JP2023128079A - 絶縁電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各トランスの出力電圧の制御性を高めることができる絶縁電源装置を提供する。【解決手段】絶縁電源装置１００は、第１～第５トランス６０ａ～６０ｅを備える。各トランス６０ａ～６０ｅの入力側が低電圧バッテリ４２に接続され、各トランス６０ａ～６０ｅの出力側が、対応する駆動回路ＤＣＨ，ＤＣＬ，ＤＵＨ～ＤＷＬに接続され、第１～第４トランス６０ａ～６０ｄは第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄを有する。絶縁電源装置１００は、低電圧バッテリ４２から各トランス６０ａ～６０ｅの入力側への給電を実施又は停止させる制御用スイッチ５１と、各帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧に基づいて、フィードバック制御値Ｖｆｂを取得し、フィードバック制御値Ｖｆｂを目標値Ｖｔｇにフィードバック制御することにより各トランス６０ａ～６０ｅの出力側の電圧を制御すべく、制御用スイッチ５１をオンオフする電源ＩＣ５０と、を備える。【選択図】 図２

Description

本発明は、絶縁電源装置に関する。

絶縁電源装置としては、直流電源と複数の給電対象とを有するシステムに適用され、直流電源及び各給電対象との間を電気的に絶縁しつつ、直流電源から各給電対象へと電力を供給するものが知られている。例えば、特許文献１には、複数のトランスを備え、各トランスの入力側が直流電源に接続され、各トランスの出力側が各トランスに対応する給電対象に接続され、各トランスの入力側に印加される直流電源の電圧が制御されることにより、トランスの出力側の電圧が制御される絶縁電源装置が記載されている。

特許第６８１７２９８号公報

各トランスのうちいずれか１つのトランスに帰還巻線が設けられることがある。この場合、絶縁電源装置は、帰還巻線に生じる電圧を制御値として取得し、取得した制御値を目標値に制御するフィードバック制御を行う。ここで、帰還巻線が設けられたトランスに起因して、各トランスの出力電圧が目標出力電圧に対して過度に高くなったり、目標出力電圧に対して過度に低くなったりする等、各トランスの出力電圧の制御性が低下する懸念がある。

本発明は、上記事情に鑑みたものであり、各トランスの出力電圧の制御性を高めることができる絶縁電源装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の構成は、複数のトランスを備える絶縁電源装置において、
前記各トランスの入力側が直流電源に接続され、前記各トランスの出力側が、前記各トランスに対応する給電対象に接続され、
前記各トランスのうち少なくとも２つのトランスは帰還巻線を有し、
オンされることにより前記直流電源から前記各トランスの入力側に給電し、オフされることにより前記直流電源から前記各トランスの入力側への給電を停止させる制御用スイッチと、
前記各帰還巻線に生じる電圧に基づいて、フィードバック制御の制御値を取得する取得部と、
前記制御値を目標値にフィードバック制御することにより前記各トランスの出力側の電圧を制御すべく、前記制御用スイッチをオンオフする制御部と、を備える。

各トランスのうちいずれか１つのトランスに帰還巻線が設けられる場合では、帰還巻線が設けられたトランスの数が１つであることに起因して、制御値に反映されるトランスの出力電圧の数が少なくなる。このため、各トランスのうち帰還巻線が設けられていないトランスの出力電圧が目標出力電圧に対して過度に高くなったり、目標出力電圧に対して過度に低くなったりする懸念がある。

そこで、上記第１の構成では、各トランスのうち少なくとも２つのトランスに設けられた帰還巻線に生じる電圧に基づいて、制御値が取得される。これにより、各トランスのうちいずれか１つのトランスに設けられた帰還巻線に生じる電圧を、フィードバック制御の制御値として取得する場合よりも、多くのトランスの出力電圧を制御値に反映しつつ、フィードバック制御を行うことができる。そのため、各トランスの出力電圧が目標出力電圧に対して過度に高くなったり、目標出力電圧に対して過度に低くなったりすることを抑制することができる。その結果、各トランスの出力電圧の制御性を高めることができる。

本発明の第２の構成は、複数のトランスを備える絶縁電源装置において、
前記各トランスの入力側が直流電源に接続され、前記各トランスの出力側が、前記各トランスに対応する給電対象に接続され、
前記各トランスのうち少なくとも２つに接続される前記給電対象の数は異なっており、
前記各トランスのうち前記出力側に接続される前記給電対象の数が最も多い特定トランスは帰還巻線を有し、
オンされることにより前記直流電源から前記各トランスの入力側に給電し、オフされることにより前記直流電源から前記各トランスの入力側への給電を停止させる制御用スイッチと、
前記帰還巻線に生じる電圧に基づいて、フィードバック制御の制御値を取得する取得部と、
前記制御値を目標値にフィードバック制御することにより前記各トランスの出力側の電圧を制御すべく、前記制御用スイッチをオンオフする制御部と、を備える。

各トランスのうちいずれか１つのトランスに帰還巻線が設けられる場合では、帰還巻線が設けられたトランスに接続される給電対象の負荷変動に起因して、各トランスの出力電圧が大きく変化し得る。具体的には、給電対象が動作を停止したり、給電対象が高負荷で動作を行ったりすることに伴い、その給電対象に接続されたトランスの出力電圧が大きく変化し得る。ここで、各トランスに接続される給電対象の数が異なる場合では、出力側に接続される給電対象の数が多いトランスは、出力側に接続される給電対象の数が少ないトランスに比べて、出力側に接続される給電対象の全体での負荷変動が低減されると考えられる。そのため、各トランスのうち出力側に接続される給電対象の数が最も多いトランスに設けられた帰還巻線に生じる電圧を、制御値とすることが望ましいことがある。

そこで、上記第２の構成では、各トランスのうち出力側に接続される給電対象の数が最も多い特定トランスに帰還巻線が設けられる。この場合、各トランスのうち特定トランスでないトランスに帰還巻線が設けられる場合に比べて、特定トランスの出力側に接続される給電対象の全体での負荷変動が抑制され、特定トランスの出力電圧の変化が抑制される。これにより、帰還巻線に生じる電圧の変化が抑制されることに伴い、制御値の変化が抑制される。そのため、目標値に対する制御値の乖離が大きくなることを抑制でき、フィードバック制御における各トランスの出力電圧の変化量が大きくなることを抑制することができる。その結果、各トランスの出力電圧が目標出力電圧に対して過度に高くなったり、目標出力電圧に対して過度に低くなったりすることを抑制でき、各トランスの出力電圧の制御性を高めることができる。

第１実施形態に係るシステムの全体構成図。 絶縁電源装置を示す図。 絶縁電源装置が実装された基板の平面図。 第２実施形態に係る絶縁電源装置を示す図。 第３実施形態に係る絶縁電源装置を示す図。 第４実施形態に係る絶縁電源装置を示す図。

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る絶縁電源装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の絶縁電源装置は、例えば、ハイブリッド自動車等の車両に搭載されている。

図１に示すように、システムは、モータジェネレータ１０、インバータ１２、昇圧コンバータ３０及び制御装置４０を備えている。モータジェネレータ１０は、図示しない動力分割機構を介して駆動輪や車載主機としてのエンジンに連結されている。モータジェネレータ１０は、インバータ１２に接続され、車載主機等の役割を果たす。インバータ１２は、３相インバータであり、昇圧コンバータ３０を介して高電圧バッテリ２０（例えば、リチウムイオン２次電圧やニッケル水素２次電池）に接続されている。

昇圧コンバータ３０は、平滑コンデンサ３１、リアクトル３２、上アーム昇圧スイッチＳＣＨ、及び下アーム昇圧スイッチＳＣＬを備えている。本実施形態では、上アーム昇圧スイッチＳＣＨ及び下アーム昇圧スイッチＳＣＬとして、電圧制御型の半導体スイッチが用いられており、具体的にはＩＧＢＴが用いられている。各スイッチＳＣＨ，ＳＣＬには、フリーホイールダイオードが逆並列に接続されている。

上アーム昇圧スイッチＳＣＨのエミッタが、下アーム昇圧スイッチＳＣＬのコレクタに接続されている。上アーム昇圧スイッチＳＣＨのコレクタには、平滑コンデンサ３１の第１端が接続され、下アーム昇圧スイッチＳＣＬのエミッタには、平滑コンデンサ３１の第２端及び高電圧バッテリ２０の負極端子が接続されている。これにより、各昇圧スイッチＳＣＨ，ＳＣＬの直列接続体が平滑コンデンサ３１に並列接続されている。上アーム昇圧スイッチＳＣＨのエミッタと下アーム昇圧スイッチＳＣＬのコレクタとは、リアクトル３２を介して高電圧バッテリ２０の正極端子に接続されている。昇圧コンバータ３０は、各昇圧スイッチＳＣＨ，ＳＣＬのオンオフにより、高電圧バッテリ２０の出力電圧を昇圧する。

インバータ１２は、上アームスイッチＳＵＨ，ＳＶＨ，ＳＷＨと下アームスイッチＳＵＬ，ＳＶＬ，ＳＷＬとの直列接続体を３相分備えている。本実施形態では、各スイッチＳＵＨ～ＳＷＬとして、電圧制御形の半導体スイッチが用いられており、具体的にはＩＧＢＴが用いられている。各スイッチＳＵＨ～ＳＷＬには、フリーホイールダイオードが逆並列に接続されている。

Ｕ相上アームスイッチＳＵＨのエミッタがＵ相下アームスイッチＳＵＬのコレクタに接続されている。Ｕ相上アームスイッチＳＵＨとＵ相下アームスイッチＳＵＬとの接続点は、モータジェネレータ１０のＵ相の入力端子に接続されている。Ｖ相上アームスイッチＳＶＨのエミッタがＶ相下アームスイッチＳＶＬのコレクタに接続されている。Ｖ相上アームスイッチＳＶＨとＶ相下アームスイッチＳＶＬとの接続点は、モータジェネレータ１０のＶ相の入力端子に接続されている。Ｗ相上アームスイッチＳＷＨのエミッタがＷ相下アームスイッチＳＷＬのコレクタに接続されている。Ｗ相上アームスイッチＳＷＨとＷ相下アームスイッチＳＷＬとの接続点は、モータジェネレータ１０のＷ相の入力端子に接続されている。

各上アームスイッチＳＵＨ～ＳＷＨのコレクタは、バスバー等の正極側母線１３により接続されている。正極側母線１３は、上アーム昇圧スイッチＳＣＨのコレクタ及び平滑コンデンサ３１の第１端に接続されている。各下アームスイッチＳＵＬ～ＳＷＬのエミッタは、バスバー等の負極側母線１４により接続されている。負極側母線１４は、下アーム昇圧スイッチＳＣＬのエミッタ、平滑コンデンサ３１の第２端及び高電圧バッテリ２０の負極端子に接続されている。

制御装置４０は、直流電源としての低電圧バッテリ４２から供給される電力により駆動するマイクロコンピュータである。制御装置４０は、モータジェネレータ１０のトルクを指令トルクＴｒｑ＊に制御すべく、インバータ１２及び昇圧コンバータ３０を操作する。詳しくは、制御装置４０は、インバータ１２を構成する各スイッチＳＵＨ～ＳＷＬをオンオフ操作すべく、操作信号ＧＵＨ～ＧＷＬを生成して各スイッチＳＵＨ～ＳＷＬの駆動回路に対して出力する。制御装置４０は、昇圧コンバータ３０を構成する各スイッチＳＣＨ，ＳＣＬをオンオフ操作すべく、操作信号ＧＣＨ，ＧＣＨを生成して各スイッチＳＣＨ，ＳＣＬの駆動回路に対して出力する。

低電圧バッテリ４２は、出力電圧が高電圧バッテリ２０の出力電圧よりも低い蓄電池であり、例えば、鉛蓄電池である。本実施形態において、低電圧バッテリ４２が「直流電源」に相当する。

インターフェース部４４は、モータジェネレータ１０、インバータ１２、昇圧コンバータ３０及び高電圧バッテリ２０を備える高電圧システムと、制御装置４０及び低電圧バッテリ４２を備える低電圧システムとの間を電気的に絶縁しつつ、これらシステム間の信号の伝達を行う機能を有する。インターフェース部４４は、例えばフォトカプラである。

続いて、図２を用いて、絶縁電源装置１００について説明する。絶縁電源装置１００は、高電圧システムと低電圧システムとの間を絶縁しつつ、各スイッチＳＣＨ，ＳＣＬ，ＳＵＨ～ＳＷＬを駆動する駆動回路ＤＣＨ，ＤＣＬ，ＤＵＨ～ＤＷＬに対して電力を供給する機能を有する。本実施形態では、絶縁電源装置１００は、フライバック式のスイッチング電源である。

絶縁電源装置１００は、電源ＩＣ５０及び制御用スイッチ５１を備えている。電源ＩＣ５０は、制御用スイッチ５１のオンオフを行う。制御用スイッチ５１は、電圧制御型の半導体スイッチであり、具体的にはＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。

絶縁電源装置１００は、各上アーム駆動回路ＤＣＨ，ＤＵＨ，ＤＶＨ，ＤＷＨに電力を供給する上アーム用トランスと、各下アーム駆動回路ＤＣＬ，ＤＵＬ，ＤＶＬ，ＤＷＬに電力を供給する下アーム用トランスとを備えている。上アーム用トランスは、各上アームスイッチＳＣＨ，ＳＵＨ，ＳＶＨ，ＳＷＨに対応して個別に設けられている。下アーム用トランスは、各下アームスイッチＳＣＬ，ＳＵＬ，ＳＶＬ，ＳＷＬに対して共通のトランスとして設けられている。

具体的には、上アーム用トランスは、第１～第４トランス６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄであり、下アーム用トランスは、第５トランス６０ｅである。第１トランス６０ａは、昇圧用上アーム駆動回路ＤＣＨに対して電力を供給し、第２トランス６０ｂは、Ｕ相上アーム駆動回路ＤＵＨに対して電力を供給する。第３トランス６０ｃは、Ｖ相上アーム駆動回路ＤＶＨに対して電力を供給し、第４トランス６０ｄは、Ｗ相上アーム駆動回路ＤＷＨに対して電力を供給する。第５トランス６０ｅは、各下アーム駆動回路ＤＣＬ，ＤＵＬ，ＤＶＬ，ＤＷＬに対して電力を供給する。なお、本実施形態において、各駆動回路ＤＣＨ，ＤＣＬ，ＤＵＨ～ＤＷＬが「給電対象」に相当する。

第１トランス６０ａは、第１入力巻線６１ａ、第１出力巻線６２ａ及び第１帰還巻線６３ａを備えている。第１トランス６０ａは、各巻線６１ａ，６２ａ，６３ａが巻回された共通のコアを備え、各巻線６１ａ，６２ａ，６３ａが共通のコアにより磁気結合している。

第２トランス６０ｂは、第１トランス６０ａと同様に、共通のコアにより磁気結合される第２入力巻線６１ｂ、第２出力巻線６２ｂ及び第２帰還巻線６３ｂを備えている。第３トランス６０ｃは、第１トランス６０ａと同様に、共通のコアにより磁気結合される第３入力巻線６１ｃ、第３出力巻線６２ｃ及び第３帰還巻線６３ｃを備えている。第４トランス６０ｄは、第１トランス６０ａと同様に、共通のコアにより磁気結合される第４入力巻線６１ｄ、第４出力巻線６２ｄ及び第４帰還巻線６３ｄを備えている。

第５トランス６０ｅは、第５入力巻線６１ｅ及び第５出力巻線６２ｅを備えている。第５トランス６０ｅは、各巻線６１ｅ，６２ｅが巻回された共通のコアを備え、各巻線６１ｅ，６２ｅが共通のコアにより磁気結合している。

各トランス６０ａ～６０ｅには、複数の端子が設けられている。詳しくは、第１～第５トランス６０ａ～６０ｅの出力端子には、対応する第１～第５出力巻線６２ａ～６２ｅが接続されている。

第１トランス６０ａの第１端子Ｔ１ａは、第１入力巻線６１ａを介して、第１トランス６０ａの第２端子Ｔ２ａに接続されている。第１トランス６０ａの第３端子Ｔ３ａは、第１帰還巻線６３ａを介して、第１トランス６０ａの第４端子Ｔ４ａに接続されている。制御用スイッチ５１がオンされることにより、第１トランス６０ａの第２端子Ｔ２ａに対する第１端子Ｔ１ａの電位が高くなる場合、第１帰還巻線６３ａには、第１トランス６０ａの第３端子Ｔ３ａよりも第４端子Ｔ４ａの電位が高くなるような誘起電圧が発生する。この場合、第１帰還巻線６３ａに電流が流れることが第１帰還ダイオード７１ａにより規制され、第１入力巻線６１ａに磁気エネルギが蓄積される。制御用スイッチ５１がオフされると、第１入力巻線６１ａに蓄えられた磁気エネルギにより、第１帰還巻線６３ａに電流が流れる。なお、第１帰還巻線６３ａの場合と同様に、制御用スイッチ５１がオフされると、第１入力巻線６１ａに蓄えられた磁気エネルギにより、第１出力巻線６２ａに電流が流れる。

第２トランス６０ｂの第１端子Ｔ１ｂは、第２入力巻線６１ｂを介して、第２トランス６０ｂの第２端子Ｔ２ｂに接続されている。第２トランス６０ｂの第３端子Ｔ３ｂは、第２帰還巻線６３ｂを介して、第２トランス６０ｂの第４端子Ｔ４ｂに接続されている。制御用スイッチ５１がオンされることにより、第２トランス６０ｂの第２端子Ｔ２ｂに対する第１端子Ｔ１ｂの電位が高くなる場合、第２帰還巻線６３ｂには、第２トランス６０ｂの第３端子Ｔ３ｂよりも第４端子Ｔ４ｂの電位が高くなるような誘起電圧が発生する。この場合、第２帰還巻線６３ｂに電流が流れることが第２帰還ダイオード７１ｂにより規制され、第２入力巻線６１ｂに磁気エネルギが蓄積される。制御用スイッチ５１がオフされると、第２入力巻線６１ｂに蓄えられた磁気エネルギにより、第２帰還巻線６３ｂに電流が流れる。なお、第２帰還巻線６３ｂの場合と同様に、制御用スイッチ５１がオフされると、第２入力巻線６１ｂに蓄えられた磁気エネルギにより、第２出力巻線６２ｂに電流が流れる。

第３トランス６０ｃの第１端子Ｔ１ｃは、第３入力巻線６１ｃを介して、第３トランス６０ｃの第２端子Ｔ２ｃに接続されている。第３トランス６０ｃの第３端子Ｔ３ｃは、第３帰還巻線６３ｃを介して、第３トランス６０ｃの第４端子Ｔ４ｃに接続されている。制御用スイッチ５１がオンされることにより、第３トランス６０ｃの第２端子Ｔ２ｃに対する第１端子Ｔ１ｃの電位が高くなる場合、第３帰還巻線６３ｃには、第３トランス６０ｃの第３端子Ｔ３ｃよりも第４端子Ｔ４ｃの電位が高くなるような誘起電圧が発生する。この場合、第３帰還巻線６３ｃに電流が流れることが第３帰還ダイオード７１ｃにより規制され、第３入力巻線６１ｃに磁気エネルギが蓄積される。制御用スイッチ５１がオフされると、第３入力巻線６１ｃに蓄えられた磁気エネルギにより、第３帰還巻線６３ｃに電流が流れる。なお、第３帰還巻線６３ｃの場合と同様に、制御用スイッチ５１がオフされると、第３入力巻線６１ｃに蓄えられた磁気エネルギにより、第３出力巻線６２ｃに電流が流れる。

第４トランス６０ｄの第１端子Ｔ１ｄは、第４入力巻線６１ｄを介して、第４トランス６０ｄの第２端子Ｔ２ｄに接続されている。第４トランス６０ｄの第３端子Ｔ３ｄは、第４帰還巻線６３ｄを介して、第４トランス６０ｄの第４端子Ｔ４ｄに接続されている。制御用スイッチ５１がオンされることにより、第４トランス６０ｄの第２端子Ｔ２ｄに対する第１端子Ｔ１ｄの電位が高くなる場合、第４帰還巻線６３ｄには、第４トランス６０ｄの第３端子Ｔ３ｄよりも第４端子Ｔ４ｄの電位が高くなるような誘起電圧が発生する。この場合、第４帰還巻線６３ｄに電流が流れることが第４帰還ダイオード７１ｄにより規制され、第４入力巻線６１ｄに磁気エネルギが蓄積される。制御用スイッチ５１がオフされると、第４入力巻線６１ｄに蓄えられた磁気エネルギにより、第４帰還巻線６３ｄに電流が流れる。なお、第４帰還巻線６３ｄの場合と同様に、制御用スイッチ５１がオフされると、第４入力巻線６１ｄに蓄えられた磁気エネルギにより、第４出力巻線６２ｄに電流が流れる。本実施形態において、第１～第４トランス６０ａ～６０ｄの第３端子Ｔ３ａ～Ｔ３ｄが、「電流出力端」に相当する。

第５トランス６０ｅの第１端子Ｔ１ｅは、第５入力巻線６１ｅを介して、第５トランス６０ｅの第２端子Ｔ２ｅに接続されている。

第１トランス６０ａの出力端子は、第１出力ダイオード６４ａ及び第１出力コンデンサ６５ａを介して、昇圧用上アーム駆動回路ＤＣＨに接続されている。第２トランス６０ｂの出力端子は、第２出力ダイオード６４ｂ及び第２出力コンデンサ６５ｂを介して、Ｕ相上アーム駆動回路ＤＵＨに接続されている。第３トランス６０ｃの出力端子は、第３出力ダイオード６４ｃ及び第３出力コンデンサ６５ｃを介して、Ｖ相上アーム駆動回路ＤＶＨに接続されている。第４トランス６０ｄの出力端子は、第４出力ダイオード６４ｄ及び第４コンデンサ６５ｄを介して、Ｗ相上アーム駆動回路ＤＷＨに接続されている。第５トランス６０ｅの出力端子は、第５出力ダイオード６４ｅ及び第５コンデンサ６５ｅを介して、各下アーム駆動回路ＤＣＬ，ＤＵＬ，ＤＶＬ，ＤＷＬに接続されている。

各トランス６０ａ～６０ｅの第１端子Ｔ１ａ～Ｔ１ｅは、配線を介して低電圧バッテリ４２の正極端子に接続されている。詳しくは、第５トランス６０ｅの第１端子Ｔ１ｅは、第５正極配線ＬＰｅを介して、低電圧バッテリ４２の正極端子に接続されている。第１トランス６０ａの第１端子Ｔ１ａは、第１正極配線ＬＰａを介して、第５正極配線ＬＰｅに接続されている。つまり、第１トランス６０ａの第１端子Ｔ１ａは、第１，第５正極配線ＬＰａ，ＬＰｅを介して、低電圧バッテリ４２の正極端子に接続されている。第２～第４トランス６０ｂ～６０ｄの第１端子Ｔ１ｂ～Ｔ１ｄは、第１トランス６０ａの第１端子Ｔ１ａと同様に、対応する第２～第４正極配線ＬＰｂ～ＬＰｄを介して、第５正極配線ＬＰｅに接続されている。つまり、第２～第４トランス６０ｂ～６０ｄの第１端子Ｔ１ｂ～Ｔ１ｄは、第５正極配線ＬＰｅ及び対応する第２～第４正極配線ＬＰｂ～ＬＰｄを介して、低電圧バッテリ４２の正極端子に接続されている。なお、低電圧バッテリ４２の負極側はグランドに接続されている。

各トランス６０ａ～６０ｅの第２端子Ｔ２ａ～Ｔ２ｅは、配線を介して制御用スイッチ５１のドレインに接続されている。詳しくは、第１トランス６０ａの第２端子Ｔ２ａは、第１負極配線ＬＮａを介して、制御用スイッチ５１のドレインに接続されている。第２～第５トランス６０ｂ～６０ｅの第２端子Ｔ２ｂ～Ｔ２ｄは、対応する第２～第５負極配線ＬＮｂ～ＬＮｄを介して、第１負極配線ＬＮａに接続されている。つまり、第２～第５トランス６０ｂ～６０ｅの第２端子Ｔ２ｂ～Ｔ２ｄは、第１負極配線ＬＮａ及び対応する第２～第５負極配線ＬＮｂ～ＬＮｄを介して、制御用スイッチ５１のドレインに接続されている。制御用スイッチ５１のソースは、グランドに接続されている。

第１～第４トランス６０ａ～６０ｄの第３端子Ｔ３ａ～Ｔ３ｄは、対応する第１～第４帰還配線ＬＲａ～ＬＲｄを介して、絶縁電源装置１００が備える平均値算出部８０に接続されている。第１帰還配線ＬＲａには、第１帰還ダイオード７１ａが設けられている。第１帰還ダイオード７１ａは、アノードが第１トランス６０ａの第３端子Ｔ３ａに接続され、カソードが平均値算出部８０に接続されるように設けられている。第２帰還配線ＬＲｂには、第２帰還ダイオード７１ｂが設けられている。第２帰還ダイオード７１ｂは、アノードが第２トランス６０ｂの第３端子Ｔ３ｂに接続され、カソードが平均値算出部８０に接続されるように設けられている。第３帰還配線ＬＲｃには、第３帰還ダイオード７１ｃが設けられている。第３帰還ダイオード７１ｃは、アノードが第３トランス６０ｃの第３端子Ｔ３ｃに接続され、カソードが平均値算出部８０に接続されるように設けられている。第４帰還配線ＬＲｄには、第４帰還ダイオード７１ｄが設けられている。第４帰還ダイオード７１ｄは、アノードが第４トランス６０ｄの第３端子Ｔ３ｄに接続され、カソードが平均値算出部８０に接続されるように設けられている。なお、平均値算出部８０については後述する。

第１トランス６０ａの第４端子Ｔ４ａは、第１グランド配線ＬＧａを介して、グランドに接続されている。第２トランス６０ｂの第４端子Ｔ４ｂは、第２グランド配線ＬＧｂを介して、グランドに接続されている。第３トランス６０ｃの第４端子Ｔ４ｃは、第３グランド配線ＬＧｃを介して、グランドに接続されている。第４トランス６０ｄの第４端子Ｔ４ｄは、第４グランド配線ＬＧｄを介して、グランドに接続されている。

絶縁電源装置１００は、第１～第４帰還コンデンサ７２ａ～７２ｄを備えている。第１帰還コンデンサ７２ａは、第１帰還ダイオード７１ａのカソードと第１グランド配線ＬＧａとを接続する。第２帰還コンデンサ７２ｂは、第２帰還ダイオード７１ｂのカソードと第２グランド配線ＬＧｂとを接続する。第３帰還コンデンサ７２ｃは、第３帰還ダイオード７１ｃのカソードと第３グランド配線ＬＧｃとを接続する。第４帰還コンデンサ７２ｄは、第４帰還ダイオード７１ｄのカソードと第４グランド配線ＬＧｄとを接続する。

電源ＩＣ５０は、１つの集積回路であり、フィードバック制御値Ｖｆｂを目標値Ｖｔｇにフィードバック制御すべく、制御用スイッチ５１をオンオフする。なお、本実施形態では、フィードバック制御値Ｖｆｂが目標値Ｖｔｇにフィードバック制御されることにより、フィードバック制御値Ｖｆｂと目標値Ｖｔｇとの乖離値に対応する分だけ、各出力巻線６２ａ～６２ｅに生じる電圧を変化させるように制御用スイッチ５１がオンオフされる。

ところで、本実施形態とは異なり、各トランス６０ａ～６０ｅのうちいずれか１つのトランスに帰還巻線が設けられることがある。この場合、帰還巻線が設けられたトランスの数が１つであることに起因して、フィードバック制御値Ｖｆｂに反映されるトランスの出力電圧の数が少なくなる。このため、各トランス６０ａ～６０ｅのうち帰還巻線が設けられていないトランスの出力巻線に生じる電圧が目標出力電圧に対して過度に高くなったり、目標出力電圧に対して過度に低くなったりする懸念がある。なお、目標出力電圧は、各出力巻線６２ａ～６２ｅの上限電圧及び下限電圧によって規定される電圧範囲内に設定される。

そこで、本実施形態では、第１～第４トランス６０ａ～６０ｄに第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄが設けられ、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧に基づいて、フィードバック制御値Ｖｆｂが取得される。電源ＩＣ５０は、取得されたフィードバック制御値Ｖｆｂを目標値Ｖｔｇにフィードバック制御すべく、制御用スイッチ５１をオンオフする。

具体的には、フィードバック制御値Ｖｆｂとして、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の平均値に相関する平均制御値が取得される。第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の平均値は、平均値算出部８０において算出される。平均値算出部８０は、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧を入力値とし、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の平均値を算出する。電源ＩＣ５０は、平均値算出部８０の出力値に基づいて、フィードバック制御値Ｖｆｂを取得する。

本実施形態の平均値算出部８０は、第１～第４入力抵抗体８１ａ～８１ｄ、オペアンプ８２及び帰還抵抗体８３を有する。

第１入力抵抗体８１ａの第１端は、第１帰還配線ＬＲａに接続され、第１入力抵抗体８１ａの第２端は、オペアンプ８２の反転入力端子に接続されている。第２入力抵抗体８１ｂの第１端は、第２帰還配線ＬＲｂに接続され、第２入力抵抗体８１ｂの第２端は、オペアンプ８２の反転入力端子に接続されている。第３入力抵抗体８１ｃの第１端は、第３帰還配線ＬＲｃに接続され、第３入力抵抗体８１ｃの第２端は、オペアンプ８２の反転入力端子に接続されている。第４入力抵抗体８１ｄの第１端は、第４帰還配線ＬＲｄに接続され、第４入力抵抗体８１ｄの第２端は、オペアンプ８２の反転入力端子に接続されている。オペアンプ８２の非反転入力端子はグランドに接続されている。オペアンプ８２の出力端子は、帰還抵抗体８３を介して、オペアンプ８２の反転入力端子に接続されている。第１～第４入力抵抗体８１ａ～８１ｄの抵抗値は所定値Ｒ０に設定され、帰還抵抗体８３の抵抗値はＲ０／４に設定されている。

絶縁電源装置１００は、第１，第２分圧抵抗体８４，８５を備えている。オペアンプ８２の出力端子は、第１分圧抵抗体８４の第１端に接続されている。第１分圧抵抗体８４の第２端は電源ＩＣ５０の検出端子Ｔｆｂ１及び第２分圧抵抗体８５の第１端に接続されている。第２分圧抵抗体８５の第２端はグランドに接続されている。

電源ＩＣ５０には、オペアンプ８２の出力電圧の分圧値が入力される。電源ＩＣ５０は、入力された分圧値の符号を反転した値を、フィードバック制御値Ｖｆｂとして取得するとよい。これにより、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の平均制御値が取得される。本実施形態において、電源ＩＣ５０及び平均値算出部８０が「取得部」に相当する。

電源ＩＣ５０は、フィードバック制御値Ｖｆｂとして、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の平均制御値を取得し、取得した平均制御値を目標値Ｖｔｇにフィードバック制御すべく、制御用スイッチ５１をオンオフする。本実施形態において、電源ＩＣ５０が「制御部」に相当する。

図３は、各スイッチＳＣＨ，ＳＣＬ，ＳＵＨ～ＳＷＬ、各駆動回路ＤＣＨ，ＤＣＬ，ＤＵＨ～ＤＷＬ及び絶縁電源装置１００が実装される基板１５０において、各構成の配置を示す図である。なお、図３では、第１～第４帰還ダイオード７１ａ～７１ｄ、第１～第４帰還コンデンサ７２ａ～７２ｄ、平均値算出部８０及び第１，第２分圧抵抗体８４，８５の図示を省略している。

基板１５０は、矩形状をなす多層基板であり、一対の外層と、一対の外層で挟まれた複数の内層とを有している。基板１５０は、一対の外層として、第１面及び第１面の裏面である第２面を有する。基板１５０の外層面には、各スイッチＳＣＨ，ＳＣＬ，ＳＵＨ～ＳＷＬを基板１５０に接続する接続部が設けられている。昇圧用上アーム接続部ＴＣＨは、上アーム昇圧スイッチＳＣＨを基板１５０に接続し、昇圧用下アーム接続部ＴＣＬは、下アーム昇圧スイッチＳＣＬを基板１５０に接続する。Ｕ相上アーム接続部ＴＵＨは、Ｕ相上アームスイッチＳＵＨを基板１５０に接続し、Ｕ相下アーム接続部ＴＵＬは、Ｕ相下アームスイッチＳＵＬを基板１５０に接続する。Ｖ相上アーム接続部ＴＶＨは、Ｖ相上アームスイッチＳＶＨを基板１５０に接続し、Ｖ相下アーム接続部ＴＶＬは、Ｖ相下アームスイッチＳＶＬを基板１５０に接続する。Ｗ相上アーム接続部ＴＷＨは、Ｗ相上アームスイッチＳＷＨを基板１５０に接続し、Ｗ相下アーム接続部ＴＷＬは、Ｗ相下アームスイッチＳＷＬを基板１５０に接続する。

昇圧用上アーム接続部ＴＣＨ及び各相上アーム接続部ＴＵＨ～ＴＷＨは、基板１５０の第１面の正面視において、一列に並ぶように基板１５０に設けられている。昇圧用下アーム接続部ＴＣＬ及び各相下アーム接続部ＴＵＬ～ＴＷＬは、基板１５０の第１面の正面視において、一列に並ぶように基板１５０に設けられている。

上アーム用トランスである第１～第４トランス６０ａ～６０ｄは、基板１５０の第１面の正面視において、各上アーム接続部ＴＣＨ，ＴＵＨ～ＴＷＨに対して、各下アーム接続部ＴＣＬ，ＴＵＬ～ＴＷＬとは反対側の領域に設けられている。電源ＩＣ５０、制御用スイッチ５１及び平均値算出部８０を有する電源制御部ＣＴ１は、基板１５０の第１面の正面視において、第１～第４トランス６０ａ～６０ｄに対して、各上アーム接続部ＴＣＨ，ＴＵＨ～ＴＷＨとは反対側の領域に設けられている。各トランス６０ａ～６０ｄは、対応する各端子Ｔ１ａ～Ｔ４ａ，Ｔ１ｂ～Ｔ４ｂ，Ｔ１ｃ～Ｔ４ｃ，Ｔ１ｄ～Ｔ４ｄと、電源制御部ＣＴ１とが隣り合うように設けられている。

基板１５０の第１面の正面視において、一列に並ぶ各上アーム接続部ＴＣＨ，ＴＵＨ～ＴＷＨと、一列に並ぶ第１～第４トランス６０ａ～６０ｄとの間の領域には、各上アーム駆動回路ＤＣＨ，ＤＵＨ～ＤＷＨが、各上アーム接続部ＴＣＨ，ＴＵＨ～ＴＷＨが並ぶ方向に一列に設けられている。

下アームトランスである第５トランス６０ｅは、基板１５０の第１面の正面視において、昇圧用下アーム接続部ＴＣＬ付近に設けられている。具体的には、第５トランス６０ｅは、基板１５０の正面視において、昇圧用下アーム接続部ＴＣＬに対して昇圧用上アーム接続部ＴＣＨとは反対側の領域に設けられている。ここで、第５トランス６０ｅは、第１，第２端子Ｔ１ｅ，Ｔ２ｅが昇圧用下アーム接続部ＴＣＬとは反対側を向くように設けられている。

各下アーム駆動回路ＤＣＬ，ＤＵＬ～ＤＷＬは、基板１５０の第１面の正面視において、各下アーム接続部ＴＣＬ，ＴＵＬ～ＴＷＬが並ぶ方向に一列に、かつ、各下アーム接続部ＴＣＬ，ＴＵＬ～ＴＷＬと隣り合うように設けられている。ここで、昇圧用下アーム駆動回路ＤＣＬは、基板１５０の第１面の正面視において、第５トランス６０ｅ及び昇圧用下アーム接続部ＴＣＬの間の領域に設けられている。

上述した各構成の配置では、下アーム用トランスである第５トランス６０ｅは、基板１５０の第１面の正面視において、上アーム用トランスである第１～第４トランス６０ａ～６０ｄと比べて、電源制御部ＣＴ１から離れた位置に設けられる。この場合、電源制御部ＣＴ１から第５トランス６０ｅの各端子へと接続される配線は、電源制御部ＣＴ１から第１～第４トランス６０ａ～６０ｄの各端子へと接続される配線に比べて長くなる。例えば、第５正極配線ＬＰｅは第１～第４正極配線ＬＰａ～ＬＰｄよりも長く、第５負極配線ＬＮｅは第１～第４負極配線ＬＮａ～ＬＮｄよりも長い。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

・第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧に基づいて、フィードバック制御値Ｖｆｂが取得される。これにより、１つの帰還巻線に生じる電圧をフィードバック制御値Ｖｆｂとして取得する場合に比べて、多くの帰還巻線に生じる電圧をフィードバック制御値Ｖｆｂに反映しつつ、フィードバック制御を行うことができる。そのため、第１～第４出力巻線６２ａ～６２ｄに生じる電圧が目標出力電圧に対して過度に高くなったり、目標出力電圧に対して過度に低くなったりすることを抑制することができる。その結果、第１～第４出力巻線６２ａ～６２ｄに生じる電圧の制御性を高めることができる。

・第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄが第１～第４トランス６０ａ～６０ｄに設けられる場合、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧はフィードバック制御値Ｖｆｂに反映される。このため、第１～第４出力巻線６２ａ～６２ｄに生じる電圧が目標出力電圧に対して過度に高くなったり、目標出力電圧に対して過度に低くなったりすることが抑制される。一方、第５トランス６０ｅは、帰還巻線を有していないことに起因して、フィードバック制御における各出力巻線６２ａ～６２ｄに生じる電圧の変化量が大きい場合に、第５出力巻線６２ｅに生じる電圧が目標出力電圧に対して過度に高くなったり、目標出力電圧に対して過度に低くなったりする懸念がある。

そこで、本実施形態では、フィードバック制御値Ｖｆｂとして、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の平均制御値が取得される。これにより、第１～第４トランス６０ａ～６０ｄの中に、目標出力電圧に対する出力巻線に生じる電圧の乖離が大きいトランスが存在しても、目標値Ｖｔｇに対するフィードバック制御値Ｖｆｂの乖離が大きくなることが抑制される。そのため、取得されたフィードバック制御値Ｖｆｂが目標値Ｖｔｇにフィードバック制御される場合に、フィードバック制御における各出力巻線６２ａ～６２ｅに生じる電圧の変化量が大きくなることを抑制することができる。その結果、第１～第４トランス６０ａ～６０ｄに加えて、帰還巻線を有していない第５トランス６０ｅにおいて、各出力巻線６２ａ～６２ｅに生じる電圧が目標出力電圧に対して過度に高くなったり、目標出力電圧に対して過度に低くなったりすることを抑制することができる。

・各トランス６０ａ～６０ｅのうち、第５トランス６０ｅを含む少なくとも２つのトランスに帰還巻線が設けられ、各帰還巻線に生じる電圧に基づいて、フィードバック制御値Ｖｆｂが取得されることが考えられる。しかしながら、この場合、第５トランス６０ｅに接続される帰還配線が設けられることに伴い、絶縁電源装置１００に設けられる配線が長くなることが考えられる。この場合、配線における電圧降下量が増大したり、配線を流れる電流にノイズが重畳したりする懸念がある。

そこで、本実施形態では、第１～第４トランス６０ａ～６０ｄに、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄが設けられる。これにより、絶縁電源装置１００に設けられる帰還配線が長くなることが抑制される。また、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の平均制御値がフィードバック制御値Ｖｆｂとされるため、帰還巻線が設けられていない第５トランス６０ｅの第５出力巻線６２ｅに生じる電圧の変化量が大きくなることを抑制できる。その結果、配線における電圧降下量が増大したり、ノイズが重畳したりすることを抑制しつつ、フィードバック制御における各出力巻線６２ａ～６２ｅに生じる電圧の変化量が大きくなることを抑制することができる。

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

各トランス６０ａ～６０ｅのうち最も出力電圧の高いトランスにおいて過電圧異常が発生する可能性が高い。このため、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄが第１～第４トランス６０ａ～６０ｄに設けられる場合では、第１～第４トランス６０ａ～６０ｄのうち最も出力電圧の高いトランスに設けられた帰還巻線に生じる電圧を、フィードバック制御値Ｖｆｂとすることが望ましいことがある。

そこで、本実施形態では、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の平均制御値が取得されることに代えて、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の最大値に相関する最大制御値が取得される。

ここで、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の最大制御値を取得すべく、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の最大値を算出するための演算処理が行われる回路を追加することが考えられる。しかしながら、この場合では、絶縁電源装置１００の部品点数が増大することが懸念される。

そこで、本実施形態では、図４に示すように、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄが互いに並列接続される構成により、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の最大制御値が取得される。具体的には、絶縁電源装置１００は、第１分圧抵抗体８４の第１端に接続される共通配線Ｌｔを備える。第１帰還配線ＬＲａは、平均値算出部８０の第１入力抵抗体８１ａの第１端に接続されることに代えて、共通配線Ｌｔに接続される。第２帰還配線ＬＲｂは、第２入力抵抗体８１ｂの第１端に接続されることに代えて、共通配線Ｌｔに接続される。第３帰還配線ＬＲｃは、第３入力抵抗体８１ｃの第１端に接続されることに代えて、共通配線Ｌｔに接続される。第４帰還配線ＬＲｄは、第４入力抵抗体８１ｄの第１端に接続されることに代えて、共通配線Ｌｔに接続される。電源ＩＣ５０には、第１，第２分圧抵抗体８４，８５を介して、共通配線Ｌｔの電圧が入力される。

上述した構成では、第１帰還配線ＬＲａに設けられた第１帰還ダイオード７１ａを介して、第１帰還巻線６３ａに生じる電圧が電源ＩＣ５０に入力され、第２帰還配線ＬＲｂに設けられた第２帰還ダイオード７１ｂを介して、第２帰還巻線６３ｂに生じる電圧が電源ＩＣ５０に入力される。また、第３帰還配線ＬＲｃに設けられた第３帰還ダイオード７１ｃを介して、第３帰還巻線６３ｃに生じる電圧が電源ＩＣ５０に入力され、第４帰還配線ＬＲｄに設けられた第４帰還ダイオード７１ｄを介して、第４帰還巻線６３ｄに生じる電圧が電源ＩＣ５０に入力される。第１～第４帰還ダイオード７１ａ～７１ｄは、対応する帰還巻線６３ａ～６３ｄから電源ＩＣ５０へと電流が流れるように設けられている。そのため、各帰還巻線６３ａ～６３ｄのうち最も高い電圧が生じる帰還巻線から電源ＩＣ５０へと電流が流れる。その結果、電源ＩＣ５０において、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の最大値が分圧された最大制御値が取得される。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

・フィードバック制御値Ｖｆｂとして、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の最大制御値が取得される。そして、取得されたフィードバック制御値Ｖｆｂが目標値Ｖｔｇにフィードバック制御される。これにより、第１～第４トランス６０ａ～６０ｄのうち、第１～第４出力巻線６２ａ～６２ｄに生じる電圧が最も高いトランスがフィードバック制御の対象とされる。そのため、第１～第４トランス６０ａ～６０ｄにおいて、過電圧異常が発生することを抑制することができる。

・第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄが互いに並列接続される構成により、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の最大制御値が取得される。これにより、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の最大値を算出する回路を追加する場合に比べて、絶縁電源装置１００の部品点数が増大することを抑制しつつ、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の最大制御値を取得することができる。

・帰還巻線にオープン故障が発生し、フィードバック制御を継続できない事態が発生することが考えられる。この点、本実施形態では、第１～第４トランス６０ａ～６０ｄに第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄが設けられる。そのため、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄのうちいずれかにオープン故障が発生した場合であっても、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄのうち正常な帰還巻線に生じる電圧の最大制御値が取得されることにより、フィードバック制御を継続することができる。

・本実施形態においても、第１実施形態と同様に、第１～第４トランス６０ａ～６０ｄに、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄが設けられる。そのため、配線における電圧降下量が増大したり、ノイズが重畳したりすることを抑制しつつ、第１～第４トランス６０ａ～６０ｄにおいて、過電圧異常が発生することを抑制することができる。

＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧に基づいてフィードバック制御値Ｖｆｂを取得する場合に、各上アーム駆動回路ＤＣＨ，ＤＵＨ～ＤＷＨの負荷変動に起因して、フィードバック制御値Ｖｆｂの変化量が大きくなり得る。この場合、フィードバック制御における各出力巻線６２ａ～６２ｅに生じる電圧の変化量が大きくなる懸念がある。このため、フィードバック制御値Ｖｆｂの変化量に対して、フィードバック制御における各出力巻線６２ａ～６２ｅに生じる電圧の変化量を小さくすることが望ましいことがある。

そこで、本実施形態では、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の平均制御値が取得されることに代えて、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の合計値に相関する合計制御値が取得される。

ここで、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の合計制御値を取得すべく、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の合計値を算出するための演算処理が行われる回路を追加することが考えられる。しかしながら、この場合では、絶縁電源装置１００の部品点数が増大することが懸念される。

そこで、本実施形態では、図５に示すように、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄが互いに直列接続される構成により、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の合計制御値が取得される。具体的には、第１帰還配線ＬＲａは、平均値算出部８０の第１入力抵抗体８１ａの第１端に接続されることに代えて、第１分圧抵抗体８４の第１端に接続される。第１グランド配線ＬＧａは、グランドに接続されることに代えて、第２帰還配線ＬＲｂに接続される。第２グランド配線ＬＧｂは、グランドに接続されることに代えて、第３帰還配線ＬＲｃに接続される。第３グランド配線ＬＧｃは、グランドに接続されることに代えて、第４帰還配線ＬＲｄに接続される。第４グランド配線ＬＧｄは、第２分圧抵抗体８５の第２端及びグランドに接続される。電源ＩＣ５０には、第１，第２分圧抵抗体８４，８５を介して、第１帰還配線ＬＲａの電圧が入力される。

なお、本実施形態では、絶縁電源装置１００において、第２～第４帰還ダイオード７１ｂ～７１ｄ及び第２～第４帰還コンデンサ７２ｂ～７２ｄは設けられていない。

上述した構成では、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄが互いに直列接続されるため、第１トランス６０ａの第３端子Ｔ３ａ及び第４トランス６０ｄの第４端子Ｔ４ｄの間には、直列接続された第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の合計電圧が生じる。電源ＩＣ５０は、フィードバック制御値Ｖｆｂとして、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる合計電圧が分圧された値である合計制御値を取得する。電源ＩＣ５０は、取得したフィードバック制御値Ｖｆｂを目標値Ｖｔｇにフィードバック制御すべく、制御用スイッチ５１をオンオフする。本実施形態では、フィードバック制御値Ｖｆｂが目標値Ｖｔｇにフィードバック制御されることにより、フィードバック制御値Ｖｆｂと目標値Ｖｔｇとの乖離値の４分の１に対応する分だけ、各出力巻線６２ａ～６２ｅに生じる電圧を変化させるように制御用スイッチ５１がオンオフされる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

・フィードバック制御値Ｖｆｂとして、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の合計制御値が取得される。取得されたフィードバック制御値Ｖｆｂが目標値Ｖｔｇにフィードバック制御される。この場合、フィードバック制御値Ｖｆｂを目標値Ｖｔｇにフィードバック制御すべく、フィードバック制御値Ｖｆｂと目標値Ｖｔｇとの乖離値の４分の１に対応する分だけ、各出力巻線６２ａ～６２ｅに生じる電圧を変化させるように制御用スイッチ５１がオンオフされる。これにより、フィードバック制御値Ｖｆｂの変化量に対して、フィードバック制御において各出力巻線６２ａ～６２ｅに生じる電圧の変化量を低減できる。そのため、各出力巻線６２ａ～６２ｅに生じる電圧が目標出力電圧に対して過度に高くなったり、目標出力電圧に対して過度に低くなったりすることを抑制することができる。

・第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄが互いに直列接続される構成により、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の合計制御値が取得されることとした。これにより、絶縁電源装置１００の部品点数が増大することを抑制しつつ、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の合計制御値を取得することができる。

・本実施形態においても、第１実施形態と同様に、第１～第４トランス６０ａ～６０ｄに、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄが設けられる。そのため、配線における電圧降下量が増大したり、ノイズが重畳したりすることを抑制しつつ、フィードバック制御値Ｖｆｂの変化量に対して、フィードバック制御において各出力巻線６２ａ～６２ｅに生じる電圧の変化量を低減することができる。

＜第４実施形態＞
以下、第４実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

各トランス６０ａ～６０ｅのうちいずれか１つのトランスに帰還巻線が設けられる場合では、帰還巻線が設けられたトランスに接続される駆動回路の負荷変動に起因して、各トランス６０ａ～６０ｅの出力電圧が大きく変化し得る。具体的には、駆動回路が動作を停止したり、駆動回路が高負荷で動作を行ったりすることに伴い、その駆動回路に接続されたトランスの出力電圧が大きく変化し得る。ここで、第５出力巻線６２ｅに接続される駆動回路の数が４つである第５トランス６０ｅは、第１～第４出力巻線６２ａ～６２ｄに接続される駆動回路の数が１つである第１～第４トランス６０ａ～６０ｄに比べて、第５出力巻線６２ｅに接続される駆動回路の全体での負荷変動が低減されると考えられる。そのため、各トランス６０ａ～６０ｅのうち各出力巻線６２ａ～６２ｅに接続される駆動回路の数が最も多い第５トランス６０ｅを、フィードバック制御の対象とすることが望ましいことがある。

そこで、本実施形態では、各トランス６０ａ～６０ｅのうち、各出力巻線６２ａ～６２ｅに接続される駆動回路の数が最も多い第５トランス６０ｅに帰還巻線が設けられる。本実施形態において、第５トランス６０ｅが「特定トランス」に相当する。

図６に示すように、第５トランス６０ｅは、第５帰還巻線６３ｅを備えている。第５帰還巻線６３ｅは第５入力巻線６１ｅ及び第５出力巻線６２ｅと共通のコアに巻回されており、第５入力巻線６１ｅ、第５出力巻線６２ｅ及び第５帰還巻線６３ｅが共通のコアにより磁気結合している。

第５トランス６０ｅの第３端子Ｔ３ｅは、第５帰還巻線６３ｅを介して、第５トランス６０ｅの第４端子Ｔ４ｅに接続されている。第５トランス６０ｅの第３端子Ｔ３ｅは、第５帰還配線ＬＲｅを介して、第１分圧抵抗体８４の第１端に接続されている。第５トランス６０ｅの第４端子Ｔ４ｅは、第５グランド配線ＬＧｅを介して、グランド及び第２分圧抵抗体８５の第２端に接続されている。

第５帰還配線ＬＲｅには、第５帰還ダイオード７１ｅが設けられている。第５帰還ダイオード７１ｅは、アノードが第５トランス６０ｅの第３端子Ｔ３ｅに接続され、カソードが第１分圧抵抗体８４の第１端に接続されるように設けられている。第５帰還ダイオード７１ｅのカソードと第５グランド配線ＬＧｅとは、第５帰還コンデンサ７２ｅによって接続されている。

上述した構成では、電源ＩＣ５０には、第１，第２分圧抵抗体８４，８５を介して、第５帰還巻線６３ｅに生じる電圧が入力される。これにより、第５帰還巻線６３ｅに生じる電圧の分圧値がフィードバック制御値Ｖｆｂとして取得される。

本実施形態によれば、各トランス６０ａ～６０ｅのうち接続される駆動回路の数が最も多い第５トランス６０ｅに、第５帰還巻線６３ｅが設けられる。この場合、第１～第４トランス６０ａ～６０ｄに帰還巻線が設けられる場合に比べて、第５出力巻線６２ｅに接続される各駆動回路ＤＣＬ，ＤＵＬ～ＤＷＬ全体での負荷変動が抑制され、第５出力巻線６２ｅに生じる電圧の変化が抑制される。これにより、第５帰還巻線６３ｅに生じる電圧の変化が抑制されることに伴い、フィードバック制御値Ｖｆｂの変化が抑制される。そのため、目標値Ｖｔｇに対するフィードバック制御値Ｖｆｂの乖離が大きくなることを抑制でき、フィードバック制御における各出力巻線６２ａ～６２ｅに生じる電圧の変化量が大きくなることを抑制することができる。その結果、各出力巻線６２ａ～６２ａに生じる電圧が目標出力電圧に対して過度に高くなったり、目標出力電圧に対して過度に低くなったりすることを抑制でき、各出力巻線６２ａ～６２ａに生じる電圧の制御性を高めることができる。

＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・第１～３実施形態では、第１～第４トランス６０ａ～６０ｄに第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄが設けられる構成としたが、これに限られない。各トランス６０ａ～６０ｅのうち第５トランス６０ｅを含む４つのトランスに帰還巻線が設けられてもよい。また、各トランス６０ａ～６０ｅのうちいずれか２つ又はいずれか３つのトランスに帰還巻線が設けられてもよいし、各トランス６０ａ～６０ｅに帰還巻線が設けられてもよい。

・第１実施形態において、第１，第２分圧抵抗体８４，８５が備えられていなくてもよい。この場合、電源ＩＣ５０には、オペアンプ８２の出力電圧が入力される。これにより、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の平均値が、フィードバック制御値Ｖｆｂとして取得される。

・第２実施形態において、第１，第２分圧抵抗体８４，８５が備えられていなくてもよい。この場合、電源ＩＣ５０には、共通配線Ｌｔの電圧が入力される。これにより、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる電圧の最大値が、フィードバック制御値Ｖｆｂとして取得される。

・第３実施形態において、第１，第２分圧抵抗体８４，８５が備えられていなくてもよい。この場合、電源ＩＣ５０には、第１帰還配線ＬＲａの電圧が入力される。これにより、直列接続された第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄに生じる合計電圧が、フィードバック制御値Ｖｆｂとして取得される。

・絶縁電源装置１００が適用されるのは、インバータ１２及び昇圧コンバータ３０に限らない。例えば、ハーフブリッジ回路やフルブリッジ回路等、他の電力変換回路に適用されてもよい。また、インバータ１２及び昇圧コンバータ３０を構成する各スイッチＳＣＨ，ＳＣＬ，ＳＵＨ～ＳＷＬとしては、ＩＧＢＴに限らず、例えばＭＯＳＦＥＴであってもよい。

・各トランス６０ａ～６０ｅの出力電圧が供給されるのは、各駆動回路ＤＣＨ，ＤＣＬ，ＤＵＨ～ＤＷＬに限らず、一般的な電気負荷でもよい。電気負荷の具体例としては、シートヒータやリヤウインドウのデフロスタ用ヒータ、ヘッドライト、フロントウインドウのワイパ、空調装置の送風ファン等が挙げられる。

・絶縁電源装置１００が搭載されるのは、車両に限らず、例えば、航空機又は船舶であってもよい。また、絶縁電源装置１００の搭載先は、車両、航空機又は船舶等の移動体に限らない。

４２…低電圧バッテリ、５０…電源ＩＣ、５１…制御用スイッチ、第１～第５トランス６０ａ～６０ｅ、第１～第４帰還巻線６３ａ～６３ｄ、１００…絶縁電源装置、ＤＣＨ，ＤＣＬ…昇圧用上，下アーム駆動回路、ＤＵＨ～ＤＷＬ…Ｕ，Ｖ，Ｗ相上，下アーム駆動回路。

Claims (10)

1. 複数のトランス（６０ａ～６０ｅ）を備える絶縁電源装置（１００）において、
   前記各トランスの入力側が直流電源（４２）に接続され、前記各トランスの出力側が、前記各トランスに対応する給電対象（ＤＣＨ，ＤＣＬ，ＤＵＨ～ＤＷＬ）に接続され、
   前記各トランスのうち少なくとも２つのトランスは帰還巻線（６３ａ～６３ｄ）を有し、
   オンされることにより前記直流電源から前記各トランスの入力側に給電し、オフされることにより前記直流電源から前記各トランスの入力側への給電を停止させる制御用スイッチ（５１）と、
   前記各帰還巻線に生じる電圧に基づいて、フィードバック制御の制御値を取得する取得部（５０，８０）と、
   前記制御値を目標値にフィードバック制御することにより前記各トランスの出力側の電圧を制御すべく、前記制御用スイッチをオンオフする制御部（５０）と、を備える絶縁電源装置。
2. 前記取得部は、前記制御値として、前記各帰還巻線に生じる電圧の平均値又は前記平均値の相関値のいずれかである平均制御値を取得し、
   前記制御部は、前記平均制御値を前記目標値にフィードバック制御すべく、前記制御用スイッチをオンオフする請求項１に記載の絶縁電源装置。
3. 前記取得部は、前記制御値として、前記各帰還巻線に生じる電圧の最大値又は前記最大値の相関値のいずれかである最大制御値を取得し、
   前記制御部は、前記最大制御値を前記目標値にフィードバック制御すべく、前記制御用スイッチをオンオフする請求項１に記載の絶縁電源装置。
4. 前記各帰還巻線に対応して設けられた帰還配線（６３ａ～６３ｄ）と、
   前記各帰還配線の第１端に接続された共通配線（Ｌｔ）と、を備え、
   前記各帰還配線の第２端には、対応する前記帰還巻線の両端のうち電流出力端（Ｔ３ａ～Ｔ３ｄ）が接続され、
   前記各帰還巻線の両端のうち前記電流出力端とは反対側がグランドに接続され、
   前記各帰還配線に設けられたダイオード（７１ａ～７１ｄ）を備え、
   前記各ダイオードのアノードは、前記電流出力端側を向いており、
   前記取得部は、前記共通配線から入力される電圧値を前記最大制御値として取得する請求項３に記載の絶縁電源装置。
5. 前記各トランスのうち前記帰還巻線を有するトランスは少なくとも３つである請求項４に記載の絶縁電源装置。
6. 前記取得部は、前記制御値として、前記各帰還巻線に生じる電圧の合計値又は前記合計値の相関値のいずれかである合計制御値を取得し、
   前記制御部は、前記合計制御値を前記目標値にフィードバック制御すべく、前記制御用スイッチをオンオフする請求項１に記載の絶縁電源装置。
7. 前記各帰還巻線を直列接続する電気経路（ＬＲａ～ＬＲｄ，ＬＧａ～ＬＧｄ）を備え、
   前記取得部は、前記電気経路から入力される電圧値を前記合計制御値として取得する請求項６に記載の絶縁電源装置。
8. 上アームスイッチ（ＳＣＨ，ＳＵＨ～ＳＷＨ）及び下アームスイッチ（ＳＣＬ，ＳＵＬ～ＳＷＬ）を有する電力変換回路（１２，３０）と、
   前記給電対象であって、前記上アームスイッチを駆動する上アーム駆動回路（ＤＣＨ，ＤＵＨ～ＤＷＨ）と、
   前記給電対象であって、前記下アームスイッチを駆動する下アーム駆動回路（ＤＣＬ，ＤＵＬ～ＤＷＬ）と、
   前記上，下アームスイッチ、前記上，下アーム駆動回路及び前記絶縁電源装置が実装される基板（１５０）と、を備えるシステムに前記絶縁電源装置が適用され、
   前記トランスは、
   入力側が前記直流電源に接続され、出力側が前記上アーム駆動回路に接続されるとともに、前記基板に設けられた上アーム用トランス（６０ａ～６０ｄ）と、
   入力側が前記直流電源に接続され、出力側が前記下アーム駆動回路に接続されるとともに、前記基板に設けられた下アーム用トランス（６０ｅ）とであり、
   前記取得部及び前記制御部を有し、前記基板に設けられた集積回路（５０）を備え、
   前記上アーム用トランスは、前記基板の板面の正面視において前記集積回路と隣り合うように設けられ、
   前記下アーム用トランスは、前記基板の板面の正面視において前記上アーム用トランスよりも前記集積回路から離れた位置に設けられ、
   前記上アーム用トランス及び前記下アーム用トランスのうち前記上アーム用トランスは前記帰還巻線を有する請求項２～７のいずれか一項に記載の絶縁電源装置。
9. 複数のトランス（６０ａ～６０ｅ）を備える絶縁電源装置（１００）において、
   前記各トランスの入力側が直流電源（４２）に接続され、前記各トランスの出力側が、前記各トランスに対応する給電対象（ＤＣＨ，ＤＣＬ，ＤＵＨ～ＤＷＬ）に接続され、
   前記各トランスのうち少なくとも２つに接続される前記給電対象の数は異なっており、
   前記各トランスのうち前記出力側に接続される前記給電対象の数が最も多い特定トランス（６０ｅ）は帰還巻線（６３ｅ）を有し、
   オンされることにより前記直流電源から前記各トランスの入力側に給電し、オフされることにより前記直流電源から前記各トランスの入力側への給電を停止させる制御用スイッチ（５１）と、
   前記帰還巻線に生じる電圧に基づいて、フィードバック制御の制御値を取得する取得部（５０，８０）と、
   前記制御値を目標値にフィードバック制御することにより前記各トランスの出力側の電圧を制御すべく、前記制御用スイッチをオンオフする制御部（５０）と、を備える絶縁電源装置。
10. 上アームスイッチ（ＳＣＨ，ＳＵＨ～ＳＷＨ）及び下アームスイッチ（ＳＣＬ，ＳＵＬ～ＳＷＬ）の直列接続体を複数有する電力変換回路（１２，３０）と、
    前記給電対象であって、前記上アームスイッチを駆動する複数の上アーム駆動回路（ＤＣＨ，ＤＵＨ～ＤＷＨ）と、
    前記給電対象であって、前記下アームスイッチを駆動する複数の下アーム駆動回路（ＤＣＬ，ＤＵＬ～ＤＷＬ）と、を備えるシステムに前記絶縁電源装置が適用され、
    前記トランスは、
    入力側が前記直流電源に接続され、出力側が前記上アーム駆動回路に接続される上アーム用トランス（６０ａ～６０ｄ）と、
    入力側が前記直流電源に接続され、出力側が前記下アーム駆動回路に接続される下アーム用トランス（６０ｅ）とであり、
    前記上アーム用トランスは、前記上アーム駆動回路のそれぞれに対応して個別に設けられ、
    前記下アーム用トランスは、前記下アーム駆動回路のそれぞれに共通のトランスであり、
    前記特定トランスは、前記上アーム用トランス及び前記下アーム用トランスのうち前記下アーム用トランスである請求項９に記載の絶縁電源装置。

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