JP4482765B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の第1の実施の形態に係るスイッチング電源装置の回路構成を表すものである。図2は図1のスイッチング電源装置のうちトランスの構造を展開して表すものである。このスイッチング電源装置は、高圧バッテリHBから供給される高圧の直流入力電圧Vinを、より低い直流出力電圧Voutに変換して、負荷Lに供給するDC−DCコンバータとして機能するものであり、後述するように2次側がセンタタップ型のスイッチング電源装置である。
上記実施の形態では、トランス4の各巻線は、2次側巻線45A、1次側巻線42A、1次側巻線42B、2次側巻線45B、2次側巻線46A、1次側巻線43A、1次側巻線43Bおよび2次側巻線46Bを上からこの順に積層して配置されていたが、図12に示したように、上下対称を維持した状態で、2次側巻線45Bおよび2次側巻線46Aの間に、1次側第3巻線47Aおよび1次側第3巻線47Bを上からこの順に積層してなる1次側第3巻線47を挿入配置してもよい。また、上下対称を維持した状態で、図13に示したように、2次側巻線45Bおよび2次側巻線46Aを削除したり、図14に示したように、2次側巻線45Aおよび2次側巻線46Bを削除してもよい。なお、上下対称ではないが、図15に示したように、2次側巻線45Bおよび2次側巻線46Bを削除してもよい。いずれにおいても、大きな交流抵抗が1次側巻線44中に直列に配置されるようになっていればよい。
図20は本発明の第2の実施の形態に係るスイッチング電源装置の回路構成を表すものである。図21は図20のスイッチング電源装置のうちトランスの構造を展開して表すものである。このスイッチング電源装置は、上記第1の実施の形態と比較して、インバータ回路10の構成と、インバータ回路10およびトランス40の接続関係と、トランス40の構成とにおいて相違する。そこで、以下、上記第1の実施の形態との相違点について主に説明し、上記第1の実施の形態と共通する構成、作用、効果についての記載を適宜省略する。
上記実施の形態では、トランス40の各巻線は、2次側巻線45A、1次側巻線42A、1次側巻線42B、2次側巻線46A、2次側巻線45B、1次側巻線43A、1次側巻線43Bおよび2次側巻線46Bを上からこの順に積層して配置されていたが、図25に示したように、上下対称を維持した状態で、2次側巻線45Bおよび2次側巻線46Aを削除してもよい。なお、図26に示したように、上下対称ではないが、2次側巻線45Bおよび2次側巻線46Bを削除してもよい。なお、この図26では、1次側巻線43Aが1次側第3サブ巻線グループに対応し、1次側巻線43Bが1次側第4サブ巻線グループに対応する。いずれにおいても、大きな交流抵抗が1次側巻線44中に直列に配置されるようになっていればよい。
Claims (20)
- 1次側第1巻線グループおよび1次側第2巻線グループを互いに直列に接続して構成された1次側巻線グループと、2次側第1巻線グループおよび2次側第2巻線グループを互いに接続して構成された2次側巻線グループとを有するトランスと、
前記1次側巻線グループの電流方向を時分割的に変化させるようにスイッチング動作を行うスイッチング回路と、
前記スイッチング回路の動作に応じて前記2次側巻線グループに現れる交流電圧を整流し平滑化する整流平滑回路と
を備え、
前記2次側第1巻線グループおよび前記2次側第2巻線グループは、前記スイッチング回路の動作に応じて互いに逆位相に時分割駆動され、
前記1次側第1巻線グループと前記2次側巻線グループとの磁気結合は、前記2次側第1巻線グループが駆動されているときにより密となる一方、前記2次側第2巻線グループが駆動されているときにより疎となり、
前記1次側第2巻線グループと前記2次側巻線グループとの磁気結合は、前記2次側第1巻線グループが駆動されているときにより疎となる一方、前記2次側第2巻線グループが駆動されているときにより密となる
ように構成されていることを特徴とするスイッチング電源装置。 - 1次側第1巻線グループおよび1次側第2巻線グループを互いに直列に接続して構成された1次側巻線グループと、2次側第1巻線グループおよび2次側第2巻線グループを互いに接続して構成された2次側巻線グループとを有するトランスと、
前記1次側巻線グループの電流方向を時分割的に変化させるようにスイッチング動作を行うスイッチング回路と、
前記スイッチング回路の動作に応じて前記2次側第1巻線グループおよび2次側第2巻線グループが互いに逆位相に時分割駆動されるように前記2次側巻線グループに接続された第1整流素子および第2整流素子を有し、前記スイッチング回路の動作に応じて前記2次側巻線グループに現れる交流電圧を整流し平滑化する整流平滑回路と、
を備え、
前記1次側第1巻線グループは、前記2次側第2巻線グループよりも前記2次側第1巻線グループに近く配置され、
前記1次側第2巻線グループは、前記2次側第1巻線グループよりも前記2次側第2巻線グループに近く配置されている
ことを特徴とするスイッチング電源装置。 - 前記トランスは、中足の設けられた磁心を有し、
前記2次側第1巻線グループ、2次側第2巻線グループ、1次側第1巻線グループおよび1次側第2巻線グループはそれぞれ、前記中足の延在方向に垂直な面内に巻回されている
ことを特徴とする請求項2記載のスイッチング電源装置。 - 前記2次側第1巻線グループ、1次側第1巻線グループ、1次側第2巻線グループおよび2次側第2巻線グループはこの順に積層されている
ことを特徴とする請求項3記載のスイッチング電源装置。 - 前記2次側第1巻線グループ、1次側第1巻線グループ、2次側第2巻線グループおよび1次側第2巻線グループはこの順に積層されている
ことを特徴とする請求項3記載のスイッチング電源装置。 - 前記2次側第1巻線グループは2次側第1サブ巻線グループおよび2次側第2サブ巻線グループを互いに並列に接続してなり、前記2次側第2巻線グループは2次側第3サブ巻線グループおよび2次側第4サブ巻線グループを互いに並列に接続してなり、
前記2次側第1サブ巻線グループ、1次側第1巻線グループ、2次側第2サブ巻線グループ、2次側第3サブ巻線グループ、1次側第2巻線グループおよび2次側第4サブ巻線グループはこの順に積層されている
ことを特徴とする請求項3記載のスイッチング電源装置。 - 前記トランスは、中足の設けられた磁心を有し、
前記2次側第1巻線グループ、2次側第2巻線グループ、1次側第1巻線グループおよび1次側第2巻線グループはそれぞれ、前記中足の延在方向に平行な円筒面内に巻回されている
ことを特徴とする請求項2記載のスイッチング電源装置。 - 前記2次側第1巻線グループ、1次側第1巻線グループ、1次側第2巻線グループおよび2次側第2巻線グループはこの順に積層されている
ことを特徴とする請求項7記載のスイッチング電源装置。 - 前記2次側第1巻線グループ、1次側第1巻線グループ、2次側第2巻線グループおよび1次側第2巻線グループはこの順に積層されている
ことを特徴とする請求項7記載のスイッチング電源装置。 - 前記2次側第1巻線グループは2次側第1サブ巻線グループおよび2次側第2サブ巻線グループを互いに並列に接続してなり、前記2次側第2巻線グループは2次側第3サブ巻線グループおよび2次側第4サブ巻線グループを互いに並列に接続してなり、
前記2次側第1サブ巻線グループ、1次側第1巻線グループ、2次側第2サブ巻線グループ、2次側第3サブ巻線グループ、1次側第2巻線グループおよび2次側第4サブ巻線グループはこの順に積層されている
ことを特徴とする請求項7記載のスイッチング電源装置。 - 1次側第1巻線グループおよび1次側第2巻線グループを互いに接続して構成された1次側巻線グループと、2次側第1巻線グループおよび2次側第2巻線グループを互いに接続して構成された2次側巻線グループとを有するトランスと、
前記1次側第1巻線グループおよび前記1次側第2巻線グループが互いに逆位相に時分割駆動されるようにスイッチング動作を行うスイッチング回路と、
前記スイッチング回路の動作に応じて前記2次側巻線グループに現れる交流電圧を整流し平滑化する整流平滑回路と
を備え、
前記2次側第1巻線グループおよび前記2次側第2巻線グループは、前記スイッチング回路の動作に応じて互いに逆位相に時分割駆動され、
前記1次側第1巻線グループは、前記2次側第1巻線グループが駆動されているときに前記2次側巻線グループとの磁気結合がより密となる1次側第1サブ巻線グループと、より疎となる1次側第2サブ巻線グループとを互いに直列に接続して構成され、
前記1次側第2巻線グループは、前記2次側第2巻線グループが駆動されているときに前記2次側巻線グループとの磁気結合がより密となる1次側第3サブ巻線グループと、より疎となる1次側第4サブ巻線グループとを互いに直列に接続して構成されている
ことを特徴とするスイッチング電源装置。 - 1次側第1巻線グループおよび1次側第2巻線グループを互いに接続して構成された1次側巻線グループと、2次側第1巻線グループおよび2次側第2巻線グループを互いに接続して構成された2次側巻線グループとを有するトランスと、
前記1次側第1巻線グループおよび前記1次側第2巻線グループが互いに逆位相に時分割駆動されるようにスイッチング動作を行うスイッチング回路と、
前記スイッチング回路の動作に応じて前記2次側第1巻線グループおよび2次側第2巻線グループが互いに逆位相に時分割駆動されるように前記2次側巻線グループに接続された第1整流素子および第2整流素子を有し、前記スイッチング回路の動作に応じて前記2次側巻線グループに現れる交流電圧を整流し平滑化する整流平滑回路と、
を備え、
前記1次側第1巻線グループは、前記2次側第2巻線グループよりも前記2次側第1巻線グループに近く配置された1次側第1サブ巻線グループと、前記2次側第1巻線グループよりも前記2次側第2巻線グループに近く配置された1次側第2サブ巻線グループとを互いに直列に接続して構成され、
前記1次側第2巻線グループは、前記2次側第1巻線グループよりも前記2次側第2巻線グループに近く配置された1次側第3サブ巻線グループと、前記2次側第2巻線グループよりも前記2次側第1巻線グループに近く配置された1次側第4サブ巻線グループとを互いに直列に接続して構成されている
ことを特徴とするスイッチング電源装置。 - 前記トランスは、中足の設けられた磁心を有し、
前記2次側第1巻線グループ、2次側第2巻線グループ、1次側第1サブ巻線グループ、1次側第2サブ巻線グループ、1次側第3サブ巻線グループおよび1次側第4サブ巻線グループはそれぞれ、前記中足の延在方向に垂直な面内に巻回されている
ことを特徴とする請求項12記載のスイッチング電源装置。 - 前記2次側第1巻線グループ、1次側第1サブ巻線グループ、1次側第2サブ巻線グループ、2次側第2巻線グループ、1次側第3サブ巻線グループおよび1次側第4サブ巻線グループはこの順に積層されている
ことを特徴とする請求項13記載のスイッチング電源装置。 - 前記2次側第1巻線グループ、1次側第1サブ巻線グループ、1次側第2サブ巻線グループ、1次側第4サブ巻線グループ、1次側第3サブ巻線グループおよび2次側第2巻線グループはこの順に積層されている
ことを特徴とする請求項13記載のスイッチング電源装置。 - 前記2次側第1巻線グループは2次側第1サブ巻線グループおよび2次側第2サブ巻線グループを互いに並列に接続してなり、前記2次側第2巻線グループは2次側第3サブ巻線グループおよび2次側第4サブ巻線グループを互いに並列に接続してなり、
前記2次側第1サブ巻線グループ、1次側第1サブ巻線グループ、1次側第2サブ巻線グループ、2次側第3サブ巻線グループ、2次側第2サブ巻線グループ、1次側第4サブ巻線グループ、1次側第3サブ巻線グループおよび2次側第4サブ巻線グループはこの順に積層されている
ことを特徴とする請求項13記載のスイッチング電源装置。 - 前記トランスは、中足の設けられた磁心を有し、
前記2次側第1巻線グループ、2次側第2巻線グループ、1次側第1サブ巻線グループ、1次側第2サブ巻線グループ、1次側第3サブ巻線グループおよび1次側第4サブ巻線グループはそれぞれ、前記中足の延在方向に平行な円筒面内に巻回されている
ことを特徴とする請求項12記載のスイッチング電源装置。 - 前記2次側第1巻線グループ、1次側第1サブ巻線グループ、1次側第2サブ巻線グループ、2次側第2巻線グループ、1次側第3サブ巻線グループおよび1次側第4サブ巻線グループはこの順に積層されている
ことを特徴とする請求項17記載のスイッチング電源装置。 - 前記2次側第1巻線グループ、1次側第1サブ巻線グループ、1次側第2サブ巻線グループ、1次側第4サブ巻線グループ、1次側第3サブ巻線グループおよび2次側第2巻線グループはこの順に積層されている
ことを特徴とする請求項17記載のスイッチング電源装置。 - 前記2次側第1巻線グループは2次側第1サブ巻線グループおよび2次側第2サブ巻線グループを互いに並列に接続してなり、前記2次側第2巻線グループは2次側第3サブ巻線グループおよび2次側第4サブ巻線グループを互いに並列に接続してなり、
前記2次側第1サブ巻線グループ、1次側第1サブ巻線グループ、1次側第2サブ巻線グループ、2次側第3サブ巻線グループ、2次側第2サブ巻線グループ、1次側第4サブ巻線グループ、1次側第3サブ巻線グループおよび2次側第4サブ巻線グループはこの順に積層されている
ことを特徴とする請求項17記載のスイッチング電源装置。
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