JP5685815B2 - トランスおよびスイッチング電源装置 - Google Patents

トランスおよびスイッチング電源装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5685815B2
JP5685815B2 JP2010011682A JP2010011682A JP5685815B2 JP 5685815 B2 JP5685815 B2 JP 5685815B2 JP 2010011682 A JP2010011682 A JP 2010011682A JP 2010011682 A JP2010011682 A JP 2010011682A JP 5685815 B2 JP5685815 B2 JP 5685815B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
winding
leg
portions
transformer
core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010011682A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010246364A (ja
Inventor
中堀　渉
渉 中堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2010011682A priority Critical patent/JP5685815B2/ja
Priority to US12/719,542 priority patent/US8188830B2/en
Priority to EP10002708.5A priority patent/EP2230673B1/en
Priority to CN201010146546XA priority patent/CN101840769B/zh
Publication of JP2010246364A publication Critical patent/JP2010246364A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5685815B2 publication Critical patent/JP5685815B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2804—Printed windings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006—Printed inductances
    • H01F17/0013—Printed inductances with stacked layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/255—Magnetic cores made from particles

Description

本発明は、磁芯および導電部材を有するトランス、およびそのようなトランスを備えたスイッチング電源装置に関する。
従来より、スイッチング電源装置として種々のＤＣ−ＤＣコンバータが提案され、実用に供されている。その多くは、電力変換トランス（変圧素子）の１次側巻線に接続されたスイッチング回路（インバータ回路）のスイッチング動作により直流入力電圧をスイッチングし、スイッチング出力（インバータ出力）を電力変換トランス（トランス）の２次側巻線に取り出す方式である。スイッチング回路のスイッチング動作に伴い、２次側巻線に現れる電圧は、整流回路によって整流された後、平滑回路によって直流に変換されて出力される。
この種のスイッチング電源装置では、上記トランスの磁芯として、例えばＥ型コア（ＥＥコア，ＥＩコアなど）や、Ｕ型コア（ＵＵコア，ＵＩコアなど；例えば、特許文献１参照）等が用いられている。このうち、Ｅ型コアでは、中央脚を周回するように、中央脚と両外脚との間に導体が通るようにして巻線が巻回しているのに対して、Ｕ型コアでは、両脚とも脚の内側に導体が通るようにして巻線が巻回している。そのため、Ｕ型コアの両脚の脚間隔は、Ｅ型コアの中央脚と両外脚との脚間隔のおよそ２倍となっている。
特開２００８−２５３１１３号公報
ここで、上記特許文献１のようなＵ型コアを磁芯として用いたトランスでは、Ｅ型コアを用いた場合と比べて２次側巻線の放熱経路を拡大することができるため、巻線の温度を低減することができる。よって、複数のインバータ回路やトランス等を並列運転させることなく、スイッチング電源装置全体として大電流を扱うことが可能となる。
ところが、このようなＵ型コアを用いた場合、Ｅ型コアを用いた場合に比べ、上部コアおよび下部コアの厚みが大きくなってしまい、コア部分の低背化を図ることが難しかった。これは、Ｕ型コアでは内のりの部分に磁束が集中し易いことから、コアの幅をＥ型コアと等しくした場合、磁束密度を下げるためにはコア厚を大きくする必要があるからである。
また、Ｕ型コアでは、上記のように脚の間隔を広く取る必要があるため、ヒートシンクとしてのベースプレート方向に放熱経路が限られる場合、上部コアの中央部から冷媒までの放熱経路における熱抵抗が高くなってしまう傾向にある。このため、上部コアの中央部は高温になり易かった。ここで、コア部分が高温になると、飽和磁束密度が小さくなって磁気飽和に至り、スイッチング素子の破壊に至ることや、また、材料の劣化が促進されてしまい、特に絶縁トランスでは絶縁材料の劣化は絶縁破壊に至るため、製品寿命や製品安全性に関わる。従って、コアロスを下げると共に熱抵抗を下げるためには、コアサイズを更に大きくして、磁束密度および熱抵抗を低減する必要があった。これは、装置の大型化やコストの増加につながってしまう。
このようにして、従来のＥ型コアやＵ型コアを用いたトランスでは、低背化（小型化）および放熱経路の拡大を両立化させるのが困難であったため、信頼性を向上させつつコスト低減を図るのも困難であり、改善の余地があった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、信頼性を向上させつつコスト低減を図ることが可能なトランスおよびスイッチング電源装置を提供することにある。
本発明の第１のトランスは、互いに対向する２つの基体部と、これらの２つの基体部の対向面内で互いに交差する２つの対角線上に一対ずつ配置され、２つの基体部同士を連結する４つの脚部と、を有する磁芯と、各脚部が個別に貫通する４つの貫通孔を有し、上記脚部を巻回する第１の巻線を構成する第１の導電部材と、各脚部が個別に貫通する４つの貫通孔を有し、上記脚部を巻回する第２の巻線を構成する２つの第２の導電部材とを備えたものである。これら２つの第２の導電部材は、上記第１の導電部材を挟むように配置されている。また、上記第１または第２の巻線を流れる電流によって、４つの脚部および２つの基体部の内部に磁路が形成され、４つの脚部のうち、一方の対角線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、他方の対角線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束の向きがともに上記第１の方向とは逆の第２の方向を向くように、第１および第２の巻線が巻回されている。
本発明の第１のスイッチング電源装置は、入力端子対から入力される入力電圧に対して電圧変換を行うことにより出力電圧を生成し、出力端子対から出力するものであって、上記入力端子対側に配置されたスイッチング回路と、上記出力端子対側に配置された整流回路と、これらスイッチング回路と整流回路との間に配置された上記本発明の第１のトランスとを備えたものである。ここで、上記第１の巻線は上記スイッチング回路側に配置されており、上記第２の巻線は上記整流回路側に配置されている。このスイッチング電源装置では、入力端子対から入力した入力電圧がスイッチング回路においてスイッチングされ、交流電圧が生成される。そして、この交流電圧がトランスにより変圧され、この変圧された交流電圧が整流回路によって整流されることにより、出力端子対から出力電圧が出力される。
本発明の第１のトランスおよび第１のスイッチング電源装置では、４つの脚部のうち、一方の対角線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、他方の対角線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束の向きがともに上記第１の方向とは逆の第２の方向を向くように、第１および第２の巻線が巻回されている。これにより、４つの脚部および２つの基体部の内部に、４つの脚部のうち互いに隣り合った２つの脚部と２つの基体部とをそれぞれ一方方向に通る磁路が、４つ形成される。したがって、Ｕ型コアの場合と比べ、磁路が分散されることにより磁芯における磁束密度が低下するため、コア損失が低減する。また、Ｅ型コアの場合と比べて放熱経路が拡大するため、磁芯自体の冷却と共に第１および第２の巻線の冷却がし易くなる。
本発明の第１のトランスでは、上記２つの第２の導電部材の各々において、一対の第２の巻線が互いに直列接続されるように巻回されていてもよく、あるいは、一対の第２の巻線が互いに並列接続されるように巻回されていてもよい。
本発明の第１のトランスでは、上記第１の導電部材において、第１の巻線が４つの脚部を１つずつ順に巻回しているようにしてもよく、あるいは、第１の巻線が、上記一方の対角線上の２つの脚部と上記他方の対角線上の２つの脚部とを、１つずつ順に巻回しているようにしてもよい。ただし、前者のように構成した場合、後者の場合と比べて線間容量が低減するため、高周波特性が向上する。
本発明の第１のトランスでは、上記４つの脚部において、少なくとも対向する側面同士が互いに平行となっているようにするのが好ましい。このように構成した場合、磁芯における磁束密度の集中がより効果的に緩和されるため、コア損失がより低減する。また、この場合において、４つの脚部において互いに対向する側面の反対側である外側面が、曲面となっているようにするのが更に好ましい。このように構成した場合、各脚部の周囲に対して第１および第２の巻線が巻回し易くなるため、電流経路が短縮されると共に、角部への電流分布の集中が緩和される。
本発明の第１のトランスでは、上記第１および第２の巻線が、第１および第２の導電部材の面内方向に沿って外部から取り出しが可能なように構成されているのが好ましい。このように構成した場合、これらの巻線に接続するための配線を、導電部材の面内方向から取り出せるため、このような配線を導電部材の面内に垂直な方向から取り出す場合と比べ、配線も含めた低背化が実現されると共に、配線の取り出し構造が簡易となる。
本発明の第１のトランスでは、上記４つの脚部を、基体部上の正方形状の面の四隅をなすように配置することが可能である。
本発明の第１のトランスでは、上記２つの基体部のうちの少なくとも一方に開口部が設けられているようにするのが好ましい。このように構成した場合、放熱面積が拡大することから放熱性がより向上すると共に、軽量化および部材コストの低減を図ることができる。また、この場合において、上記開口部を有する基体部と熱的に接続されたベース部と、この開口部に挿入可能な形状を有し、上記第１または第２の導電部材と熱的に接続された突起部とを有する放熱用部材を更に設けるようにするのがより好ましい。このように構成した場合、放熱面積が更に拡大することから、放熱性が更に向上する。
本発明の第２のトランスは、互いに対向する２つの基体部と、これらの２つの基体部の対向面内で互いに交差する２つの対角線上に一対ずつ配置され、２つの基体部同士を連結する４つの脚部と、を有する磁芯と、各脚部が個別に貫通する４つの貫通孔を有し、上記脚部を巻回する第１の巻線を構成する第１の導電部材と、各脚部が個別に貫通する４つの貫通孔を有し、上記脚部を巻回する第２の巻線を構成する２つの第２の導電部材とを備えたものである。これら２つの第２の導電部材は、上記第１の導電部材を挟むように配置されている。ここで、上記第１または第２の巻線を流れる電流によって、４つの脚部および２つの基体部の内部に、４つの脚部のうち互いに隣り合った２つの脚部と２つの基体部とをそれぞれ一方方向に通る磁路が４つ形成されるように、第１および第２の巻線が巻回されている。
本発明の第２のスイッチング電源装置は、入力端子対から入力される入力電圧に対して電圧変換を行うことにより出力電圧を生成し、出力端子対から出力するものであって、上記入力端子対側に配置されたスイッチング回路と、上記出力端子対側に配置された整流回路と、これらスイッチング回路と整流回路との間に配置された上記本発明の第２のトランスとを備えたものである。ここで、上記第１の巻線は上記スイッチング回路側に配置されており、上記第２の巻線は上記整流回路側に配置されている。
本発明の第２のトランスおよび第２のスイッチング電源装置では、第１または第２の巻線を流れる電流によって、４つの脚部および２つの基体部の内部に、４つの脚部のうち互いに隣り合った２つの脚部と２つの基体部とをそれぞれ一方方向に通る磁路が４つ形成されるように、第１および第２の巻線が巻回されている。これにより、Ｕ型コアの場合と比べ、磁路が分散されることにより磁芯における磁束密度が低下するため、コア損失が低減する。また、Ｅ型コアの場合と比べて放熱経路が拡大するため、磁芯自体の冷却と共に第１および第２の巻線の冷却がし易くなる。
本発明の第１のトランスおよび第１のスイッチング電源装置によれば、４つの脚部のうち、一方の対角線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、他方の対角線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束の向きがともに上記第１の方向とは逆の第２の方向を向くように、第１および第２の巻線を巻回するようにしたので、Ｕ型コアの場合と比べ、磁芯における磁束密度を低下させてコア損失を低減することができるため、コア厚（基体部の厚み）を薄くして低背化を図ることができる。また、Ｅ型コアの場合と比べて放熱経路が拡大するため、磁芯自体の冷却と共に巻線の冷却がし易くなる。よって、信頼性を向上させつつコスト低減を図ることが可能となる。
本発明の第２のトランスおよび第２のスイッチング電源装置によれば、第１または第２の巻線を流れる電流によって、４つの脚部および２つの基体部の内部に、４つの脚部のうち互いに隣り合った２つの脚部と２つの基体部とをそれぞれ一方方向に通る磁路が４つ形成されるように、第１および第２の巻線を巻回するようにしたので、Ｕ型コアの場合と比べ、磁芯における磁束密度を低下させてコア損失を低減することができるため、コア厚（基体部の厚み）を薄くして低背化を図ることができる。また、Ｅ型コアの場合と比べて放熱経路が拡大するため、磁芯自体の冷却と共に巻線の冷却がし易くなる。よって、信頼性を向上させつつコスト低減を図ることが可能となる。
本発明の一実施の形態に係るスイッチング電源装置の構成を表す回路図である。 図１に示したトランスにおける主要部の外観構成を表す斜視図である。 図２に示したトランスの外観構成を表す分解斜視図である。 図３に示したトランスにおいて形成される還流磁路の例を表す模式図である。 図１に示したスイッチング電源装置の基本動作を説明するための回路図である。 図１に示したスイッチング電源装置の基本動作を説明するための回路図である。 比較例１に係るトランスにおける主要部の外観構成を模式的に表す分解斜視図である。 比較例２に係るトランスにおける主要部の外観構成を模式的に表す分解斜視図である。 図３に示したトランスの作用について説明するための平面模式図である。 本発明の変形例１に係るトランスにおける主要部の外観構成を表す分解斜視図である。 本発明の変形例２に係るスイッチング電源装置の構成を表す回路図である。 図１１に示したトランスにおける主要部の外観構成を表す分解斜視図である。 図１１に示したスイッチング電源装置の基本動作を説明するための回路図である。 図１１に示したスイッチング電源装置の基本動作を説明するための回路図である。 本発明の変形例３に係るスイッチング電源装置の構成を表す回路図である。 図１５に示したトランスにおける主要部の外観構成を表す分解斜視図である。 本発明の変形例４に係るスイッチング電源装置の構成を表す回路図である。 図１７に示したトランスにおける主要部の外観構成を表す分解斜視図である。 本発明の変形例５に係るトランスにおける主要部の外観構成を表す斜視図である。 図１９に示したトランスの外観構成を表す分解斜視図である。 本発明の他の変形例に係るトランスにおける上部コアおよび下部コアの外観構成を表す平面図である。 本発明の他の変形例に係るトランスにおける上部コアおよび下部コアの外観構成を表す平面図である。 本発明の他の変形例に係るインバータ回路の構成を表す回路図である。 本発明の他の変形例に係るトランスおよび整流回路の構成を表す分解斜視図および回路図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
［実施の形態］
（スイッチング電源装置の全体構成例）
図１は、本発明の一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。このスイッチング電源装置は、高圧バッテリ１０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、図示しない低圧バッテリに供給して負荷Ｌを駆動するＤＣ−ＤＣコンバータとして機能するものである。
このスイッチング電源装置は、１次側高圧ラインＬ１Ｈと１次側低圧ラインＬ１Ｌとの間に設けられた入力平滑コンデンサ２と、１次側高圧ラインＬ１Ｈと１次側低圧ラインＬ１Ｌとの間に設けられたインバータ回路１と、１次側巻線４１（４１Ａ〜４１Ｄ）および２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄを有するトランス４とを備えている。１次側高圧ラインＬ１Ｈの入力端子Ｔ１と１次側低圧ラインＬ１Ｌの入力端子Ｔ２との間には、高圧バッテリ１０から出力される直流入力電圧Ｖinが印加されるようになっている。このスイッチング電源装置はまた、トランス４の２次側に設けられた整流回路５と、この整流回路５に接続された平滑回路６とを備えている。
入力平滑コンデンサ２は、入力端子Ｔ１，Ｔ２から入力された直流入力電圧Ｖinを平滑化するためのものである。
インバータ回路１は、４つのスイッチング素子１１〜１４から構成されたフルブリッジ型の回路構成となっている。具体的には、スイッチング素子１１，１２の一端同士が互いに接続されると共にスイッチング素子１３，１４の一端同士が互いに接続され、これらの一端同士は、トランス４の１次側巻線４１Ａ〜４１Ｄを介して互いに接続されている。また、スイッチング素子１１，１３の他端同士が互いに接続されると共にスイッチング素子１２，１４の他端同士が互いに接続され、これらの他端同士は、それぞれ入力端子Ｔ１，Ｔ２に接続されている。インバータ回路１はこのような構成により、図示しない駆動回路から供給される駆動信号に応じて、入力端子Ｔ１，Ｔ２間に印加される直流入力電圧Ｖinを交流電圧に変換し出力するようになっている。
なお、これらスイッチング素子１１〜１４としては、例えば電界効果型トランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ；Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などのスイッチ素子が用いられる。
トランス４は、後述する互いに対向する上部コアＵＣおよび下部コアＤＣから構成される磁芯４０と、４つの１次側巻線４１Ａ〜４１Ｄと、４つの２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄとを有している。このうち、１次側巻線４１Ａ〜４１Ｄは、互いに直列接続されている。具体的には、１次側巻線４１Ａでは、一端がスイッチング素子１３，１４の一端同士に接続され、他端が１次側巻線４１Ｂの一端に接続されている。そして、１次側巻線４１Ｂの他端は１次側巻線４１Ｃの一端に接続され、１次側巻線４１Ｃの他端は１次側巻線４１Ｄの一端に接続され、１次側巻線４１Ｄの他端はスイッチング素子１１，１２の一端同士に接続されている。また、トランス４の２次側では、２次側巻線４２Ａ，４２Ｃが互いに直列接続されると共に、２次側巻線４２Ｃ，４２Ｄが互いに直列接続されている。具体的には、２次側巻線４２Ａでは、一端が後述する整流ダイオード５１のカソードに接続され、他端が２次側巻線４２Ｃの一端に接続されている。また、２次側巻線４２Ｂでは、一端が後述する整流ダイオード５２のカソードに接続され、他端が２次側巻線４２Ｄの一端に接続されている。そして、２次側巻線４２Ｃ，４２Ｄの他端同士が接続点（センタタップ）Ｐ１で互いに接続され、このセンタタップＰ１からの配線が出力ラインＬＯに導かれている。このトランス４は、インバータ回路１によって生成された入力交流電圧（トランス４に入力される交流電圧）を変圧し、一対の２次側巻線４２Ａ，４２Ｂと、一対の２次側巻線４２Ｂ，４２Ｂとの各端部（センタタップＰ１とは反対側の端部）から、互いに１８０度位相が異なる交流電圧を出力するようになっている。この場合の変圧の度合いは、１次側巻線４１Ａ〜４１Ｄと２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄとの巻数比によって定まる。なお、この整流回路５および上記したトランス４の詳細構成については、後述する。
整流回路５は、一対の整流ダイオード５１，５２からなる単相全波整流型のものである。整流ダイオード５１のカソードは２次側巻線４２Ａの一端に接続され、整流ダイオード５２のカソードは２次側巻線４２Ｂの一端に接続されている。また、これら整流ダイオード５１，５２のアノード同士は互いに接続点Ｐ２において接続され、接地ラインＬＧに導かれている。つまり、この整流回路５はセンタタップ型のアノードコモン接続の構成となっており、トランス４からの出力交流電圧の各半波期間を、それぞれ整流ダイオード５１，５２によって個別に整流している。
平滑回路６は、チョークコイル６１と出力平滑コンデンサ６２とを含んで構成されている。チョークコイル６１は出力ラインＬＯに挿入配置されており、一端がセンタタップＰ１に接続され、他端が出力ラインＬＯの出力端子Ｔ３に接続されている。出力平滑コンデンサ６２は、出力ラインＬＯと接地ラインＬＧとの間に接続されている。また、接地ラインＬＧの端部には、出力端子Ｔ４が設けられている。このような構成により平滑回路６では、整流回路５で整流された電圧を平滑化して直流出力電圧Ｖoutを生成し、これを出力端子Ｔ３，Ｔ４から低圧バッテリ（図示せず）に出力して給電するようになっている。
（トランス４の詳細構成）
次に、図２〜図４を参照して、本発明の主な特徴的部分であるトランス４の詳細構成について説明する。ここで、図２は、トランス４における主要部の外観構成を斜視図で表したものであり、図３は、このトランス４の外観構成を分解斜視図で表したものである。また、図４は、トランス４において形成される還流磁路の例を模式的に表したものである。
図２および図３に示したように、トランス４は、互いに対向する上部コアＵＣおよび下部コアＤＣからなるコア材（磁芯４０）に対して、１次側巻線４１Ａ〜４１Ｄを構成するプリントコイル４１０と、２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄを構成する２枚の板金４２１，４２２とが、それぞれ、以下説明する４つの脚部の延在方向（垂直方向）に垂直な面内（水平面内）に巻回された構造となっている。上部コアＵＣは、ベースコアＵＣｂと、このベースコアＵＣｂから上記垂直方向（貫通方向）に延びた４本の脚部分である第１脚部ＵＣ１、第２脚部ＵＣ２、第３脚部ＵＣ３および第４脚部ＵＣ４とから構成されている。また、下部コアＤＣは、ベースコアＤＣｂと、このベースコアＤＣｂから上記垂直方向（貫通方向）に延びた４本の脚部分である第１脚部ＤＣ１、第２脚部ＤＣ２、第３脚部ＤＣ３および第４脚部ＤＣ４とから構成されている。これらの第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４は、ベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの対向面内で互いに交差する２直線（２つの対角線）上に、一対ずつ離間して配置されている。そして、これらの４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４は、互いに対向する２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂ同士を磁気的に連結するようになっている。具体的には、ここでは、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４は、ベースコアＵＣｂ，ＤＣｂ上の正方形状の面の四隅をなすように配置されている。すなわち、これら４つの脚部は、矩形状（正方形状）のベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの四隅に配置されている。そして、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１と第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３とが、互いに一方の対角線上の両端に配置されて脚部対（第１の脚部対）を構成すると共に、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２と第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４とが、互いに他方の対角線上の両端に配置されて脚部対（第２の脚部対）を構成している。なお、上部コアＵＣおよび下部コアＤＣはそれぞれ、例えばフェライトなどの磁性材料により構成され、以下説明するプリントコイル４１０および板金４２１，４２２はそれぞれ、例えば銅やアルミニウムなどの導電性材料により構成されている。
プリントコイル４１０には、各脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４が個別に貫通する４つの貫通孔４１０Ａ〜４１０Ｄが設けられている。貫通孔４１０Ａには第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１が貫通し、貫通孔４１０Ｂには第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２が貫通し、貫通孔４１０Ｃには第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３が貫通し、貫通孔４１０Ｄには第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４が貫通している。また、このプリントコイル４１０では、接続ラインＬ２１側から接続ラインＬ２２側へ向けて、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１を巻回する１次側巻線４１Ａ、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２を巻回する１次側巻線４１Ｂ、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３を巻回する１次側巻線４１Ｃおよび第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４を巻回する１次側巻線４１Ｄが、この順に直列接続されている。言い換えると、１次側巻線４１Ａ〜４１Ｄが、これらの４つの脚部を１つずつ順に巻回している。
２枚の板金４２１，４２２は、プリントコイル４１０を上下方向から挟み込むように配置されている。板金４２１には、各脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４が個別に貫通する４つの貫通孔４２１Ａ〜４２１Ｄが設けられている。同様に、板金４２２にも、各脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４が個別に貫通する４つの貫通孔４２２Ａ〜４２２Ｄが設けられている。貫通孔４２１Ａ，４２２Ａには第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１が貫通し、貫通孔４２１Ｂ，４２２Ｂには第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２が貫通し、貫通孔４２１Ｃ，４２２Ｃには第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３が貫通し、貫通孔４２１Ｄ，４２２Ｄには第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４が貫通している。これら２枚の板金４２１，４２２では、一対の第２の巻線が互いに直列接続されるように巻回されている。具体的には、板金４２１では、ダイオード５１のカソード側から出力ラインＬＯ上の接続点Ｐ１側へ向けて、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１を巻回する２次側巻線４２Ａと、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３を巻回する２次側巻線４２Ｃとが、この順に直列接続されている。また、板金４２２では、ダイオード５２のカソード側から出力ラインＬＯ上の接続点Ｐ１側へ向けて、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２を巻回する２次側巻線４２Ｂと、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４を巻回する２次側巻線４２Ｄとが、この順に直列接続されている。
なお、ここでは、１次側巻線４１Ａ〜４１Ｄおよび２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄがそれぞれ、配線（接続ラインＬ２１，Ｌ２２、出力ラインＬＯまたは接地ラインＬＧ）を介して、プリントコイル４１０および板金４２１，４２２の面内方向に沿って外部から取り出しが可能なように構成されている。
このような構成によりトランス４では、例えば図３および図４中の矢印で示したように、１次側巻線４１Ａ〜４１Ｄまたは２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄを流れる電流（後述する電流Ｉａ１，Ｉｂ１，Ｉａ２，Ｉｂ２）によって、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４および２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの内部に磁路（還流磁路）が形成されるようになっている。これにより、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４内の貫通方向に、磁束が形成される。なお、図３中の貫通孔４１０Ａ〜４１０Ｄ内に示した磁束の向きを表す矢印は、実線のものが、電流Ｉａ１，Ｉａ２が流れるときに形成されるものに、破線のものが、電流Ｉｂ１，Ｉｂ２が流れるときに形成されるものにそれぞれ対応している。また、図４（Ａ）は、電流Ｉａ１，Ｉａ２が流れるときに形成される還流磁路を、図４（Ｂ）は、電流Ｉｂ１，Ｉｂ２が流れるときに形成される還流磁路を、それぞれ表している。そして、このような４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４内に形成される磁束の向きが、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３からなる第１の脚部対内で互いに同一方向であると共に、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４からなる第２の脚部対内で互いに同一方向となっている。また、これら第１の脚部対と第２の脚部対との間で、磁束の向きが互いに逆方向となっている。言い換えると、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３の各内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４の各内部に生ずる磁束がともに上記第１の方向とは逆の第２の方向を向くようになっている。さらに、例えば図４に示したように、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂと、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂと、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂと、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４および第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂと、からなる４つの環状磁路が形成されている。すなわち、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１では、環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂと環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂとが共有化され、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２では、環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂと環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂとが共有化され、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３では、環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂと環状磁路Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂとが共有化され、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４では、環状磁路Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂと環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂとが共有化されている。言い換えると、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４および２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの内部に、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４のうち互いに隣り合った２つの脚部と２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂとをそれぞれ一方方向に通る磁路が４つ形成されている。そして、詳細は後述するが、これら４つの環状磁路の形成領域が、ベースコアＵＣｂ，ＤＣｂ上において４つの脚部間を周回するようになっている。
ここで、入力端子Ｔ１，Ｔ２が本発明における「入力端子対」の一具体例に対応し、出力端子Ｔ３，Ｔ４が本発明における「出力端子対」の一具体例に対応する。また、１次側巻線４１（４１Ａ〜４１Ｄ）が本発明における「第１の巻線」の一具体例に対応し、２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄが本発明における「第２の巻線」の一具体例に対応する。また、インバータ回路１が、本発明における「スイッチング回路」の一具体例に対応する。また、プリントコイル４１０が本発明における「第１の導電部材」の一具体例に対応し、板金４２１，４２２が本発明における「第２の導電部材」の一具体例に対応する。また、ベースコアＵＣｂ，ＤＣｂが本発明における「２つの基体部」の一具体例に対応し、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２、第３脚部ＵＤＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４が、本発明における「４つの脚部」の一具体例に対応する。
次に、本実施の形態のスイッチング電源装置の作用および効果について説明する。
（スイッチング電源装置の基本動作例）
最初に、図５および図６を参照して、スイッチング電源装置の基本動作について説明する。
このスイッチング電源装置では、インバータ回路１において、入力端子Ｔ１，Ｔ２から供給される直流入力電圧Ｖinがスイッチングされて交流電圧が生成され、この交流電圧がトランス４の１次側巻線４１Ａ〜４１Ｄへ供給される。そしてトランス４では交流電圧が変圧され、２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄから、変圧された交流電圧が出力される。
整流回路５では、トランス４から出力された交流電圧が、整流ダイオード５１，５２によって整流される。これにより、センタタップＰ１と整流ダイオード５１，５２の接続点Ｐ２との間に、整流出力が発生する。
平滑回路６では、この整流回路５において発生する整流出力が、チョークコイル６１と出力平滑コンデンサ６２とによって平滑化され、出力端子Ｔ３，Ｔ４から直流出力電圧Ｖoutとして出力される。そしてこの直流出力電圧Ｖoutは、図示しない低圧バッテリに給電されてその充電に供されると共に、負荷Ｌが駆動される。
また、このスイッチング電源装置では、インバータ回路１において、スイッチング素子１１，１４がオン状態になる期間と、スイッチング素子１２，１３がオン状態になる期間とが、交互に繰り返される。したがって、このスイッチング電源装置の動作をより詳細に説明すると、以下のようになる。
まず、図５に示したように、インバータ回路１のスイッチング素子１１，１４がそれぞれオン状態になると、スイッチング素子１１から１次側巻線４１Ｄ〜４１Ａを介してスイッチング素子１４の方向に、図示したような１次側ループ電流Ｉａ１が流れる。すると、トランス４の２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄにそれぞれ現れる電圧は、整流ダイオード５２に対して逆方向となる一方、整流ダイオード５１に対して順方向となる。このため、図示したように、整流ダイオード５１から２次側巻線４２Ａ，４２Ｃ、チョークコイル６１および出力平滑コンデンサ６２を順に通る２次側ループ電流Ｉａ２が流れる。そしてこの２次側ループ電流Ｉａ２により、直流出力電圧Ｖoutが図示しない低圧バッテリに給電されると共に、負荷Ｌが駆動される。
一方、図６に示したように、インバータ回路１のスイッチング素子１１，１４がそれぞれオフ状態になると共に、インバータ回路１のスイッチング素子１２，１３がそれぞれオン状態になると、スイッチング素子１３から１次側巻線４１Ａ〜４１Ｄを介してスイッチング素子１２の方向に、図示したような１次側ループ電流Ｉｂ１が流れる。すると、トランス４の２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄにそれぞれ現れる電圧は、整流ダイオード５１に対して逆方向となる一方、整流ダイオード５２に対して順方向となる。このため、整流ダイオード５２から２次側巻線４２Ｂ，４２Ｄ、チョークコイル６１および出力平滑コンデンサ６２を順に通る２次側ループ電流Ｉｂ２が流れる。そしてこの２次側ループ電流Ｉｂ２により、直流出力電圧Ｖoutが図示しない低圧バッテリに給電されると共に、負荷Ｌが駆動される。
（トランス４の作用）
次に、図２〜図４に加えて図７〜図９を参照して、本実施の形態のスイッチング電源装置における特徴的部分の作用について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。ここで、図７は、比較例１に係るトランス４００Ａにおける主要部の外観構成を模式的に分解斜視図で表したものである。また、図８は、比較例２に係るトランス４００Ｂにおける主要部の外観構成を模式的に分解斜視図で表したものである。
まず、図７に示した比較例１に係るトランス４００Ａは、磁芯を構成する上部コアＵＣ１００および下部コアＤＣ１００がそれぞれ、ベースコアＵＣｂ，ＤＣｂと、１つの中脚部ＵＣｃ，ＤＣｃと、２つの外脚部ＵＣ１〜ＵＣ２，ＤＣ１〜ＤＣ２とを有するＥ型コア（ＥＥコア）となっている。そして、中脚部ＵＣｃ，ＤＣｃの周囲（外脚部ＵＣ１，ＤＣ１と外脚部ＵＣ２，ＤＣ２との間）を、１次側巻線Ｐ１０１および２次側巻線Ｐ１０２Ａ，Ｐ１０２Ｂが巻回する構造となっている。
一方、図８に示した比較例２に係るトランス４００Ｂは、磁芯を構成する上部コアＵＣ２００および下部コアＤＣ２００がそれぞれ、ベースコアＵＣｂ，ＤＣｂと、２つの脚部ＵＣ１，ＵＣ２とを有するＵ型コア（ＵＩコア）となっている。また、プリントコイル４０１には２つの貫通孔４０１Ａ，４０１Ｂが設けられており、１次側巻線を構成している。また、２つの板金４０２−１，４０２−２にはそれぞれ、２つの貫通孔４０２−１Ａ〜４０２−１Ｂ，４０２−２Ａ，４０２−２Ｂが設けられており、２次側巻線を構成している。なお、これらの板金４０２−１，４０２−２間には、整流回路を構成する整流ダイオード５０１，５０２が接続されている。
ここで、比較例２のようなＵ型コアを磁芯として用いたトランス４００Ｂでは、比較例１のようなＥ型コアを用いたトランス４００Ａと比べ、２次側巻線の放熱経路を拡大することができるため、巻線の温度を低減することができる。よって、複数のインバータ回路等を並列運転させることなく、スイッチング電源装置全体として大電流を扱うことが可能となる。
ところが、このようなＵ型コアを用いた場合、Ｅ型コアを用いた場合に比べ、上部コアおよび下部コアの厚みが大きくなってしまい、コア部分の低背化を図ることが難しかった。これは、以下の理由によるものである。すなわち、まず、コアの幅および断面積が、Ｅ型コアとＵ型コアとで等しい条件において、Ｅ型コアを用いた場合は、中央脚の断面積を１とすると、磁路が上部コアで２つに分流するため、上部コアにおける断面積は１／２となる。一方、Ｕ型コアを用いた場合、磁路が単一であることから、両脚部と上部コアとでは、断面積が同一となるためである。また、Ｕ型コアでは内のりの部分に磁束が集中し易いことから、コアの幅をＥ型コアと等しくした場合、磁束密度を下げるためにはコア厚を更に大きくする必要があるからである。
また、Ｕ型コアでは、前述したように２つの脚部ＵＣ１，ＵＣ２の間隔を広く取る必要があるため、ヒートシンクとしてのベースプレート（ベースコアＤＣｂ）方向に放熱経路が限られる場合、上部コアＵＣ２００の中央部から冷媒までの放熱経路における熱抵抗が高くなってしまう。このため、上部コアＵＣ２００の中央部（ベースコアＵＣｂ）は高温になり易い。ここで、コア部分が高温になると、飽和磁束密度が小さくなって磁気飽和に至り、スイッチング素子の破壊に至ることや、また、材料の劣化が促進されてしまい、特に絶縁トランスでは絶縁材料の劣化は絶縁破壊に至るため、製品寿命や製品安全性に関わる。従って、コアロスを下げると共に熱抵抗を下げるためには、コアサイズを更に大きくして、磁束密度および熱抵抗を低減する必要がある。これは、装置の大型化やコストの増加につながってしまう。
また、コアロスには温度依存性があり、常温からある温度まではコアロスは減少するが、ある温度を超えるとコアロスは増加に転ずる。このある温度におけるコアロス最低点を超えてまで使用する場合、温度が上がるほどコアロスは増加するため、放熱（冷却）と釣り合わないと熱暴走してしまう。
さらに、例えばフェライトコアを用いた場合では、フェライトは銅やアルミに比べ熱伝導率が低いため、フェライトコア内部で発生したコアロスによる熱を外部へ放熱することが難しい。
このようにして、比較例１，２に係る従来のＥ型コアやＵ型コアを用いたトランス４００Ａ，４００Ｂでは、低背化（小型化）および放熱経路の拡大を両立化させるのが困難であるため、信頼性を向上させつつコスト低減を図るのも困難である。
そこで、本実施の形態のトランス４では、図３および図４に示したように、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４内に形成される磁束の向きが、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３からなる第１の脚部対内で互いに同一方向であると共に、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４からなる第２の脚部対内で互いに同一方向となっている。また、これら第１の脚部対と第２の脚部対との間で、磁束の向きが互いに逆方向となっている。言い換えると、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３の各内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４の各内部に生ずる磁束がともに上記第１の方向とは逆の第２の方向を向いている。
そして、このような磁束の向きとなるように、１次側巻線４１Ａ〜４１Ｄおよび２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄが巻回されていることにより、例えば図４および図９（Ｂ）に示したように、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂと、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂと、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂと、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４および第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂと、からなる４つの環状磁路が形成される。そして、これら４つの環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂ、Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂ、Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂおよびＢ４１ａ，Ｂ４１ｂの形成領域が、ベースコアＵＣｂ，ＤＣｂ上において４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４間を周回するようになる。すなわち、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１では、環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂと環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂとが共有化され、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２では、環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂと環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂとが共有化され、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３では、環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂと環状磁路Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂとが共有化され、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４では、環状磁路Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂと環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂとが共有化されている。言い換えると、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４および２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの内部に、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４のうち互いに隣り合った２つの脚部と２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂとをそれぞれ一方方向に通る磁路が４つ形成されている。
したがって、例えば図９（Ａ）（比較例）に示したように、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂと、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂと、からなる２つの環状磁路のみが形成されるように磁束の向きが設定されている場合（比較例２のようなＵ型コアが２つ設けられた場合に相当する）と比べ、磁芯４０における磁束が分散されることから、磁束密度を低下させることができ、コア損失を低減させることができる。また、比較例１のようなＥ型コアの場合と比べて放熱経路が拡大するため、磁芯４０、１次側巻線４１Ａ〜４１Ｄおよび２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄの冷却がし易くなる。
以上のように本実施の形態では、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４内の貫通方向に形成される磁束の向きが、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３からなる第１の脚部対内で互いに同一方向であると共に、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４からなる第２の脚部対内で互いに同一方向であり、かつ、これら第１の脚部対と第２の脚部対との間で互いに逆方向となるように、１次側巻線４１Ａ〜４１Ｄおよび２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄを巻回するようにしたので、上記した４つの環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂ、Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂ、Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂおよびＢ４１ａ，Ｂ４１が形成されると共に、これら４つの環状磁路の形成領域が、ベースコアＵＣｂ，ＤＣｂ上において４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４間を周回するようになる。言い換えると、本実施の形態では、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３の各内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４の各内部に生ずる磁束がともに上記第１の方向とは逆の第２の方向を向くように、１次側巻線４１Ａ〜４１Ｄおよび２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄを巻回するようにしたので、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４および２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの内部に、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４のうち互いに隣り合った２つの脚部と２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂとをそれぞれ一方方向に通る磁路が、４つ形成されるようになる。これにより、Ｕ型コアの場合と比べ、磁芯４０における磁束密度を低下させてコア損失を低減することができるため、コア厚（基体部の厚み）を薄くして低背化を図ることができる。また、Ｅ型コアの場合と比べて放熱経路が拡大するため、磁芯４０、１次側巻線４１Ａ〜４１Ｄおよび２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄの冷却がし易くなる。よって、信頼性を向上させつつコスト低減を図ることが可能となる。
また、これにより、複数のインバータ回路１やトランス４等を並列運転させることなく、スイッチング電源装置全体として大電流を扱うことが可能となる。よって、部品点数を減少させることができ、この点からもコストを低減することが可能となる。
また、プリントコイル４１０において、１次側巻線４１Ａ〜４１Ｄが、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４を１つずつ順に巻回しているようにしたので、後述する変形例１の場合と比べて線間容量を低減することができ、高周波特性を向上させることが可能となる。
さらに、１次側巻線４１Ａ〜４１Ｄおよび２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄがそれぞれ、配線（接続ラインＬ２１，Ｌ２２、出力ラインＬＯまたは接地ラインＬＧ）を介して、プリントコイル４１０および板金４２１，４２２の面内方向に沿って外部から取り出しが可能なように構成したので、このような配線をプリントコイル４１０および板金４２１，４２２の面内に垂直な方向から取り出す場合と比べ、配線も含めた低背化を実現することができると共に、配線の取り出し構造が簡易となる。
［変形例］
次に、本発明の変形例をいくつか挙げて説明する。なお、上記実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
（変形例１）
図１０は、本発明の変形例１に係るトランス４Ａにおける主要部の外観構成を分解斜視図で表したものである。このトランス４Ａは、上記実施の形態で説明したトランス４において、プリントコイル４１０の代わりにプリントコイル４１１を設けるようにしたものである。
プリントコイル４１１では、１次側巻線４１Ａ〜４１Ｄが、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３からなる脚部対と、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４からなる脚部対とを、１つずつ順に巻回している。
本変形例においても、上記実施の形態と同様の作用により、同様の効果を得ることができる。すなわち、信頼性を向上させつつコスト低減を図ることが可能となる。
（変形例２）
図１１は、本発明の変形例２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。本変形例のスイッチング電源装置は、上記実施の形態のスイッチング電源装置において、トランス４および整流回路５の代わりに、トランス４Ｂおよび整流回路５Ｂを設けるようにしたものである。
トランス４Ｂは、トランス４と同様に、磁芯４０と、４つの１次側巻線４１Ａ〜４１Ｄと、４つの２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄとを有している。ただし、このトランス４Ｂでは、２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄ間の接続態様が、トランス４とは異なっている。また、整流回路５Ｂは、整流回路５とは異なり、４つの整流ダイオード５１〜５４を有するセンタタップ型のアノードコモン接続の構成となっている。
これらのトランス４Ｂおよび整流回路５Ｂでは、２次側巻線４２Ａの一端が整流ダイオード５４のカソードに接続され、他端が接続点（センタタップ）Ｐ３に接続されている。２次側巻線４２Ｂの一端は整流ダイオード５２のカソードに接続され、他端はセンタタップＰ３に接続されている。２次側巻線４２Ｃの一端は整流ダイオード５３のカソードに接続され、他端はセンタタップＰ３に接続されている。２次側巻線４２Ｄの一端は整流ダイオード５１のカソードに接続され、他端はセンタタップＰ３に接続されている。また、整流ダイオード５１〜５４のアノード同士は接続点Ｐ４において互いに接続され、接地ラインＬＧへと導かれている。また、センタタップＰ３は、出力ラインＬＯを介して、平滑回路６内のチョークコイル６１の一端に接続されている。
次に、図１２は、本変形例のトランス４Ｂにおける主要部の外観構成を分解斜視図で表したものである。このトランス４Ａは、上記実施の形態で説明したトランス４において、板金４２１の代わりに板金４２３を、板金４２２の代わりに板金４２４を、それぞれ設けた構造となっている。
これら２枚の板金４２３，４２４では、一対の第２の巻線が互いに並列接続されるように巻回されている。具体的には、板金４２３では、ダイオード５１のカソード側から出力ラインＬＯ上の接続点Ｐ３側へ向けて、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４を巻回する２次側巻線４２Ｄと、ダイオード５２のカソード側から出力ラインＬＯ上の接続点Ｐ３側へ向けて、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２を巻回する２次側巻線４２Ｂとが、互いに並列接続されている。また、板金４２４では、ダイオード５３のカソード側から出力ラインＬＯ上の接続点Ｐ３側へ向けて、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３を巻回する２次側巻線４２Ｃと、ダイオード５４のカソード側から出力ラインＬＯ上の接続点Ｐ３側へ向けて、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１を巻回する２次側巻線４２Ａとが、互いに並列接続されている。
本変形例のスイッチング電源装置では、上記実施の形態と同様に、インバータ回路１において、スイッチング素子１１，１４がオン状態になる期間と、スイッチング素子１２，１３がオン状態になる期間とが、交互に繰り返される。したがって、このスイッチング電源装置の動作をより詳細に説明すると、以下のようになる。
まず、図１３に示したように、インバータ回路１のスイッチング素子１１，１４がそれぞれオン状態になると、上記実施の形態と同様に、スイッチング素子１１から１次側巻線４１Ｄ〜４１Ａを介してスイッチング素子１４の方向に、１次側ループ電流Ｉａ１が流れる。すると、トランス４Ｂの２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄにそれぞれ現れる電圧は、整流ダイオード５１，５４に対して逆方向となる一方、整流ダイオード５２，５３に対して順方向となる。このため、図示したように、整流ダイオード５２から２次側巻線４２Ｂ、チョークコイル６１および出力平滑コンデンサ６２を順に通る２次側ループ電流Ｉａ３１が流れる。また、これと共に、図示したように、整流ダイオード５３から２次側巻線４２Ｃ、チョークコイル６１および出力平滑コンデンサ６２を順に通る２次側ループ電流Ｉａ３２が流れる。そして、これらの２次側ループ電流Ｉａ３１，Ｉａ３２により、直流出力電圧Ｖoutが図示しない低圧バッテリに給電されると共に、負荷Ｌが駆動される。
一方、図１４示したように、インバータ回路１のスイッチング素子１１，１４がそれぞれオフ状態になると共に、インバータ回路１のスイッチング素子１２，１３がそれぞれオン状態になると、上記実施の形態と同様に、スイッチング素子１３から１次側巻線４１Ａ〜４１Ｄを介してスイッチング素子１２の方向に、１次側ループ電流Ｉｂ１が流れる。すると、トランス４Ｂの２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄにそれぞれ現れる電圧は、整流ダイオード５２，５３に対して逆方向となる一方、整流ダイオード５１，５４に対して順方向となる。このため、整流ダイオード５４から２次側巻線４２Ａ、チョークコイル６１および出力平滑コンデンサ６２を順に通る２次側ループ電流Ｉｂ３１が流れる。また、これと共に、図示したように、整流ダイオード５１から２次側巻線４２Ｄ、チョークコイル６１および出力平滑コンデンサ６２を順に通る２次側ループ電流Ｉｂ３２が流れる。そして、これらの２次側ループ電流Ｉｂ３１，Ｉｂ３２により、直流出力電圧Ｖoutが図示しない低圧バッテリに給電されると共に、負荷Ｌが駆動される。
ここで、本変形例のスイッチング電源装置においても、上記実施の形態と同様の作用により、同様の効果を得ることができる。すなわち、信頼性を向上させつつコスト低減を図ることが可能となる。
（変形例３，４）
なお、このような変形例２に係るトランス４Ｂおよび整流回路５Ｂにおいて、２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄを構成する２つの板金４２３，４２４のうち、一方の板金を設けないようにしてもよい。
すなわち、例えば図１５および図１６に示した変形例３に係るトランス４Ｃおよび整流回路５Ｃのように、板金４２３，４２４のうちの板金４２４を設けず、板金４２３のみを設けるようにしてもよい。これにより、トランス４Ｃの２次側巻線は、２次側巻線４２Ｂ，４２Ｄのみが設けられた構造となり、整流回路５Ｃでは、２つの整流ダイオード５１，５２のみが設けられた構造となる。
また、逆に図１７および図１８に示した変形例４に係るトランス４Ｄおよび整流回路５Ｄのように、板金４２３，４２４のうちの板金４２３を設けず、板金４２４のみを設けるようにしてもよい。これにより、トランス４Ｄの２次側巻線は、２次側巻線４２Ａ，４２Ｃのみが設けられた構造となり、整流回路５Ｄでは、２つの整流ダイオード５３，５４のみが設けられた構造となる。
このような構成からなる変形例３，４に係るスイッチング電源装置においても、上記実施の形態と同様の作用により、同様の効果を得ることができる。すなわち、信頼性を向上させつつコスト低減を図ることが可能となる。
また、２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄを構成する２つの板金４２３，４２４のうち、一方の板金を設けないようにしたので、１次巻線４１Ａ〜４１Ｄを有するプリントコイル４１０の表面も露出させることができるため、上記変形例２の場合と比べてプリントコイル４１０からも効果的に放熱することができ、放熱性を更に高めることが可能となる。
（変形例５）
図１９は、本発明の変形例５に係るトランス４Ｅにおける主要部の外観構成を斜視図で表したものであり、図２０は、このトランス４Ｅにおける主要部の外観構成を分解斜視図で表したものである。本変形例のトランス４Ｅは、上記実施の形態で説明したトランス４において、上部コアＵＣおよび下部コアＤＣからなる磁芯４０の代わりに、以下説明する上部コアＵＣｅおよび下部コアＤＣｅからなる磁芯４０Ｅを用いると共に、以下説明するヒートシンク４３および絶縁放熱シート４４を更に設けるようにしたものである。
上部コアＵＤｅおよび下部コアＤＣｅにはそれぞれ、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４に囲まれた中央部（中心部）付近に、矩形状（正方形状）の開口部ＵＣ０，ＤＣ０が設けられている。
ヒートシンク４３は、下部コアＤＣｅの下方に配置されており、例えばアルミニウム（Ａｌ）等の熱伝導性の高い金属材料により構成された放熱用部材である。絶縁放熱シート４４は、このヒートシンク４３と下部コアＤＣｅとの間に配置されており、例えばシリコーン系等の樹脂材料により構成されている。ヒートシンク４３は、矩形状（正方形状）のベース部（基体部）４３０と、複数の突起部４３１Ａ，４３１Ｂ，４３１Ｃ，４３１Ｄ，４３２とを有している。なお、ベース部４３０の形状はこれには限られず、他の形状であってもよい。このベース部４３０は、矩形状の突起部４３１Ａ，４３１Ｂ，４３１Ｃ，４３１Ｄと、これらの突起部に対応する形状からなる絶縁放熱シート４４の一部分とを介して、下部コアＤＣｅと熱的に接続されている。一方、突起部４３２は、下部コアＤＣｅにおける開口部ＤＣ０に嵌合される形状（ここでは正方形状）となっており、例えばこの開口部ＤＣ０の厚み程度の高さを有している。ただし、突起部４３２と開口部ＤＣ０との間に隙間が設けられるようにしてもよい。すなわち、突起部４３２の形状は、開口部ＤＣ０に対して挿入可能な形状であればよく、開口部ＤＣ０とは異なる形状であってもよい。ただし、図２０に示したように、突起部４３２が開口部ＤＣ０に嵌合される形状である場合には、下部コアＤＣｅ０とヒートシンク４３との間の位置決めがし易くなるため、望ましいと言える。突起部４３２は、ここではこの突起部４３２に対応する形状からなる絶縁放熱シート４４の一部分を介して、２次側巻線４２Ａ〜４２Ｄを構成する板金４２２と熱的に接続されている。
本変形例では、上部コアＵＤｅおよび下部コアＤＣｅにそれぞれ、上記した冷却（放熱）用の開口部ＵＣ０，ＤＣ０を設けるようにしたので、これらのコアの周辺部だけでなく中央部付近からも放熱を行うことができ（放熱面積が拡大し）、放熱性をより向上させることが可能となる。また、それと共に、磁芯４０Ｅ（トランス４Ｅ）の軽量化および部材コストの低減を図ることも可能となる。
また、上記したベース部４３０および突起部４３２を有するヒートシンク４３を設けるようにしたので、放熱面積を更に拡大させることができ、放熱性を更に向上させることが可能となる。ただし、このようなベース部４３０および突起部４３２同士が別体となっていてもよい。
なお、図２０では、上部コアＵＤｅおよび下部コアＤＣｅにそれぞれ開口部が設けられているが、これら上部コアＵＤｅおよび下部コアＤＣｅのうちの一方にのみ開口部が設けられているようにしてもよい。
また、このように上部コアＵＤｅおよび下部コアＤＣｅのそれぞれに開口部が設けられている場合には、図２０に示したような下部コアＤＣｅ側に加えて上部コアＵＣｅ側にも、絶縁放熱シート４４およびヒートシンク４３をそれぞれ設けるようにしてもよい。
更に、図２０では、突起部４３２が絶縁シート４４を介して２次側巻線の構成部材（ここでは板金４２２）と熱的に接続されている場合について説明したが、この突起部４３２が、１次側巻線の構成部材と熱的に接続されているようにしてもよい。
加えて、図１９および図２０では、放熱用部材の一例としてヒートシンク４３を挙げて説明したが、放熱用部材としてはこれには限られず、例えば、トランス４Ｅが搭載されるベースプレートや、筐体（いずれも図示せず）を放熱用部材として用いるようにしてもよい。
（その他の変形例）
以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態等では、１次側巻線（プリントコイル）や２次側巻線（板金）の形状を具体的に挙げて説明したが、これら１次側巻線（プリントコイル）や２次側巻線（板金）の形状はこの場合には限られず、他の形状でもよい。また、１次側巻線および２次側巻線が、ともにプリントコイルや板金により構成されているようにしてもよい。
具体的には、例えば上記実施の形態等では、図２１（Ａ）および図２２（Ａ）に示した上部コアＵＣ，ＵＣｅ（下部コアＤＣ，ＤＣｅ）のように、４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）の側面が曲面となっている場合について説明したが、各脚部の側面形状は、この場合には限られない。具体的には、例えば図２１（Ｂ），（Ｃ）および図２２（Ｂ），（Ｃ）に示したように、４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）において、少なくとも対向する側面同士が、互いに平行となっているようにしてもよい。このように構成した場合、磁芯４０，４０Ｅにおける磁束密度の集中がより効果的に緩和されるため、コア損失がより低減する。また、この場合において更に、例えば図２１（Ｃ）および図２２（Ｃ）に示したように、４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）において、互いに対向する側面の反対側である外側面が、曲面となっているようにしてもよい。このように構成した場合、各脚部の周囲に対して１次側巻線および２次側巻線が巻回し易くなるため、電流経路が短縮されると共に、角部への電流分布の集中が緩和される。なお、これらの図２１（Ｂ），（Ｃ）および図２２（Ｂ），（Ｃ）に示した４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）において、側面における角部が面取りされることにより、その角部の部分が、曲面または平面からなる側面となっているようにしてもよい。また、開口部ＵＣ０，ＤＣ０の形状や大きさはそれぞれ、これまで説明したような矩形状（正方形状）のものには限られず、例えば円形状や惰円形状等の種々の形状や大きさであってもよい。
また、上記実施の形態等では、４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）が、矩形状（正方形状）のベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの四隅に配置されている場合について説明したが、これらの４つの脚部の配置関係は、この場合には限られない。すなわち、４つの脚部は、ベースコア上の互いに交差する２直線上に、一対ずつ離間して配置されていればよい。また、ベースコアの形状や大きさについても、上記実施の形態等で説明した矩形状（正方形状）のものには限られず、４つの脚部の基体として機能するのであれば、どのような形状や大きさであってもよい。
また、上記実施の形態等で説明したインバータ１の代わりに、例えば図２３に示した回路構成のインバータ１Ａを設けるようにしてもよい。このインバータ１Ａは、インバータ１において、スイッチング素子１１〜１４に対して並列に、整流ダイオードＤ１〜Ｄ４およびコンデンサＣ１〜Ｃ４を配設すると共に、スイッチング素子１１，１２が配置されたアームと、スイッチング素子１３，１４が配置されたアームとに対して並列に、整流ダイオードＤ５およびコンデンサＣ５との並列接続対と、整流ダイオードＤ６およびコンデンサＣ６との並列接続対とを、互いに直列接続させた構成となっている。また、スイッチング素子１３，１４間の接続点とダイオードＤ５，Ｄ６間の接続点との間には、共振用インダクタＬｒが設けられている。また、各整流ダイオードＤ１〜Ｄ６は、逆バイアス接続されている（カソード側が１次側高圧ラインＬ１Ｈ側に接続され、アノード側が１次側低圧ラインＬ１Ｌ側に接続されている）。このような構成のインバータ１Ａを用いた場合、ＬＣ共振回路による共振作用により、整流回路５内の整流ダイオード５１，５２等に印加されるサージ電圧を効果的に抑制することが可能となる。
また、上記実施の形態等では、インバータ回路１がフルブリッジ型のインバータ回路である場合について説明したが、インバータ回路１の構成はこれには限られず、例えば、ハーフブリッジ型やフォワード型などの構成でもよい。
また、上記実施の形態等では、整流回路５，５Ｂ〜５Ｄがそれぞれ、アノードコモン接続のセンタタップ型の整流回路である場合について説明したが、整流回路の構成はこれには限られない。具体的には、例えば、アノードコモン接続ではなくカソードコモン接続のセンタタップ型でもよく、また、センタタップ型以外（例えば、フルブリッジ型やハーフブリッジ型、フォワード型、フライバック型など）の構成でもよい。また、全波整流型の整流回路ではなく、半波整流型の整流回路でもよい。具体的には、例えば図２４は、フルブリッジ型の整流回路５Ｆおよびこれに接続されたトランス４Ｆの構成回路図および分解斜視図で表したものである。この整流回路５Ｆは、４つの整流ダイオード５１〜５４を用いて構成されている。また、トランス４Ｆは、上部コアＵＣおよび下部コアＤＣからなる磁芯４０と、１次側巻線４１Ａ−１，４１Ｂ−１，４１Ｃ−１，４１Ｄ−１を構成するプリントコイル４１０−１と、１次側巻線４１Ａ−２，４１Ｂ−２，４１Ｃ−２，４１Ｄ−２を構成するプリントコイル４１０−２と、２次側巻線４２Ａ−１，４２Ｂ−１，４２Ｃ−１，４２Ｄ−１を構成するプリントコイル４２０−１と、２次側巻線４２Ａ−２，４２Ｂ−２，４２Ｃ−２，４２Ｄ−２を構成するプリントコイル４２０−２とを有している。プリントコイル４１０−１には、上部コアＵＣおよび下部コアＤＣにおける４つの脚部が個別に貫通する４つの貫通孔４１０Ａ−１，４１０Ｂ−１，４１０Ｃ−１，４１０Ｄ−１が設けられている。プリントコイル４１０−２には、上記４つの脚部が個別に貫通する４つの貫通孔４１０Ａ−２，４１０Ｂ−２，４１０Ｃ−２，４１０Ｄ−２が設けられている。プリントコイル４２０−１には、上記４つの脚部が個別に貫通する４つの貫通孔４２０Ａ−１，４２０Ｂ−１，４２０Ｃ−１，４２０Ｄ−１が設けられており、整流回路５Ｆとは接続ラインＬ３１を介して接続されている。プリントコイル４２０−２には、上記４つの脚部が個別に貫通する４つの貫通孔４２０Ａ−２，４２０Ｂ−２，４２０Ｃ−２，４２０Ｄ−２が設けられており、整流回路５Ｆとは接続ラインＬ３２を介して接続されている。
また、上記実施の形態等では、直流入力電圧Ｖinを降圧することにより直流出力電圧Ｖoutを生成する降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータについて説明したが、本発明は、逆に、直流入力電圧Ｖinを昇圧することにより直流出力電圧Ｖoutを生成する昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータにも適用することが可能である。また、これらのような一方向へ出力電圧を出力するものには限られず、双方向へ出力電圧を出力可能な双方向コンバータや、多出力型のコンバータにも適用することが可能である。
また、上記実施の形態等では、スイッチング電源装置の一例としてＤＣ−ＤＣコンバータを挙げて説明したが、本発明のトランスは、ＤＣ−ＤＣコンバータ以外のスイッチング電源装置（例えば、ＡＣ−ＤＣコンバータやＤＣ−ＡＣインバータなど）にも適用することが可能である。
さらに、上記実施の形態等において説明した変形例等を組み合わせてもよい。
１，１Ａ…インバータ回路、１１〜１４…スイッチング素子、１０…高圧バッテリ、２…入力平滑コンデンサ、４，４Ａ〜４Ｆ…トランス、４０，４０Ｅ…磁芯、４１，４１Ａ〜４１Ｄ，４１Ａ−１〜４１Ｄ−１，４１Ａ−２〜４１Ｄ−２…１次側巻線、４２Ａ〜４２Ｄ，４２Ａ−１〜４２Ｄ−１，４２Ａ−２〜４２Ｄ−２…２次側巻線、４１０，４１０−１，４１０−２，４１１，４２０−１，４２０−２…プリントコイル、４２１〜４２４…板金（板状導電部材）、４１０Ａ〜４１０Ｄ，４１０Ａ−１〜４１０Ｄ−１，４１０Ａ−２〜４１０Ｄ−２，４２０Ａ−１〜４２０Ｄ−１，４２０Ａ−２〜４２０Ｄ−２，４２１Ａ〜４２１Ｄ，４２２Ａ〜４２２Ｄ，４２３Ａ〜４２３Ｄ，４２４Ａ〜４２４Ｄ…貫通孔（開口部）、４３…ヒートシンク、４３０…ベース部、４３１Ａ〜４３１Ｄ，４３２…突起部、４４…絶縁放熱シート、５，５Ｂ〜５Ｄ，５Ｆ…整流回路、５１〜５４…整流ダイオード、６…平滑回路、６１…チョークコイル、６２…出力平滑コンデンサ、Ｌ１Ｈ…１次側高圧ライン、Ｌ１Ｌ…１次側低圧ライン、Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ３１，Ｌ３２…接続ライン、ＬＯ…出力ライン、ＬＧ…接地ライン、Ｔ１，Ｔ２…入力端子、Ｔ３，Ｔ４…出力端子、Ｌ…負荷、ＵＣ，ＵＣｅ…上部コア、ＤＣ，ＤＣｅ…下部コア、ＵＣｂ，ＤＣｂ…ベースコア（基体部）、ＵＣ０，ＤＣ０…開口部、ＵＣ１，ＤＣ１…第１脚部、ＵＣ２，ＤＣ２…第２脚部、ＵＣ３，ＤＣ３…第３脚部、ＵＣ４，ＤＣ４…第４脚部、Ｄ１〜Ｄ６…整流ダイオード、Ｃ１〜Ｃ６…コンデンサ、Ｌｒ…共振用インダクタ、Ｐ１，Ｐ３…接続点（センタタップ）、Ｐ２，Ｐ４…接続点、Ｖin…直流入力電圧、Ｖout…直流出力電圧、Ｉａ１，Ｉｂ１…電流（１次側ループ電流）、Ｉａ２，Ｉａ３１，Ｉａ３２，Ｉｂ２，Ｉｂ３１，Ｉｂ３２…電流（２次側ループ電流）、Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂ，Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂ，Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂ，Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂ…還流磁路。

Claims (16)

  1. 互いに対向する２つの基体部と、前記２つの基体部の対向面内で互いに交差する２つの対角線上に一対ずつ配置され、前記２つの基体部同士を連結する４つの脚部と、を有する磁芯と、
    各脚部が個別に貫通する４つの貫通孔を有し、前記脚部を巻回する第１の巻線を構成する第１の導電部材と、
    各脚部が個別に貫通する４つの貫通孔を有し、前記脚部を巻回する第２の巻線を構成する２つの第２の導電部材と
    を備え、
    前記２つの第２の導電部材が、前記第１の導電部材を挟むように配置され、
    前記第１または第２の巻線を流れる電流によって、前記４つの脚部および前記２つの基体部の内部に磁路が形成され、
    前記４つの脚部のうち、一方の対角線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、他方の対角線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束の向きがともに前記第１の方向とは逆の第２の方向を向くように、前記第１および第２の巻線が巻回されている
    トランス。
  2. 前記２つの第２の導電部材の各々において、一対の第２の巻線が互いに直列接続されるように巻回されている
    請求項１に記載のトランス。
  3. 前記２つの第２の導電部材の各々において、一対の第２の巻線が互いに並列接続されるように巻回されている
    請求項１に記載のトランス。
  4. 前記第１の導電部材において、前記第１の巻線が、前記４つの脚部を１つずつ順に巻回している
    請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のトランス。
  5. 前記第１の導電部材において、前記第１の巻線が、前記一方の対角線上の２つの脚部と前記他方の対角線上の２つの脚部とを、１つずつ順に巻回している
    請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のトランス。
  6. 前記４つの脚部において、少なくとも対向する側面同士が、互いに平行となっている
    請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のトランス。
  7. 前記４つの脚部において、互いに対向する側面の反対側である外側面が、曲面となっている
    請求項６に記載のトランス。
  8. 前記第１および第２の巻線が、前記第１および第２の導電部材の面内方向に沿って外部から取り出しが可能なように構成されている
    請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のトランス。
  9. 前記４つの脚部が、前記基体部上の正方形状の面の四隅をなすように配置されている
    請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のトランス。
  10. 前記２つの基体部のうちの少なくとも一方に、開口部が設けられている
    請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のトランス。
  11. 前記開口部を有する基体部と熱的に接続されたベース部と、
    前記開口部に挿入可能な形状を有し、前記第１または第２の導電部材と熱的に接続された突起部と
    を有する放熱用部材を更に備えた
    請求項１０に記載のトランス。
  12. 互いに対向する２つの基体部と、前記２つの基体部の対向面内で互いに交差する２つの対角線上に一対ずつ配置され、前記２つの基体部同士を連結する４つの脚部と、を有する磁芯と、
    各脚部が個別に貫通する４つの貫通孔を有し、前記脚部を巻回する第１の巻線を構成する第１の導電部材と、
    各脚部が個別に貫通する４つの貫通孔を有し、前記脚部を巻回する第２の巻線を構成する２つの第２の導電部材と
    を備え、
    前記２つの第２の導電部材が、前記第１の導電部材を挟むように配置され、
    前記第１または第２の巻線を流れる電流によって、前記４つの脚部および前記２つの基体部の内部に、前記４つの脚部のうち互いに隣り合った２つの脚部と前記２つの基体部とをそれぞれ一方方向に通る磁路が４つ形成されるように、前記第１および第２の巻線が巻回されている
    トランス。
  13. 前記第１の巻線が１次側巻線であり、前記第２の巻線が２次側巻線である
    請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載のトランス。
  14. 入力端子対から入力される入力電圧に対して電圧変換を行うことにより出力電圧を生成し、出力端子対から出力するスイッチング電源装置であって、
    前記入力端子対側に配置されたスイッチング回路と、
    前記出力端子対側に配置された整流回路と、
    前記スイッチング回路と前記整流回路との間に配置されたトランスと
    を備え、
    前記トランスは、
    互いに対向する２つの基体部と、前記２つの基体部の対向面内で互いに交差する２つの対角線上に一対ずつ配置され、前記２つの基体部同士を連結する４つの脚部と、を有する磁芯と、
    各脚部が個別に貫通する４つの貫通孔を有し、前記脚部を巻回すると共に前記スイッチング回路側に配置されてなる第１の巻線を構成する第１の導電部材と、
    各脚部が個別に貫通する４つの貫通孔を有し、前記脚部を巻回すると共に前記整流回路側に配置されてなる第２の巻線を構成する２つの第２の導電部材と
    を有し、
    前記２つの第２の導電部材が、前記第１の導電部材を挟むように配置され、
    前記第１または第２の巻線を流れる電流によって、前記４つの脚部および前記２つの基体部の内部に磁路が形成され、
    前記４つの脚部のうち、一方の対角線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、他方の対角線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束の向きがともに前記第１の方向とは逆の第２の方向を向くように、前記第１および第２の巻線が巻回されている
    スイッチング電源装置。
  15. 入力端子対から入力される入力電圧に対して電圧変換を行うことにより出力電圧を生成し、出力端子対から出力するスイッチング電源装置であって、
    前記入力端子対側に配置されたスイッチング回路と、
    前記出力端子対側に配置された整流回路と、
    前記スイッチング回路と前記整流回路との間に配置されたトランスと
    を備え、
    前記トランスは、
    互いに対向する２つの基体部と、前記２つの基体部の対向面内で互いに交差する２つの対角線上に一対ずつ配置され、前記２つの基体部同士を連結する４つの脚部と、を有する磁芯と、
    各脚部が個別に貫通する４つの貫通孔を有し、前記脚部を巻回すると共に前記スイッチング回路側に配置されてなる第１の巻線を構成する第１の導電部材と、
    各脚部が個別に貫通する４つの貫通孔を有し、前記脚部を巻回すると共に前記整流回路側に配置されてなる第２の巻線を構成する２つの第２の導電部材と
    を有し、
    前記２つの第２の導電部材が、前記第１の導電部材を挟むように配置され、
    前記第１または第２の巻線を流れる電流によって、前記４つの脚部および前記２つの基体部の内部に、前記４つの脚部のうち互いに隣り合った２つの脚部と前記２つの基体部とをそれぞれ一方方向に通る磁路が４つ形成されるように、前記第１および第２の巻線が巻回されている
    スイッチング電源装置。
  16. 前記第１の巻線が１次側巻線であり、前記第２の巻線が２次側巻線である
    請求項１４または請求項１５に記載のスイッチング電源装置。
JP2010011682A 2009-03-16 2010-01-22 トランスおよびスイッチング電源装置 Active JP5685815B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010011682A JP5685815B2 (ja) 2009-03-16 2010-01-22 トランスおよびスイッチング電源装置
US12/719,542 US8188830B2 (en) 2009-03-16 2010-03-08 Transformer and switching power supply unit
EP10002708.5A EP2230673B1 (en) 2009-03-16 2010-03-15 Transformer and switching power supply unit
CN201010146546XA CN101840769B (zh) 2009-03-16 2010-03-16 变压器以及开关电源装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009063548 2009-03-16
JP2009063548 2009-03-16
JP2010011682A JP5685815B2 (ja) 2009-03-16 2010-01-22 トランスおよびスイッチング電源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010246364A JP2010246364A (ja) 2010-10-28
JP5685815B2 true JP5685815B2 (ja) 2015-03-18

Family

ID=42173607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010011682A Active JP5685815B2 (ja) 2009-03-16 2010-01-22 トランスおよびスイッチング電源装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8188830B2 (ja)
EP (1) EP2230673B1 (ja)
JP (1) JP5685815B2 (ja)
CN (1) CN101840769B (ja)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2930368B1 (fr) * 2008-04-22 2011-10-07 Thales Sa Transformateur de puissance pour signaux radiofrequences.
US20110141771A1 (en) * 2010-12-07 2011-06-16 Karl Kyrberg Electric power system including power converter and rotary transformer and method of assembling same
WO2012108221A1 (ja) * 2011-02-07 2012-08-16 株式会社村田製作所 絶縁型スイッチング電源装置
JP4800451B1 (ja) * 2011-06-10 2011-10-26 株式会社精電製作所 高周波トランス
JP6088519B2 (ja) * 2011-09-13 2017-03-01 デンマークス テクニスケ ウニヴェルシテト 集積磁気構成要素
JP5682615B2 (ja) * 2012-02-03 2015-03-11 株式会社デンソー 磁気部品
JP5998774B2 (ja) * 2012-09-11 2016-09-28 Tdk株式会社 プリントコイル型トランスおよび電源装置
TWI465027B (zh) 2012-09-19 2014-12-11 Ind Tech Res Inst 全橋式準諧振直流－直流轉換器及其驅動方法
KR101438610B1 (ko) * 2012-12-28 2014-09-15 현대자동차 주식회사 충전기 및 그 구동 방법
CN104681228A (zh) * 2013-11-30 2015-06-03 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 线圈
US11763984B2 (en) * 2014-03-19 2023-09-19 Rompower Technology Holdings, Llc Magnetic structures for low leakage inductance and very high efficiency
EP3120360A1 (en) * 2014-03-19 2017-01-25 Rompower Energy Systems, Inc. Magnetic structures for low leakage inductance and very high efficiency
US11367565B2 (en) * 2019-03-28 2022-06-21 Rompower Technology Holdings, Llc Magnetic structures for low leakage inductance and very high efficiency
US10361023B2 (en) * 2014-08-07 2019-07-23 Nvidia Corporation Magnetic power coupling to an integrated circuit module
WO2016147482A1 (ja) 2015-03-16 2016-09-22 三菱電機株式会社 絶縁トランス
JP6458706B2 (ja) * 2015-10-29 2019-01-30 株式会社豊田自動織機 磁性部品
JP6512064B2 (ja) * 2015-10-29 2019-05-15 Tdk株式会社 スイッチング電源装置
EP3288046B1 (de) * 2016-08-25 2021-04-14 Siemens Aktiengesellschaft Spulenvorrichtung
CN109390131B (zh) * 2017-08-02 2023-12-29 Abb瑞士股份有限公司 集成磁性组件及组装其的方法
CN109390118B (zh) * 2017-08-03 2021-06-11 台达电子工业股份有限公司 磁性组件及其适用的电源转换装置
US10679783B2 (en) * 2017-08-04 2020-06-09 Pulse Electronics, Inc. Network transformer apparatus and methods of making and using the same
CN108777220B (zh) * 2018-05-28 2022-01-21 台达电子工业股份有限公司 磁性元件及开关电源装置
US11133750B2 (en) * 2018-11-02 2021-09-28 Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Power module
CN115359999A (zh) 2018-11-02 2022-11-18 台达电子企业管理（上海）有限公司 变压器模块及功率模块
KR20200072606A (ko) * 2018-12-12 2020-06-23 현대자동차주식회사 평면형 트랜스포머
DE102019135066A1 (de) * 2019-01-04 2020-07-09 Murata Manufacturing Co., Ltd. Integriertes magnetisches bauelement und gleichspannungswandler
CN111415813B (zh) * 2019-01-07 2022-06-17 台达电子企业管理（上海）有限公司 具有竖直绕组的电感的制备方法及其压注模具
CN111415908B (zh) 2019-01-07 2022-02-22 台达电子企业管理（上海）有限公司 电源模块、芯片嵌入式封装模块及制备方法
CN111415909B (zh) 2019-01-07 2022-08-05 台达电子企业管理（上海）有限公司 多芯片封装功率模块
US11316438B2 (en) 2019-01-07 2022-04-26 Delta Eletronics (Shanghai) Co., Ltd. Power supply module and manufacture method for same
US11694832B2 (en) * 2019-02-01 2023-07-04 Raytheon Company High voltage high frequency transformer
WO2020183762A1 (ja) * 2019-03-11 2020-09-17 三菱電機株式会社 電力変換装置
US11418369B2 (en) * 2019-08-01 2022-08-16 Analog Devices International Unlimited Company Minimizing DC bias voltage difference across AC-blocking capacitors in PoDL system
US11205963B2 (en) 2019-09-18 2021-12-21 Delta Electronics, Inc. Multiphase buck converter with extended duty cycle range using multiple bootstrap capacitors
US11309878B2 (en) 2019-09-18 2022-04-19 Delta Electronics, Inc. Power conversion system
US11532428B2 (en) 2019-09-18 2022-12-20 Delta Electronics, Inc. Power conversion system and magnetic component thereof
US11205958B2 (en) 2019-09-18 2021-12-21 Delta Electronics, Inc. Power conversion system
US10847297B1 (en) * 2019-10-16 2020-11-24 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company, Limited Low-core-loss transformer with magnetic pillar in center of four corner pillars
JP7413770B2 (ja) * 2019-12-25 2024-01-16 Tdk株式会社 磁性部品
US11749452B2 (en) 2020-03-10 2023-09-05 Delta Electronics (Thailand) Public Company Limited Leakage transformer
JP7283425B2 (ja) * 2020-03-24 2023-05-30 Tdk株式会社 磁性部品、電力変換装置、および電力変換システム
CN113628853B (zh) * 2020-05-09 2023-06-16 台达电子企业管理（上海）有限公司 多相耦合电感及多相耦合电感的制作方法
US20220310303A1 (en) * 2021-03-25 2022-09-29 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Coupled inductor winding structure for common-mode noise reduction
JP7098025B1 (ja) * 2021-06-09 2022-07-08 三菱電機株式会社 電力変換装置
CN116666076A (zh) 2022-02-18 2023-08-29 株式会社村田制作所 变压器、和用于制造变压器的方法

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4099066A (en) * 1976-08-17 1978-07-04 Beggs William C Pulse generating system with high energy electrical pulse transformer and method of generating pulses
US4864486A (en) * 1988-07-29 1989-09-05 International Business Machines Corporation Plank and frame transformer
US5126715A (en) * 1990-07-02 1992-06-30 General Electric Company Low-profile multi-pole conductive film transformer
US5126714A (en) * 1990-12-20 1992-06-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Integrated circuit transformer
US5155676A (en) * 1991-11-01 1992-10-13 International Business Machines Corporation Gapped/ungapped magnetic core
US5525941A (en) * 1993-04-01 1996-06-11 General Electric Company Magnetic and electromagnetic circuit components having embedded magnetic material in a high density interconnect structure
EP0651239A3 (en) * 1993-10-29 1996-06-12 Omron Tateisi Electronics Co Magnetostrictive torque sensor, magnetostrictive torque measuring device and device for monitoring the state of a cutting tool using this sensor.
JP3152088B2 (ja) * 1994-11-28 2001-04-03 株式会社村田製作所 コイル部品の製造方法
JP3163318B2 (ja) * 1995-10-24 2001-05-08 長野日本無線株式会社 誘導性素子用コアおよび誘導性素子
JP2000260639A (ja) * 1999-03-11 2000-09-22 Murata Mfg Co Ltd コイル装置およびこれを用いたスイッチング電源装置
CN2405300Y (zh) * 1999-12-13 2000-11-08 深圳市华为电气股份有限公司 高频低造型开关电源变压器
US6380834B1 (en) * 2000-03-01 2002-04-30 Space Systems/Loral, Inc. Planar magnetic assembly
JP2002203726A (ja) * 2001-01-05 2002-07-19 Toyota Industries Corp 磁性コア
JP2002208524A (ja) * 2001-01-10 2002-07-26 Sony Corp トランス装置
DE60320776D1 (de) * 2002-04-12 2008-06-19 Det Int Holding Ltd Magnetisches niederprofilelement
US7046523B2 (en) * 2002-04-18 2006-05-16 Coldwatt, Inc. Core structure and interleaved DC—DC converter topology
US6873237B2 (en) * 2002-04-18 2005-03-29 Innovative Technology Licensing, Llc Core structure
JP2005038872A (ja) 2003-07-15 2005-02-10 Nippon Avionics Co Ltd シート型トランス及び電子機器
JP3831368B2 (ja) * 2003-09-25 2006-10-11 スミダコーポレーション株式会社 リーケージトランス
US7187263B2 (en) * 2003-11-26 2007-03-06 Vlt, Inc. Printed circuit transformer
CN1998128A (zh) * 2004-06-04 2007-07-11 百拉得动力系统公司 功率转换器中平面变压器和/或平面电感器与功率开关的集成
US7417875B2 (en) * 2005-02-08 2008-08-26 Coldwatt, Inc. Power converter employing integrated magnetics with a current multiplier rectifier and method of operating the same
JP2007059845A (ja) * 2005-08-26 2007-03-08 Matsushita Electric Works Ltd 電磁装置、インバータ回路並びに照明器具
JP2007088131A (ja) 2005-09-21 2007-04-05 Aw Japan:Kk フラット構造の変圧器及びインダクタンス要素
JP4872693B2 (ja) 2007-02-09 2012-02-08 パナソニック株式会社 電源モジュール
JP5012066B2 (ja) 2007-02-09 2012-08-29 パナソニック株式会社 電源モジュール
JP5034613B2 (ja) 2007-03-30 2012-09-26 Ｔｄｋ株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータ
JP4962105B2 (ja) 2007-04-09 2012-06-27 Ｔｄｋ株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータ
JP5326411B2 (ja) 2007-09-25 2013-10-30 Ｔｄｋ株式会社 スイッチング電源
US8102161B2 (en) * 2007-09-25 2012-01-24 Tdk Corporation Stable output in a switching power supply by smoothing the output of the secondary coil
US8081492B2 (en) * 2007-10-29 2011-12-20 Tdk Corporation Switching power supply with smoothing circuitry for more stable output
JP5176767B2 (ja) 2007-10-29 2013-04-03 Ｔｄｋ株式会社 スイッチング電源
JP5338225B2 (ja) 2007-10-30 2013-11-13 Ｔｄｋ株式会社 スイッチング電源装置
US7623362B2 (en) * 2007-10-30 2009-11-24 Tdk Corporation Switching power supply unit
JP4816623B2 (ja) * 2007-11-15 2011-11-16 株式会社豊田自動織機 トランス
JP4895131B2 (ja) 2007-11-30 2012-03-14 Ｔｄｋ株式会社 コイルセット、スイッチング電源装置およびコイルセットの製造方法
US8072785B2 (en) * 2007-12-27 2011-12-06 Tdk Corporation Switching power supply unit
JP5182574B2 (ja) 2007-12-27 2013-04-17 Ｔｄｋ株式会社 スイッチング電源装置
JP5081063B2 (ja) * 2008-05-22 2012-11-21 本田技研工業株式会社 複合型変圧器、および電力変換回路
JP2010011682A (ja) 2008-06-30 2010-01-14 Toshiba Corp 情報処理装置、バッテリ装置、バッテリ充電方法およびプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
US20100232181A1 (en) 2010-09-16
JP2010246364A (ja) 2010-10-28
CN101840769A (zh) 2010-09-22
EP2230673B1 (en) 2020-05-27
EP2230673A2 (en) 2010-09-22
US8188830B2 (en) 2012-05-29
EP2230673A3 (en) 2015-10-28
CN101840769B (zh) 2012-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5685815B2 (ja) トランスおよびスイッチング電源装置
JP5257204B2 (ja) スイッチング電源装置
JP5531799B2 (ja) スイッチング電源装置
JP5304231B2 (ja) コイル基板構造及びスイッチング電源装置
JP4635969B2 (ja) コイル装置、トランスおよびスイッチング電源
JP5998774B2 (ja) プリントコイル型トランスおよび電源装置
US20170310228A1 (en) Insulation type step-down converter
JP4760195B2 (ja) スイッチング電源装置
US11270832B2 (en) Integrated magnetic device and direct current-direct current converter
JP5338225B2 (ja) スイッチング電源装置
JP2010193536A (ja) スイッチング電源装置
JP6432167B2 (ja) 巻線部品及び電源装置
US10199159B2 (en) Insulation type step-down coverter
US11587718B2 (en) Integrated transformer and power converter
US9941044B2 (en) Insulation type step-down converter
JP2016213383A (ja) 磁気部品及びこれを用いた電源回路
JP4343891B2 (ja) コイル、トランスおよびスイッチング電源
JP5402573B2 (ja) スイッチング電源装置
US10404178B2 (en) Insulation type step-up converter
JP3176298U (ja) スイッチング電源装置
CN115335930A (zh) 磁性部件、电力转换装置和电力转换系统
JP7354939B2 (ja) スイッチング電源装置および電力供給システム
JP2010045126A (ja) コイル、変圧素子、スイッチング電源装置
JP2010062296A (ja) コイル、変圧素子、スイッチング電源装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120809

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140304

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140424

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141224

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150106

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5685815

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150