A) und der Zwischenbereich der dritten ausgangsseitigen Spule (22C) miteinander mittels eines Durchgangs verbunden sind, der zwischen die verschiedenen Schichten eingefügt ist, und die zweite ausgangsseitige Spule (22B) und die vierte ausgangsseitige Spule (22D) auf Ebenen angeordnet sind, die voneinander verschieden sind, und der Zwischenbereich der zweiten ausgangsseitigen Spule (22B) und der Zwischenbereich der vierten ausgangsseitigen Spule (22D) miteinander mittels eines Durchgangs verbunden sind, der zwischen die verschiedenen Schichten eingefügt ist.
Abwärtswandlungs-Umrichter (101, 201, 301) vom Isoliertyp nach einem der Ansprüche bis 1 bis 4, der ferner eine eingangsseitige Treiberschaltung aufweist, die dazu konfiguriert ist, Spannungen an die ersten und zweiten eingangsseitigen Spulen (21A, 21B) wechselweise in einander entgegengesetzten Richtungen in gleichmäßigen Zeitintervallen anzulegen.
Abwärtswandlungs-Umrichter (101, 201, 301) vom Isoliertyp nach einem der Ansprüche 1 bis 5, der ferner Folgendes aufweist: einen Radiator (51), der so angeordnet ist, dass er in Kontakt mit den ersten und zweiten Abwärtswandlungs-Transformatoren (2A, 2B) kommt; und eine Isolierkomponente (52), die zwischen dem Radiator (51) und zumindest einer der ersten und zweiten eingangsseitigen Spulen (21A, 21B) und zumindest einer der ersten, zweiten, dritten und vierten ausgangsseitigen Spulen (22A, 22B, 22C, 22D) angeordnet ist, wobei Wärme, die von zumindest einer der ersten und zweiten eingangsseitigen Spulen (21A, 21B) und zumindest einer der ersten, zweiten, dritten und vierten ausgangsseitigen Spulen (22A, 22B, 22C, 22D) erzeugt wird, an den Radiator (51) durch die Isolierkomponente (52) übertragen wird.
Abwärtswandlungs-Umrichter (101, 201, 301) vom Isoliertyp nach Anspruch 6, wobei zumindest eine der ersten, zweiten, dritten und vierten ausgangsseitigen Spulen (22A, 22B, 22C, 22D) zwischen dem Radiator (51) und zumindest einer der ersten und zweiten eingangsseitigen Spulen (21A,21B) angeordnet ist, und wobei der Radiator (51) als ein Bezugspotential einer ausgangsseitigen Schaltung angeordnet ist, die die ersten, zweiten, dritten und vierten ausgangsseitigen Spulen (22A, 22B, 22C, 22D) der ersten und zweiten Abwärtswandlungs-Transformatoren (2A, 2B) enthält.
Abwärtswandlungs-Umrichter (101, 201, 301) vom Isoliertyp nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Radiator (51) in Kontakt mit einem Zwischenbereich zwischen der ersten ausgangsseitigen Spule (22A) und der dritten ausgangsseitigen Spule (22C) oder einem Zwischenbereich zwischen der zweiten ausgangsseitigen Spule (22B) und der vierten ausgangsseitigen Spule (22D) kommt, und zwar durch die Isolierkomponente (52).
Abwärtswandlungs-Umrichter (101, 201, 301) vom Isoliertyp nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jede der ersten, zweiten, dritten und vierten ausgangsseitigen Spulen (22A, 22B, 22C, 22D) als eine flache Plattenkomponente aus Kupfer ausgebildet ist.