JP2016207810A - トランス - Google Patents

Abstract

【課題】コモンモードノイズ電流をより低減できるトランスを提供すること。
【解決手段】コア２と、一次コイル３と、二次コイル４とを備える。一次コイル３は、一次側第１小コイルＰ１と一次側第２小コイルＰ２とを有する。二次コイル４は、二次側第１小コイルＳ１と二次側第２小コイルＳ２とを有する。一次側第１小コイルＰ１が一次側第２小コイルＰ２よりも内側に配された第１小コイル対１１と、一次側第２小コイルＰ２が一次側第１小コイルＰ１よりも内側に配された第２小コイル対１２とが両方とも形成されるように、一次コイル３をコア２に巻回してある。また、二次側第１小コイルＳ１が二次側第２小コイルＳ２よりも内側に配された第３小コイル対１３と、二次側第２小コイルＳ２が二次側第１小コイルＳ１よりも内側に配された第４小コイル対１４とが両方とも形成されるように、二次コイル４をコア２に巻回してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータに用いられるトランスに関する。

従来から、ＤＣ−ＤＣコンバータに用いられるトランスが知られている（下記特許文献１参照）。トランスは、軟磁性体からなるコアと、該コアに巻回された一次コイル及び二次コイルを備える。

ＤＣ−ＤＣコンバータには様々な回路方式が存在しており、その一種として、プッシュプル型ＤＣ−ＤＣコンバータが知られている。プッシュプル型ＤＣ−ＤＣコンバータ用のトランスの一次コイルは、互いに直列に接続された２つの一次側小コイルを備え、これら２つの一次側小コイルの間に、センタタップ（一次側センタタップ）が設けられている。また、二次コイルも同様の構造になっている。すなわち、プッシュプル型ＤＣ−ＤＣコンバータ用のトランスの二次コイルは、互いに直列に接続された２つの二次側小コイルを備え、これら２つの二次側小コイルの間に、センタタップ（二次側センタタップ）が設けられている。

特開２００１−２３７１２８号公報

しかしながら、上記トランスは、比較的大きなコモンモードノイズ電流が発生する可能性があった。すなわち、後述するように、プッシュプル型のＤＣ−ＤＣコンバータを動作させると、２つの上記一次側小コイルにそれぞれ寄生する浮遊容量が原因となって、ノイズ電流が発生する。２つの浮遊容量のうち一方の浮遊容量が原因となって発生するノイズ電流と、他方の浮遊容量が原因となって発生するノイズ電流とは、ＧＮＤに対して逆向きに流れる。そのため、２つの浮遊容量の、容量値の差が小さければ、ノイズ電流の大きさが略等しくなり、ＧＮＤに流入するノイズ電流の大きさと、ＧＮＤから流出するノイズ電流の大きさとが略等しくなる。したがって、コモンモードノイズ電流が発生しにくくなる。しかしながら、２つの一次側小コイルにそれぞれ寄生する浮遊容量の、容量値の差が大きければ、各浮遊容量が原因となって発生したノイズ電流の大きさが不均一になり、コモンモードノイズ電流が発生しやすくなる。

同様に、２つの上記二次側小コイルにそれぞれ寄生する浮遊容量の、容量値の差が大きければ、各浮遊容量が原因となって発生したノイズ電流の大きさが不均一になり、コモンモードノイズ電流が発生しやすくなる。
そのため、コモンモードノイズ電流をより低減できるトランスが望まれている。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、コモンモードノイズ電流をより低減できるトランスを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、プッシュプル型のＤＣ−ＤＣコンバータに用いられるトランスであって、
軟磁性体からなるコアと、
該コアに巻回された一次コイル及び二次コイルとを備え、
上記一次コイルは、互いに直列に接続された、一次側第１小コイルと一次側第２小コイル）との２つの一次側小コイルと、該２つの一次側小コイルの間に設けられた一次側センタタップとを有し、
上記二次コイルは、互いに直列に接続された、二次側第１小コイルと二次側第２小コイルとの２つの二次側小コイルと、該２つの二次側小コイルの間に設けられた二次側センタタップとを有し、
上記一次側第１小コイルが上記一次側第２小コイルよりも内側に配された第１小コイル対と、上記一次側第２小コイルが上記一次側第１小コイルよりも内側に配された第２小コイル対との、２つの小コイル対が両方とも形成されるように、上記一次コイルを上記コアに巻回してあり、
上記二次側第１小コイルが上記二次側第２小コイルよりも内側に配された第３小コイル対と、上記二次側第２小コイルが上記二次側第１小コイルよりも内側に配された第４小コイル対との、２つの小コイル対が両方とも形成されるように、上記二次コイルを上記コアに巻回してあることを特徴とするトランスにある。

上記トランスにおいては、上記第１小コイル対と上記第２小コイル対との、２つの小コイル対が両方とも形成されるように、一次コイルをコアに巻回してある。
そのため、一次側第１小コイルに寄生する浮遊容量と、一次側第２小コイルに寄生する浮遊容量との、容量値の差を小さくすることができる。すなわち、上記第１小コイル対では、一次側第１小コイルが一次側第２小コイルよりも内側に配されている。そのため、第１小コイル対では、一次側第１小コイルとコアとの間の浮遊容量は、一次側第２小コイルとコアとの間の浮遊容量よりも大きい。また、上記第２小コイル対では、一次側第２小コイルが一次側第１小コイルよりも内側に配されている。そのため、第２小コイル対では、一次側第２小コイルとコアとの間の浮遊容量は、一次側第１小コイルとコアとの間の浮遊容量よりも大きい。したがって、第１小コイル対と第２小コイル対とを両方とも形成することにより、一次側第１小コイルとコアとの間の浮遊容量と、一次側第２小コイルとコアとの間の浮遊容量との、容量値の差を小さくすることができる。

また、トランスは、金属製のケース等に収容されている場合が多い。第１小コイル対とケース壁部との間隔、及び第２小コイル対とケース壁部との間隔が一定になるように、トランスをケース内に収容することにより、一次側第１小コイルとケース壁部との間の浮遊容量と、一次側第２小コイルとケース壁部との間の浮遊容量との、容量値の差を小さくすることができる。

このように、上記トランスは、一次側第１小コイルに寄生する浮遊容量と、一次側第２小コイルに寄生する浮遊容量との、容量値の差を小さくすることができる。そのため、これらの浮遊容量が原因となってそれぞれ発生するノイズ電流の、大きさの差を小さくすることができる。したがって、２つの浮遊容量のうち一方の浮遊容量を介してＧＮＤに流入するノイズ電流と、他方の浮遊容量を介してＧＮＤから流出するノイズ電流との、大きさの差を小さくすることができる。そのため、コモンモードノイズ電流の発生を抑制できる。

また、上記トランスでは、上記第３小コイル対と上記第４小コイル対との、２つの小コイル対が両方とも形成されるように、二次コイルをコアに巻回してある。
そのため、二次側第１小コイルに寄生する浮遊容量と、二次側第２小コイルに寄生する浮遊容量との、容量値の差を小さくすることができる。したがって、２つの浮遊容量が原因となってそれぞれ発生するノイズ電流の、大きさの差を小さくすることができ、コモンモードノイズ電流の発生を抑制できる。

以上のごとく、本発明によれば、コモンモードノイズ電流をより低減できるトランスを提供することができる。

実施例１における、トランスの断面図。 図１の模式図。 実施例１における、第２通電モードでのＤＣ−ＤＣコンバータの回路図。 実施例１における、第１通電モードでのＤＣ−ＤＣコンバータの回路図。 実施例１における、第１スイッチと第２スイッチとのタイミング図。 実施例１における、第１スイッチおよび第２スイッチの状態と、各パラメータとを表したグラフ。 実施例２における、トランスを模式的に表した断面図。 実施例３における、トランスを模式的に表した断面図であって、図９のXIII-XIII断面図。 図８のIX-IX断面図。 実施例４における、トランスを模式的に表した断面図であって、図１１のX-X断面図。 図１０のXI-XI断面図。 実施例５における、トランスの、一方のコア脚周辺の拡大断面図。 実施例５における、トランスの、他方のコア脚周辺の拡大断面図。 比較例１における、ＤＣ−ＤＣコンバータの回路図。 比較例２における、ＤＣ−ＤＣコンバータの回路図。 比較例２における、第１スイッチおよび第２スイッチの状態と、各パラメータとを表したグラフ。

上記トランスは、ハイブリッド車や電気自動車等の車両に搭載するための、車載用ＤＣ−ＤＣコンバータに用いることができる。

（実施例１）
上記トランスに係る実施例について、図１〜図６を用いて説明する。図３に示すごとく、本例のトランス１は、プッシュプル型のＤＣ−ＤＣコンバータ１０に用いられる。トランス１は、軟磁性体からなるコア２と、一次コイル３と、二次コイル４とを備える。一次コイル３及び二次コイル４はコア２に巻回されている。

一次コイル３は、互いに直列に接続された、一次側第１小コイルＰ１と一次側第２小コイルＰ２との２つの一次側小コイルＰと、該２つの一次側小コイルＰの間に設けられた一次側センタタップ３５とを有する。
また、二次コイル４は、互いに直列に接続された、二次側第１小コイルＳ１と二次側第２小コイルＳ２との２つの二次側小コイルＳと、該２つの二次側小コイルＳの間に設けられた二次側センタタップ４５とを有する。

図１に示すごとく、一次コイル３は、一次側第１小コイルＰ１が一次側第２小コイルＰ２よりも内側に配された第１小コイル対１１と、一次側第２小コイルＰ２が一次側第１小コイルＰ１よりも内側に配された第２小コイル対１２との、２つの小コイル対１１，１２が両方とも形成されるように、コア２に巻回されている。
また、二次コイル４は、二次側第１小コイルＳ１が二次側第２小コイルＳ２よりも内側に配された第３小コイル対１３と、二次側第２小コイルＳ２が二次側第１小コイルＳ１よりも内側に配された第４小コイル対１４との、２つの小コイル対１３，１４が両方とも形成されるように、コア２に巻回されている。

本例のトランス１は、ハイブリッド車や電気自動車等の車両に搭載するための、車載用ＤＣ−ＤＣコンバータに用いられる。

図２に、図１を模式的に表した断面図を示す。同図に示すごとく、本例のトランス１は、金属製のケース１７を備える。上記コア２は絶縁されており、ケース１７は、ＧＮＤに接続されている。コア２は、第１コア脚２８ａと第２コア脚２８ｂとの２本のコア脚２８と、該２本のコア脚２８ａ，２８ｂを連結する連結部２９とを備える。本例のトランス１は内鉄型である。本例では、２本の上記コア脚２８ａ，２８ｂに、一次巻線３及び二次巻線４をそれぞれ巻回してある。

第１コア脚２８ａには、二次側第１小コイルＳ１、一次側第１小コイルＰ１、一次側第２小コイルＰ２、二次側第２小コイルＳ２を、内側から外側へ、この順に巻回してある。第１コア脚２８ａに巻回した一次コイル３によって、第１小コイル対１１が形成されている。すなわち、第１コア脚２８ａでは、一次側第１小コイルＰ１が一次側第２小コイルＰ２よりも内側に配されている。また、第１コア脚２８ａに巻回した二次コイル４によって、第３小コイル対１３が形成されている。すなわち、第１コア脚２８ａでは、二次側第１小コイルＳ１が二次側第２小コイルＳ２よりも内側に配されている。

また、第２コア脚２８ｂには、二次側第２小コイルＳ２、一次側第２小コイルＰ２、一次側第１小コイルＰ１、二次側第１小コイルＳ１を、内側から外側へ、この順に巻回してある。第２コア脚２８ｂに巻回した一次コイル３によって、第２小コイル対１２が形成されている。すなわち、第２コア脚２８ｂでは、一次側第２小コイルＰ２が一次側第１小コイルＰ１よりも内側に配されている。また、第２コア脚２８ｂに巻回した二次コイル４によって、第４小コイル対１４が形成されている。すなわち、第２コア脚２８ｂでは、二次側第２小コイルＳ２が二次側第１小コイルＳ１よりも内側に配されている。

次に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の構造および動作について説明する。図３、図４に示すごとく、本例のＤＣＤＣ−コンバータ１０は、上記トランス１と、２個のスイッチＳＷ１，ＳＷ２と、２個のダイオード８５，８６と、チョークコイル８４と、平滑用のコンデンサ８２，８３とを備える。第１スイッチＳＷ１は一次側第１小コイルＰ１に接続し、第２スイッチＳＷ２は一次側第２小コイルＰ２に接続している。また、一次側センタタップ３５は、直流電源８の正電極８０１に接続している。二次側センタタップ４５は、負荷８１の正側端子８１１に接続している。第１ダイオード８５は、二次側第１小コイルＳ１に接続し、第２ダイオード８６は、二次側第２小コイルＳ２に接続している。

一次側第１小コイルＰ１とＧＮＤとの間と、一次側第２小コイルＰ２とＧＮＤとの間には、それぞれ浮遊容量Ｃ_ｐ１，Ｃ_ｐ２が寄生している。また、二次側第１小コイルＳ１とＧＮＤとの間と、二次側第２小コイルＳ２とＧＮＤとの間にも、それぞれ浮遊容量Ｃ_ｓ１，Ｃ_ｓ２が寄生している。
上記浮遊容量Ｃ_ｐ１は、一次側小コイルＰ１とＧＮＤとの間に存在する複数の浮遊容量を、まとめて表したものである。すなわち、図１に示すごとく、一次側第１小コイルＰ１とコア２との間には、浮遊容量が寄生している。また、ＧＮＤに接続したケース１７とコア２との間にも浮遊容量が寄生している。さらに、一次側第１小コイルＰ１とケース１７との間にも浮遊容量が寄生している。これら複数の浮遊容量をまとめて、浮遊容量Ｃ_ｐ１として表している。Ｃ_ｐ２，Ｃ_ｓ１，Ｃ_ｓ２も同様である。

図５に示すごとく、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳ２とは、所定時間をおいて交互にオンされる。スイッチＳＷ１，ＳＷ２の周期Ｔと、第１スイッチＳＷ１がオンになる時間Ｄ１と、第２スイッチＳＷ２がオンになる時間Ｄ２と、入力電圧Ｖｉと、出力電圧Ｖｏとには、下記式の関係がある。
Ｖｏ＝（Ｄ１＋Ｄ２）／Ｔ×Ｖｉ
上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、スイッチＳＷ１，Ｓ２をＰＷＭ制御することにより、所望の出力電圧Ｖｏを得るよう構成されている。

図６に示すごとく、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、第１スイッチＳＷ１のみをオンした第１通電モードと、両方のスイッチＳＷ１，ＳＷ２をオフした第１オフモードと、第２スイッチＳＷ２のみをオンした第２通電モードと、両方のスイッチをオフにした第２オフモードとを、順次行うよう構成されている。第１通電モードでは、第１スイッチＳＷ１がオンになっているため、第１スイッチＳＷ１のドレイン端子の電圧Ｖｄ１（図４参照）は０Ｖになる。また、第１通電モードでは、一次側第１小コイルＰ１に電圧Ｖ１が加わる。この電圧と同じ電圧が一次側第２小コイルＰ２にも発生する。したがって、第２スイッチＳＷ２のドレイン端子の電圧Ｖｄ２は、一次側センタタップ３５の電圧Ｖｉと、一次側第２小コイルＰ２に発生した電圧Ｖｉとの和である２Ｖｉとなる。

図６に示すごとく、第１通電モードの後、第１オフモードになる。第１オフモードでは、２個のスイッチＳＷ１，ＳＷ２は両方ともオフになっているため、上記電圧Ｖｄ１，Ｖｄ２は、一次側センタタップ３５の電圧であるＶｉと等しくなる。

第１オフモード後、第２通電モードになる。第２通電モードでは、上記電圧Ｖｄ１，Ｖｄ２の関係が、第１通電モードと逆になる。すなわち、Ｖｄ２は０Ｖになり、Ｖｄ１は２Ｖｉになる。

第２通電モードの後、第２オフモードになる。第２オフモードでは、第１オフモードと同様に、２つの電圧Ｖｄ１，Ｖｄ２はＶｉになる。

例えば、第１オフモードから第２通電モードに切り替える瞬間には、電圧Ｖｄ２がＶｉから０に下がる。つまり、浮遊容量Ｃ_ｐ２（図３参照）に加わる電圧がＶｉから０に下がる。そのため、浮遊容量Ｃ_ｐ２に蓄えられていた電荷が抜ける方向に、ノイズ電流ｉ_ｐ２が流れる。また、このとき、電圧Ｖｄ１は、Ｖｉから２Ｖｉに上昇する。つまり、浮遊容量Ｃ_ｐ２（図３参照）に加わる電圧が、Ｖｉから２Ｖｉに上昇する。そのため、浮遊容量Ｃ_ｐ２に電荷を蓄える方向に、ノイズ電流ｉ_ｐ１が流れる。このノイズ電流ｉ_ｐ１は、ケース１７等を通って、浮遊容量Ｃ_ｐ２に戻る。

上述したように、本例では、第１小コイル対１１（図１、図２参照）と第２小コイル対１２との２つの小コイル対１１，１２が形成されるように、一次巻線３をコア２に巻回している。また、第１小コイル対１１に含まれる２つの一次側小コイルＰ１，Ｐ２と、第２小コイル対１２に含まれる２つの一次側小コイルＰ１，Ｐ２との、一次コイル３の軸線方向（Ｚ方向）における長さをそれぞれ等しくしてある。これにより、一次側第１小コイルＰ１に寄生する浮遊容量Ｃ_ｐ１と、一次側第２小コイルＰ２に寄生する浮遊容量Ｃ_ｐ２とを均一にしている。このようにすると、図３に示すごとく、２つの浮遊容量Ｃ_ｐ１，Ｃ_ｐ２が原因となってそれぞれ発生したノイズ電流ｉ_ｐ１，ｉ_ｐ２の大きさが互いに等しくなる。したがって、２つの浮遊容量Ｃ_ｐ１，Ｃ_ｐ２のうち一方の浮遊容量Ｃ_ｐ１を介してＧＮＤに流入したノイズ電流ｉ_ｐ１の大きさと、他方の浮遊容量Ｃ_ｐ２を介してＧＮＤから流出するノイズ電流ｉ_ｐ２の大きさとが等しくなる。そのため、コモンモードノイズ電流が低減する。

また、図６に示すごとく、例えば、第２通電モードから第２オフモードに切り替える瞬間には、上記電圧Ｖｄ２が０からＶｉに上昇する。また、この瞬間、電圧Ｖｄ１が２ＶｉからＶｉに低下する。そのため、図４に示すごとく、第１オフモードから第２通電モードに切り替えた瞬間（図３参照）とは逆向きに、ノイズ電流ｉ_ｐ１，ｉ_ｐ２が流れる。本例では、２つの浮遊容量Ｃ_ｐ１，Ｃ_ｐ２を均等化しているため、この場合も、大きなコモンモードノイズ電流が発生することを抑制できる。

このように、本例のＤＣ−ＤＣコンバータ１０では、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を切り替える毎に、２つの浮遊容量Ｃ_ｐ１，Ｃ_ｐ２に加わる電圧がＶｉだけ、互いに逆向きに変化する。したがって、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を切り替える毎に、互いに逆向きに流れるノイズ電流ｉ_ｐ１，ｉ_ｐ２が発生する。しかしながら、本例では２つの浮遊容量Ｃ_ｐ１，Ｃ_ｐ２を均等化しているため、これらのノイズ電流ｉ_ｐ１，ｉ_ｐ２の大きさを均等にできる。そのため、大きなコモンモードノイズ電流が発生することを抑制できる。

また、上述したように、二次側第１小コイルＳ１と二次側第２小コイルＳ２（図３参照）とには、それぞれ浮遊容量Ｃ_ｓ１，Ｃ_ｓ２が寄生している。スイッチＳ１，Ｓ２を切り替えると、浮遊容量Ｃ_ｓ１，Ｃ_ｓ２に加わる電圧Ｖｋ１，Ｖｋ２がＶｉだけ、互いに逆向きに変化する。これに伴って、ノイズ電流ｉ_ｓ１，ｉ_ｓ２が、互いに逆向きに流れる。

本例では、第３小コイル対１３（図１、図２参照）と第４小コイル対１４との２つの小コイル対１３，１４が形成されるように、二次巻線４をコア２に巻回している。また、第３小コイル対１３に含まれる２つの二次側小コイルＳ１，Ｓ２と、第４小コイル対１４に含まれる２つの二次側小コイルＳ１，Ｓ２との、Ｚ方向における長さをそれぞれ等しくしてある。これにより、二次側第１小コイルＳ１に寄生する浮遊容量Ｃ_ｓ１と、二次側第２小コイルＳ２に寄生する浮遊容量Ｃ_ｓ２とを均一にしている。このようにすると、図３、図４に示すごとく、２つの浮遊容量Ｃ_ｓ１，Ｃ_ｓ２が原因となってそれぞれ発生したノイズ電流ｉ_ｓ１，ｉ_ｓ２の大きさが、互いに等しくなる。したがって、２つの浮遊容量Ｃ_ｓ（Ｃ_ｓ１，Ｃ_ｓ２）のうち一方の浮遊容量Ｃ_ｓを介してＧＮＤに流入したノイズ電流ｉ_ｓ１，ｉ_ｓ２の大きさと、他方の浮遊容量Ｃ_ｓを介してＧＮＤから流出するノイズ電流ｉ_ｓ１，ｉ_ｓ２の大きさとが等しくなる。そのため、コモンモードノイズ電流を低減することができる。

また、図１、図２に示すごとく、本例では、一次側第１小コイルＰ１及び二次側第１小コイルＳ１を、一次コイル３の径方向（Ｘ方向）において互いに隣り合わせてある。また、一次側第２小コイルＰ２と二次側第２小コイルＳ２とを、径方向において互いに隣り合わせてある。一次側第１小コイルＰ１及び二次側第１小コイルＳ１は、上記第１通電モード（図６参照）において同時に電流が流れる。第１通電モードでは、一次側第２小コイルＰ２と二次側第２小コイルＳ２とには電流が流れない。また、一次側第２小コイルＰ２と二次側第２小コイルＳ２とは、上記第２通電モードにおいて同時に電流が流れる。第２通電モードでは、一次側第１小コイルＰ１及び二次側第１小コイルＳ１には電流が流れない。

本例の作用効果について説明する。図１、図２に示すごとく、本例では、第１小コイル対１１と第２小コイル対１２との、２つの小コイル対１１，１２が両方とも形成されるように、一次コイル３をコア２に巻回してある。
そのため、一次側第１小コイルＰ１に寄生する浮遊容量Ｃ_ｐ１と、一次側第２小コイルＰ２に寄生する浮遊容量Ｃ_ｐ２との、容量値の差を小さくすることができる。すなわち、図１、図２に示すごとく、第１小コイル対１１では、一次側第１小コイルＰ１が一次側第２小コイルＰ２よりも内側に配されている。そのため、第１小コイル対１１では、一次側第１小コイルＰ１とコア２との間の浮遊容量は、一次側第２小コイルＰ２とコア２との間の浮遊容量よりも大きい。また、第２小コイル対１２では、一次側第２小コイルＰ２が一次側第１小コイルＰ１よりも内側に配されている。そのため、第２小コイル対１２では、一次側第２小コイルＰ２とコア２との間の浮遊容量は、一次側第１小コイルＰ１とコア２との間の浮遊容量よりも大きい。したがって、第１小コイル対１１と第２小コイル対１２とを両方とも形成することにより、一次側第１小コイルＰ１とコア２との間の浮遊容量と、一次側第２小コイルＰ２とコア２との間の浮遊容量との、容量値の差を小さくすることができる。

また、トランス２は、金属製のケース１７に収容されている。第１小コイル対１１から第１ケース壁部１７１までの距離と、第２小コイル対１２から第２ケース壁部１７２までの距離は互いに等しい。そのため、一次側第１小コイルＰ１とケース１７との間の浮遊容量と、一次側第２小コイルＰ２とケース１７との間の浮遊容量との、容量値の差は小さい。

このように、第１小コイル対１１と第２小コイル対１２とを両方とも形成すると、一次側小コイルＰ１，Ｐ２とコアとの間の浮遊容量の差を小さくできると共に、一次側小コイルＰ１，Ｐ２とケース１７との間の浮遊容量の差を小さくすることができる。したがって、一次側第１小コイルＰ１に寄生する浮遊容量Ｃ_ｐ１（図３、図４参照）と、一次側第２小コイルＰ２に寄生する浮遊容量Ｃ_ｐ２との、容量値の差を小さくすることができる。そのため、これら２つの浮遊容量Ｃ_ｐ１，Ｃ_ｐ２が原因となってそれぞれ発生するノイズ電流ｉ_ｐ１，ｉ_ｐ２の差を小さくすることができる。したがって、２つの浮遊容量Ｃ_ｐ（Ｃ_ｐ１，Ｃ_ｐ２）のうち一方の浮遊容量Ｃ_ｐを介してＧＮＤに流入するノイズ電流ｉ_ｐ１，ｉ_ｐ２と、他方の浮遊容量Ｃ_ｐを介してＧＮＤから流出するノイズ電流ｉ_ｐ１，ｉ_ｐ２との、大きさの差を小さくすることができる。そのため、コモンモードノイズ電流の発生を抑制できる。

また、本例では、図１、図２に示すごとく、第３小コイル対１３と第４小コイル対１４との、２つの小コイル対１３，１４が両方とも形成されるように、二次コイル４をコア２に巻回してある。
そのため、一次コイル３と同様の理由により、二次側第１小コイルＳ１に寄生する浮遊容量Ｃ_ｓ１（図３、図４参照）と、二次側第２小コイルＳ２に寄生する浮遊容量Ｃ_ｓ２との、容量値の差を小さくすることができる。したがって、２つの浮遊容量Ｃ_ｓ１，Ｃ_ｓ２が原因となって発生するノイズ電流ｉ_ｓ１，ｉ_ｓ２の差を小さくすることができ、コモンモードノイズ電流の発生を抑制できる。

ここで仮に、一次側第１小コイルＰ１に寄生する浮遊容量Ｃ_ｐ１と、一次側第２小コイルＰ２に寄生する浮遊容量Ｃ_ｐ２との、容量値の差が大きかったとすると、図１４に示すごとく、これらの浮遊容量Ｃ_ｐ１，Ｃ_ｐ２が原因となって発生するノイズ電流ｉ_ｐ１，ｉ_ｐ２の大きさが不均等になる。そのため、差分の電流が一次側コモンモードノイズ電流ｉ_Ｎｐとなって流れてしまう。これに対して、図１に示すごとく、本例のように、第１小コイル対１１と第２小コイル対１２とが両方とも形成されるように一次コイル３を巻回すれば、２つの一次側小コイルＰ１，Ｐ２にそれぞれ寄生する浮遊容量Ｃ_ｐ１，Ｃ_ｐ２の、容量値の差を小さくすることができる。そのため、図３、図４に示すごとく、これらの浮遊容量Ｃ_ｐ１，Ｃ_ｐ２が原因となって発生するノイズ電流ｉ_ｐ１，ｉ_ｐ２の差を小さくでき、一次側コモンモードノイズ電流ｉ_Ｎｐの発生を抑制できる。

また、仮に、二次側第１小コイルＳ１に寄生する浮遊容量Ｃ_ｓ１と、二次側第２小コイルＳ２に寄生する浮遊容量Ｃ_ｓ２との、容量値の差が大きかったとすると、図１４に示すごとく、これらの２つの浮遊容量Ｃ_ｓ１，Ｃ_ｓ２が原因となって発生するノイズ電流ｉ_ｓ１，ｉ_ｓ２の大きさが不均等になる。そのため、差分の電流が二次側コモンモードノイズ電流ｉ_Ｎｓとなって流れてしまう。これに対して、図１に示すごとく、本例のように、第３小コイル対１３と第４小コイル対１４とが両方とも形成されるように二次コイル４を巻回すれば、２つの二次側小コイルＳ１，Ｓ２にそれぞれ寄生する浮遊容量Ｃ_ｓ１，Ｃ_ｓ２の、容量値の差を小さくすることができる。そのため、図３、図４に示すごとく、これらの浮遊容量Ｃ_ｓ１，Ｃ_ｓ２が原因となって発生するノイズ電流ｉ_ｓ１，ｉ_ｓ２の差を小さくでき、二次側コモンモードノイズ電流ｉ_Ｎｓの発生を抑制できる。

また、本例では図１に示すごとく、第１小コイル対１１に含まれる２つの一次側小コイルＰ１，Ｐ２と、第２小コイル対１２に含まれる２つの一次側小コイルＰ１，Ｐ２とは、Ｚ方向における長さがそれぞれ等しい。
そのため、２つの一次側小コイルＰ１，Ｐ２にそれぞれ寄生する浮遊容量Ｃ_ｐ１，Ｃ_ｐ２を均等にすることができる。

同様に、本例では図１に示すごとく、第３小コイル対１３に含まれる２つの二次側小コイルＳ１，Ｓ２と、第４小コイル対１４に含まれる２つの二次側小コイルＳ１，Ｓ２とは、Ｚ方向における長さがそれぞれ等しい。
そのため、２つの二次側小コイルＳ１，Ｓ２にそれぞれ寄生する浮遊容量Ｃ_ｓ１，Ｃ_ｓ２を均等にできる。したがって、コモンモードノイズ電流の発生をより抑制できる。

また、図１、図２に示すごとく、本例のトランス１は、２本のコア脚２８ａ，２８ｂを備える。２本のコア脚２８ａ，２８ｂのうち一方のコア脚２８ａには、第１小コイル対１１のみが形成されている。また、他方のコア脚２８ｂには、第２小コイル対１２のみが形成されている。すなわち、本例では、個々のコア脚２８ａ，２８ｂに、第１小コイル対１１と第２小コイル対１２とのいずれか一方のみが形成されている。同様に、本例では、個々のコア脚２８ａ，２８ｂに、第３小コイル対１３と第４小コイル対１４とのいずれか一方のみが形成されている。
図１０に示すごとく、個々のコア脚２８ａ，２８ｂに、第１小コイル対１１と第２小コイル対１２とを両方とも形成することもできる。しかしながら、この場合、巻き方が複雑になるため、トランス１を製造しにくくなるおそれがある。これに対して、本例のようにすれば、一次コイル３と二次コイル４の巻き方を簡素にできる。そのため、トランス１を容易に製造することができる。

また、図１に示すごとく、本例では、一次側第１小コイルＰ１及び二次側第１小コイルＳ１を、径方向（Ｘ方向）において互いに隣り合わせてある。また、一次側第２小コイルＰ２と二次側第２小コイルＳ２とを、径方向において互いに隣り合わせてある。
このようにすると、コモンモードノイズ電流の発生をより抑制できる。すなわち、一次側第１小コイルＰ１と二次側第１小コイルＳ１とを隣り合わせにすれば、これらの小コイルＰ１，Ｓ１を接近させることができる。そのため、これらの小コイルＰ１，Ｓ１に寄生する漏れインダクタンスを低減できる。また、一次側第２小コイルＰ２と二次側第２小コイルＳ２とを隣り合わせにすれば、これらの小コイルＰ２，Ｓ２を接近させることができる。そのため、これらの小コイルＰ２，Ｓ２に寄生する漏れインダクタンスを低減できる。したがって、これらの漏れインダクタンスが原因となってコモンモードノイズ電流が発生することを抑制できる。

仮に、図１５に示すごとく、各小コイルＰ１，Ｐ２，Ｓ１，Ｓ２に大きな漏れインダクタンスＬが寄生していたとすると、これらのインダクタンスＬが原因となって、大きなコモンモードノイズ電流ｉ_Ｎｐ，ｉ_Ｎｓが発生しやすくなる。例えば図１６に示すごとく、第２通電モードにしている間、一次側第２小コイルＰ２及び漏れインダクタンスＬ_ｐ２に電流Ｉ_２が流れる。トランス１の二次側にはチョークコイル８４が接続しているため、この影響を受けて、電流Ｉ_２は急に変化せず、徐々に変化する。電流ｉ_２の値が時間的に変化すると、その時間変化量ｄＩ_２／ｄｔに漏れインダクタンスＬ_ｐ２を乗じた値Ｌ_ｐ２ｄＩ_２／ｄｔだけ、電圧が降下する。つまり、一次側第２小コイルＰ２に加わる電圧は、Ｖｉ−Ｌ_ｐ２ｄＩ_２／ｄｔとなる。この電圧と同じ電圧が、一次側第１小コイルＰ１に発生する。したがって、第１オフモードから第２通電モードに切り替えたときの、電圧Ｖｄ１の変化量ΔＶｄ１は、下記式（１）で表される。
ΔＶｄ１＝Ｖｉ−Ｌ_ｐ２ｄＩ_２／ｄｔ ・・・（１）

また、第２通電モードでは、第２スイッチＳＷ２がオンになるため、上記電圧Ｖｄ２は０Ｖになる。つまり、第１オフモードから第２通電モードに切り替えると、電圧Ｖｄ２は、Ｖｉから０に下がる。そのため、Ｖｄ２の変化量ΔＶｄ２は、下記式（２）に示すように、Ｖｉになる。
ΔＶｄ２＝Ｖｉ ・・・（２）

一方、一次側第１小コイルＰ１の浮遊容量Ｃ_ｐ１が原因となって発生するノイズ電流ｉ_ｐ１は、下記式によって表される。
ｉ_ｐ１＝Ｃ_ｐ１・ΔＶｄ１／Δｔ
ここに上記（１）式を代入すると、
ｉ_ｐ１＝Ｃ_ｐ１・（Ｖｉ−Ｌ_ｐ２ｄＩ_２／ｄｔ）／Δｔ ・・・（３）
となる。

また、一次側第２小コイルＰ２の浮遊容量Ｃ_ｐ２が原因となって発生するノイズ電流ｉ_ｐ２は、下記式によって表される。
ｉ_ｐ１＝Ｃ_ｐ２・ΔＶｄ２／Δｔ
ここに上記（２）式を代入すると、
ｉ_ｐ２＝Ｃ_ｐ２・Ｖｉ／Δｔ ・・・（４）

上記（３）（４）式から、Ｃ_ｐ１＝Ｃ_ｐ２であっても、
ｉ_Ｎｐ＝ｉ_ｐ１−ｉ_ｐ２＝Ｃ_ｐ１・（−Ｌ_ｐ２ｄＩ_２／ｄｔ）／Δｔ
で表されるコモンモードノイズ電流ｉ_Ｎｐが発生することが分かる。

同様に、二次側にも、漏れインダクタンスＬ_ｓ２が原因となってコモンモードノイズ電流ｉ_Ｎｓが発生する。また、第１通電モードにしている間、第２通電モードと同様の理由により、漏れインダクタンスＬ_ｐ１，Ｌ_ｓ１が原因となって、コモンモード電流ｉ_Ｎｐ，ｉ_Ｎｓが発生する。

これに対して、図１に示すごとく、本例のように、一次側第１小コイルＰ１及び二次側第１小コイルＳ１を、径方向（Ｘ方向）において互いに隣り合わせれば、これらの小コイルＰ１，Ｓ１を接近させることができる。そのため、小コイルＰ１，Ｓ１に寄生する漏れインダクタンスＬ_ｐ１，Ｌ_ｓ１を低減できる。また、本例では、一次側第２小コイルＰ２と二次側第２小コイルＳ２とを、径方向において互いに隣り合わせているため、これらの小コイルＰ２，Ｓ２を接近させることができる。そのため、小コイルＰ２，Ｓ２に寄生する漏れインダクタンスＬ_ｐ１，Ｌ_ｓ１を低減できる。したがって、これらの漏れインダクタンスＬが原因となって大きなコモンモードノイズ電流ｉ_Ｎｐ，ｉ_Ｎｓが発生することを抑制できる。

以上のごとく、本例によれば、コモンモードノイズ電流をより低減できるトランスを提供することができる。

なお、本例では、ケース１７内にコア２と一次コイル３と二次コイル４のみを収容してあるが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、ケース１７に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０を構成するスイッチＳＷ１，ＳＷ２やダイオード８５，８６等の電子部品を収納してもよい。すなわち、トランス１専用のケース１７にしてもよく、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０用のケース１７にしてもよい。

（実施例２）
以下の実施例においては、図面に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。

本例は、一次コイル３及び二次コイル４を巻く順序を変更した例である。図７に示すごとく、本例のコア２は、実施例１と同様に、２本のコア脚２８ａ，２８ｂを備える。第１コア脚２８ａには、一次側第１小コイルＰ１と、二次側第１小コイルＳ１と、一次側第２小コイルＰ２と、二次側第２小コイルＳ２とが、内側から外側へ、この順に巻回されている。第１コア脚２８ａに巻回した一次コイル３によって、第１小コイル対１１が形成されている。また、第１コア脚２８ａに巻回した二次コイル４によって、第３小コイル対１３が形成されている。

また、第２コア脚２８ｂには、一次側第２小コイルＰ２と、二次側第２小コイルＳ２と、一次側第１小コイルＰ１と、二次側第１小コイルＳ１とが、内側から外側へ、この順に巻回されている。第２コア脚２８ｂに巻回した一次コイル３によって、第２小コイル対１２が形成されている。また、第２コア脚２８ｂに巻回した二次コイル４によって、第４小コイル対１４が形成されている。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施例３）
本例は、一次コイル３及び二次コイル４の巻き方を変更した例である。図８、図９に示すごとく、本例のトランス１は、いわゆる外鉄型である。コア２は、１本のコア脚２８を備える。この１本のコア脚２８に、第１小コイル対１１と第２小コイル対１２とが両方とも形成されるように、一次コイル３を巻回してある。また、上記コア脚２８に、第３小コイル対１３と第４小コイル対１４とが両方とも形成されるように、二次コイル４を巻回してある。

コア脚２８の第１コア部分２８１には、二次側第２小コイルＳ２と、一次側第２小コイルＰ２と、一次側第１小コイルＰ１と、二次側第１小コイルＳ１とが、内側から外側へ、この順に巻回されている。第１コア部分２８１に巻回した一次コイル３によって、第２小コイル対１２が形成されている。また、第１コア部分２８１に巻回した二次コイル４によって、第４小コイル対１４が形成されている。

コア脚２８の第２コア部分２８１には、二次側第１小コイルＳ１と、一次側第１小コイルＰ１と、一次側第２小コイルＰ２と、二次側第２小コイルＳ２とが、内側から外側へ、この順に巻回されている。第２コア部分２８２に巻回した一次コイル３によって、第１小コイル対１１が形成されている。また、第２コア部分２８２に巻回した二次コイル４によって、第３小コイル対１３が形成されている。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施例４）
本例は、一次コイル３と二次コイル４の巻き方を変更した例である。図１０、図１１に示すごとく、本例のコア２は、実施例１と同様に、２本のコア脚２８ａ，２８ｂと、これらのコア脚２８ａ，２８ｂを連結する連結部２９とを備える。本例のトランス１は、内鉄型である。本例では、個々のコア脚２８ａ，２８ｂに、第１小コイル対１１と第２小コイル対１２とが両方とも形成されるように、一次コイル３を巻回してある。また、個々のコア脚２８ａ，２８ｂに、第３小コイル対１３と第４小コイル対１４とが両方とも形成されるように、二次コイル４を巻回してある。

第１コア脚２８ａの第１コア部２８１には、二次側第２小コイルＳ２と、一次側第２小コイルＰ２と、一次側第１小コイルＰ１と、二次側第１小コイルＳ２とが、内側から外側へ、この順に巻回されている。第１コア部２８１に巻回した一次コイル３によって、第２小コイル対１２が形成されている。また、第１コア部２８１に巻回した二次コイル４によって、第４小コイル対１４が形成されている。

第２コア脚２８ａの第２コア部２８２には、二次側第１小コイルＳ１と、一次側第１小コイルＰ１と、一次側第２小コイルＰ２と、二次側第２小コイルＳ２とが、内側から外側へ、この順に巻回されている。第２コア部２８２に巻回した一次コイル３によって、第１小コイル対１１が形成されている。また、第二コア部２８２に巻回した二次コイル４によって、第３小コイル対１３が形成されている。

また、第２コア脚２８ｂも、第１コア脚２８ａと同様に、一次コイル３及び二次コイル４を巻回してある。

本例の作用効果について説明する。本例では、各コア脚２８ａ，２８ｂに、第１小コイル対１１〜第４小コイル対１４を形成してある。そのため、図１０に示すごとく、ケース１７内におけるトランス１の位置がずれても、浮遊容量を均等化できる。すなわち、図１０に示すごとく、トランス１の位置がずれてしまい、第１コア脚２８ａが第１ケース壁部１７１に接近し、第２コア脚２８ｂが第２ケース壁部１７２から離隔することがある。この場合でも、本例では、第１コア脚２８ａに第１小コイル対１１と第２小コイル対１２を両方とも形成してあるため、一次側第１小コイルＰ１と第１ケース壁部１７１との間の浮遊容量、および一次側第２小コイルＰ２と第１ケース壁部１７１との間の浮遊容量を均等化できる。また、第１コア脚２８ａに第３小コイル対１３と第４小コイル対１４とを両方とも形成してあるため、二次側第１小コイルＳ１と第１ケース壁部１７１との間の浮遊容量、および二次側第２小コイルＳ２と第１ケース壁部１７１との間の浮遊容量を均等化できる。

また、図示しないが、トランス１の位置がずれて、第２コア脚２８ｂが第２ケース壁部１７２に接近し、第１コア脚２８ａが第１ケース壁部１７１から離隔することがある。この場合でも、本例では、第２コア脚２８ｂに第１小コイル対１１〜第４小コイル対１４を全て形成してあるため、一次側小コイルＰ１，Ｐ２に寄生する浮遊容量を均等化できると共に、二次側小コイルＳ１，Ｓ２に寄生する浮遊容量を均等化することができる。そのため、コモンモードノイズ電流の発生を抑制できる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施例５）
本例は、一次コイル３と二次コイル４との巻き方を変更した例である。図１２、図１３に示すごとく、本例では、一次側第１小コイルＰ１と二次側第１小コイルＳ１とを、コア２にバイファイラ巻きしてある。すなわち、一次側第１小コイルＰ１と二次側第１小コイルＳ１とを一纏めにし、捻りながらコア２に巻回してある。同様に、一次側第２小コイルＰ２と二次側第２小コイルＳ２とを、コア２にバイファイラ巻きしてある。すなわち、一次側第２小コイルＰ２と二次側第２小コイルＳ２とを一纏めにし、捻りながらコア２に巻回してある。

バイファイラ巻きにすると、漏れインダクタンスの発生をより抑制することができる。そのため、一次コイル３及び二次コイル４の漏れインダクタンスがより発生しにくくなり、この漏れインダクタンスが原因となってコモンモードノイズ電流が発生することを、より効果的に抑制できる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。

１ トランス
１０ ＤＣ−ＤＣコンバータ
１１ 第１小コイル対
１２ 第２小コイル対
１３ 第３小コイル対
１４ 第４小コイル対
２ コア
３ 一次コイル
３５ 一次側センタタップ
４ 二次コイル
４５ 二次側センタタップ
Ｐ 一次側小コイル
Ｐ１ 一次側第１小コイル
Ｐ２ 一次側第２小コイル
Ｓ 二次側小コイル
Ｓ１ 二次側第１小コイル
Ｓ２ 二次側第２小コイル

Claims (6)

1. プッシュプル型のＤＣ−ＤＣコンバータ（１０）に用いられるトランス（１）であって、
   軟磁性体からなるコア（２）と、
   該コア（２）に巻回された一次コイル（３）及び二次コイル（４）とを備え、
   上記一次コイル（３）は、互いに直列に接続された、一次側第１小コイル（Ｐ１）と一次側第２小コイル（Ｐ２）との２つの一次側小コイル（Ｐ）と、該２つの一次側小コイル（Ｐ）の間に設けられた一次側センタタップ（３５）とを有し、
   上記二次コイル（４）は、互いに直列に接続された、二次側第１小コイル（Ｓ１）と二次側第２小コイル（Ｓ２）との２つの二次側小コイル（Ｓ）と、該２つの二次側小コイル（Ｓ）の間に設けられた二次側センタタップ（４５）とを有し、
   上記一次側第１小コイル（Ｐ１）が上記一次側第２小コイル（Ｐ２）よりも内側に配された第１小コイル対（１１）と、上記一次側第２小コイル（Ｐ２）が上記一次側第１小コイル（Ｐ１）よりも内側に配された第２小コイル対（１２）との、２つの小コイル対（１１，１２）が両方とも形成されるように、上記一次コイル（３）を上記コア（２）に巻回してあり、
   上記二次側第１小コイル（Ｓ１）が上記二次側第２小コイル（Ｓ２）よりも内側に配された第３小コイル対（１３）と、上記二次側第２小コイル（Ｓ２）が上記二次側第１小コイル（Ｓ１）よりも内側に配された第４小コイル対（１４）との、２つの小コイル対（１３，１４）が両方とも形成されるように、上記二次コイル（４）を上記コア（２）に巻回してあることを特徴とするトランス（１）。
2. 上記第１小コイル対（１１）に含まれる上記２つの一次側小コイル（Ｐ１，Ｐ２）と、上記第２小コイル対（１２）に含まれる上記２つの一次側小コイル（Ｐ１，Ｐ２）とは、上記一次コイル（３）の軸線方向における長さがそれぞれ等しく、上記第３小コイル対（１３）に含まれる上記２つの二次側小コイル（Ｓ１，Ｓ２）と、上記第４小コイル対（１４）に含まれる上記２つの二次側小コイル（Ｓ１，Ｓ２）とは、上記軸線方向における長さがそれぞれ等しいことを特徴とする請求項１に記載のトランス（１）。
3. 上記コア（２）は２本のコア脚（２８）と、これら２本のコア脚（２８）を連結する連結部（２９）とを備え、個々の上記コア脚（２８）に、上記第１小コイル対（１１）と上記第２小コイル対（１２）とが両方とも形成されるように、上記一次コイル（３）を巻回してあり、個々の上記コア脚（２８）に、上記第３小コイル対（１３）と上記第４小コイル対（１４）とが両方とも形成されるように、上記二次コイル（４）を巻回してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトランス（１）。
4. 上記コア（２）は２本のコア脚（２８）と、これら２本のコア脚（２８）を連結する連結部（２９）とを備え、個々の上記コア脚（２８）に、上記第１小コイル対（１１）と上記第２小コイル対（１２）とのいずれか一方のみが形成されるように上記一次コイル（３）を巻回してあり、個々の上記コア脚（２８）に、上記第３小コイル対（１３）と上記第４小コイル対（１４）とのいずれか一方のみが形成されるように上記二次コイル（４）を巻回してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトランス（１）。
5. 上記ＤＣ−ＤＣコンバータ（１０）は、上記一次側第１小コイル（Ｐ１）と上記二次側第１小コイル（Ｓ１）とに電流が流れ、上記一次側第２小コイル（Ｐ２）と上記二次側第２小コイル（Ｓ２）とに電流が流れない第１通電モードと、上記一次側第２小コイル（Ｐ２）と上記二次側第２小コイル（Ｓ２）とに電流が流れ、上記一次側第１小コイル（Ｐ１）と上記二次側第１小コイル（Ｓ１）とに電流が流れない第２通電モードと、の２つの通電モードを交互に行うよう構成され、上記一次側第１小コイル（Ｐ１）及び上記二次側第１小コイル（Ｓ１）を、上記一次コイル（３）の径方向において互いに隣り合わせ、上記一次側第２小コイル（Ｐ２）と上記二次側第２小コイル（Ｓ２）とを、上記径方向において互いに隣り合わせてあることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のトランス（１）。
6. 上記一次側第１小コイル（Ｐ１）と上記二次側第１小コイル（Ｓ１）とをバイファイラ巻きしてあると共に、上記一次側第２小コイル（Ｐ２）と上記二次側第２小コイル（Ｓ２）とをバイファイラ巻きしてあることを特徴とする請求項５に記載のトランス（１）。

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