JP7054350B2 - 絶縁型電源装置、給電システム - Google Patents

Description

本発明は、トランスを介して給電対象に電力を供給する絶縁型電源装置、及び絶縁型電源装置を備える給電システムに関する。

絶縁型電源装置としては、特許文献１に記載されたものが知られている。詳しくは、絶縁型電源装置は、直流電源に並列接続され、入力側巻線及び出力側巻線を有する複数のトランスと、制御部とを備えている。各トランスのうち、１つのトランスには帰還巻線が設けられている。制御部は、帰還巻線の電圧をその目標値に制御することにより、帰還巻線を備えるトランスの出力側巻線の出力電圧を目標出力電圧にフィードバック制御している。

特許第５８４２８８８号公報

特許文献１に記載された絶縁型電源装置では、各トランスの出力側巻線に接続された給電対象に流れる負荷電流が変動すると、各出力側巻線の出力電圧がばらつく場合がある。このような場合、各トランスのうち、フィードバック制御の対象となる１つのトランスに関しては、出力電圧を目標出力電圧に近づけることができる。しかし、各トランスのうち、フィードバック制御の対象外となるその他のトランスそれぞれに関しては、出力電圧と目標出力電圧とのずれが負荷電流の変動に応じて異なってしまう。その結果、各トランスの出力電圧のばらつきが大きくなるおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みたものであり、負荷電流の変動に伴うトランスの出力電圧のばらつきを抑制することのできる絶縁型電源装置、及び絶縁型電源装置を備える給電システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく、第１の発明に係る絶縁型電源装置は、直流電源と給電対象との間に接続されてかつ入力側巻線及び出力側巻線を有する複数のトランスと、制御用スイッチと、前記出力側巻線の出力を制御すべく前記制御用スイッチを操作する電圧制御部と、を備えている。複数の前記トランスは、前記入力側巻線である１つの第１入力側巻線と、前記出力側巻線である複数の第１出力側巻線とが共通のコアにより磁気結合する第１トランスと、前記入力側巻線である１つの第２入力側巻線と、前記出力側巻線である１つの第２出力側巻線とが磁気結合する第２トランスと、を備えている。前記第１トランス及び前記第２トランスのうちいずれか１つのトランスは、前記入力側巻線及び前記出力側巻線と磁気結合する帰還巻線を有し、前記電圧制御部は、前記帰還巻線に生じる電圧に基づいて、前記第１トランス及び前記第２トランスのうち前記帰還巻線を備えるトランスの前記出力側巻線の出力電圧を制御すべく、前記制御用スイッチを操作する。

第１の発明では、第１トランスは、１つの第１入力側巻線と、複数の第１出力側巻線とが共通のコアを介して磁気結合している。共通のコアを介した磁気結合により、複数の第１出力側巻線それぞれに接続された給電対象の負荷電流が変動する場合であっても、第１トランスの各第１出力側巻線の出力電圧のばらつきを抑制することができる。

第２の発明では、前記帰還巻線は、前記第１トランスに備えられており、前記第１入力側巻線及び複数の前記第１出力側巻線それぞれと前記共通のコアにより磁気結合している。

上記のように構成された発明では、第１トランスの各第１出力側巻線の出力電圧は、共通のコアを介して磁気結合する帰還巻線の電圧に応じて一括で制御される。そのため、各第１出力側巻線の出力電圧のばらつきをいっそう抑制できる。

第３の発明では、前記第１入力側巻線の一端を前記直流電源の正極端子に接続する第１電源側配線と、前記第２入力側巻線の一端を前記直流電源の正極端子に接続する第２電源側配線と、前記第１入力側巻線の他端を前記制御用スイッチに接続する第１スイッチ側配線と、前記第２入力側巻線の他端を前記制御用スイッチに接続する第２スイッチ側配線と、を備える。

上記のように構成された発明では、第１入力側巻線、第１電源側配線、第２電源側配線、第２入力側巻線、第１スイッチ側配線、及び第２スイッチ側配線を含む閉回路が、制御用スイッチの開閉状態に関わらず常時形成される。閉回路内において、第１入力側巻線と第２入力側巻線との間に電圧差が生じている場合では、電圧が高い方の入力側巻線から電圧が低い方の入力側巻線に電流が流れる。そのため、電流が流れ込む方の入力側巻線では磁気エネルギの増加により出力電圧が増加し、電流が流れ出る方の入力側巻線では磁気エネルギの減少により出力電圧が低下する。その結果、第１，第２入力側巻線間の電圧差に伴う第１トランスと第２トランスとの間の出力電圧のばらつきを抑制できる。

第４の発明では、前記給電対象には、前記各第１出力側巻線それぞれに個別に接続された第１給電対象と、前記第２出力側巻線に接続された複数の第２給電対象と、が含まれており、前記各第１出力側巻線に流れる負荷電流の合計値は、前記第２出力側巻線に流れる負荷電流よりも多く、前記第１入力側巻線は、前記第２入力側巻線よりもインダクタンスが低い値とされている。

第１トランスの各第１出力側巻線の負荷電流の合計値が第２トランスの第２出力側巻線の負荷電流よりも多い場合、第１トランスの出力電圧が、第２トランスの出力電圧よりも低くなるおそれがある。この点、上記構成では、第１の入力側巻線のインダクタンスを、前記第２入力側巻線よりも低い値とすることで、第１の出力側巻線の出力電圧を、第２の出力側巻線の出力電圧よりも高くすることができる。その結果、第１トランスと第２トランスとの間の出力電圧のばらつきをいっそう抑制することができる。

第１実施形態に係る給電システムの全体構成図。 第１の電源装置を示す図。 第１，第２の電源装置が実装された基板の平面図。 第１の電源装置の電流遷移を説明する図。 第２実施形態に係る第１の電源装置を示す図。 第３実施形態に係る基板の平面図。 第４実施形態に係る基板の平面図。 第３，第４の上アームトランス間の負荷電流のばらつきを説明する図。 第４実施形態の変形例に係る第３，第４の上アームトランス間の負荷電流のばらつきを説明する図。

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る絶縁型電源装置を給電システムに適用した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、給電システム３００は、第１のモータジェネレータ１０及び第２のモータジェネレータ２０それぞれとの間で電力を伝達するシステムである。給電システム３００は、第１のインバータ１２、第２のインバータ２２、昇圧コンバータ３０、及び制御装置４０を備えている。給電システム３００の第１入力端子ＩＮ１は、高電圧バッテリ５０の正極端子に接続され、第２入力端子ＩＮ２は、負極端子に接続されている。高電圧バッテリ５０は、例えば、リチウムイオン蓄電池やニッケル水素蓄電池である。

第１のモータジェネレータ１０は、第１のインバータ１２に接続され、エンジンのクランク軸に初期回転を付与するスタータや、車載機器に給電するための発電機等の役割を果たす。一方、第２のモータジェネレータ２０は、第２のインバータ２２に接続され、車載主機等の役割を果たす。本実施形態では、第１のインバータ１２及び第２のインバータ２２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５０に接続されている。

昇圧コンバータ３０は、コンデンサ３２、リアクトル３４、上アーム昇圧スイッチＳｃｐ、及び下アーム昇圧スイッチＳｃｎを備えている。本実施形態では、上アーム昇圧スイッチＳｃｐ及び下アーム昇圧スイッチＳｃｎは、電圧制御型の半導体スイッチが用いられ、具体的にはＩＧＢＴである。詳しくは、上アーム昇圧スイッチＳｃｐのエミッタが、下アーム昇圧スイッチＳｃｎのコレクタに接続されて直列接続体が形成されている。上アーム昇圧スイッチＳｃｐのコレクタには、コンデンサ３２の第１端子が接続され、下アーム昇圧スイッチＳｃｎのエミッタには、コンデンサ３２の第２端子に接続されている。これにより、各昇圧スイッチＳｃｐ，Ｓｃｎの直列接続体がコンデンサ３２に並列接続されている。上アーム昇圧スイッチＳｃｐのエミッタと下アーム昇圧スイッチＳｃｎのコレクタとの接続点である第１接続点Ｋ１は、リアクトル３４を介して第１入力端子ＩＮ１に接続され、下アーム昇圧スイッチＳｃｎのエミッタ側は低電圧配線を介して第２入力端子ＩＮ２に接続されている。昇圧コンバータ３０は、これら昇圧スイッチＳｃｐ，Ｓｃｎのオン操作（閉操作）及びオフ操作（開操作）によって、高電圧バッテリ５０の出力電圧を昇圧する。

第１のインバータ１２は、第１の￥相上アームスイッチＳ１￥ｐ（￥＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）、及び第１の￥相下アームスイッチＳ１￥ｎを備えている。本実施形態では、第１の￥相上アームスイッチＳ１￥ｐ及び第１の￥相下アームスイッチＳ１￥ｎは、電圧制御型の半導体スイッチが用いられ、具体的にはＩＧＢＴである。

第１のＵ相上アームスイッチＳ１Ｕｐのエミッタが第１のＵ相下アームスイッチＳ１Ｕｎのコレクタに接続されることでＵ相直列接続体が形成されている。第１のＶ相上アームスイッチＳ１Ｖｐのエミッタが第１のＶ相下アームスイッチＳ１Ｖｎのコレクタに接続されることでＶ相直列接続体が形成されている。第１のＷ相上アームスイッチＳ１Ｗｐのエミッタが第１のＷ相下アームスイッチＳ１Ｗｎのコレクタに接続されることでＷ相直列接続体が形成されている。第１の￥相上アームスイッチＳ１￥ｐと第１の￥相下アームスイッチＳ１￥ｎとの接続点である第２，第３，第４接続点Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４は、第１のモータジェネレータ１０の￥相の各入力端子に接続されている。

第２のインバータ２２は、第２の￥相上アームスイッチＳ２￥ｐ及び第２の￥相下アームスイッチＳ２￥ｎを備えている。本実施形態では、第２の￥相上アームスイッチＳ２￥ｐ及び第２の￥相下アームスイッチＳ２￥ｎは、電圧制御型の半導体スイッチが用いられ、具体的にはＩＧＢＴである。

第２のＵ相上アームスイッチＳ２Ｕｐのエミッタが第２のＵ相下アームスイッチＳ２Ｕｎのコレクタに接続されることでＵ相直列接続体が形成されている。第２のＶ相上アームスイッチＳ２Ｖｐのエミッタが第２のＶ相下アームスイッチＳ２Ｖｎのコレクタに接続されることでＶ相直列接続体が形成されている。第２のＷ相上アームスイッチＳ２Ｗｐのエミッタが第２のＷ相下アームスイッチＳ２Ｗｎのコレクタに接続されることでＷ相直列接続体が形成されている。第２の￥相上アームスイッチＳ２￥ｐと第２の￥相下アームスイッチＳ２￥ｎとの各接続点である第５，第６、第７接続点Ｋ５，Ｋ６，Ｋ７は、第２のモータジェネレータ２０の￥相の各入力端子に接続されている。

本実施形態では、上記した各スイッチＳｃ＃，Ｓ１￥＃，Ｓ２￥＃（＃＝ｐ，ｎ）には、フリーホイールダイオードＤｃ＃，Ｄ１￥＃，Ｄ２￥＃が逆並列接続されている。

また、本実施形態において、上アーム昇圧スイッチＳｃｐ、第１の￥相上アームスイッチＳ１￥ｐ及び第２の￥相上アームスイッチＳ２￥ｐそれぞれが上アームスイッチに相当する。さらに、下アーム昇圧スイッチＳｃｎ、第１の￥相下アームスイッチＳ１￥ｎ及び第２の￥相下アームスイッチＳ２￥ｎそれぞれが下アームスイッチに相当する。

上アーム昇圧スイッチＳｃｐ、フリーホイールダイオードＤｃｐ、下アーム昇圧スイッチＳｃｎ、及びフリーホイールダイオードＤｃｎは、昇圧モジュールＭｃとして、モジュール化されている。また、第１の￥相上アームスイッチＳ１￥ｐ、フリーホイールダイオードＤ１￥ｐ、第１の￥相下アームスイッチＳ１￥ｎ、及びフリーホイールダイオードＤ１￥ｎは、第１の￥相モジュールＭ１￥としてモジュール化されている。

さらに、第２の￥相上アームスイッチＳ２￥ｐ、フリーホイールダイオードＤ２￥ｐ、第２の￥相下アームスイッチＳ２￥ｎ、及びフリーホイールダイオードＤ２￥ｎは、第２の￥相モジュールＭ２￥としてモジュール化されている。

昇圧モジュールＭｃ、第１の￥相モジュールＭ１￥及び第２の￥相モジュールＭ２￥それぞれのコレクタ端子ＴＣ同士は接続されている。また、昇圧モジュールＭｃ、第１の￥相モジュールＭ１￥及び第２の￥相モジュールＭ２￥それぞれのエミッタ端子ＴＥは、低圧側配線を介して第２入力端子ＩＮ２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、第１，第２のモータジェネレータ１０，２０のトルクを指令トルクＴｒｑ＊に制御すべく、第１，第２のインバータ１２，２２や昇圧コンバータ３０を操作する。詳しくは、制御装置４０は、第１のインバータ１２を構成する各スイッチＳ１￥＃をオンオフ操作すべく、操作信号ｇ１￥＃を生成して各スイッチＳ１￥＃の駆動回路に対して出力する。また、制御装置４０は、第２のインバータ２２を構成する各スイッチＳ２￥＃をオンオフ操作すべく、操作信号ｇ２￥＃を生成して各スイッチＳ２￥＃の駆動回路に対して出力する。さらに、制御装置４０は、昇圧コンバータ３０を構成する各スイッチＳｃ＃をオンオフ操作すべく、操作信号ｇｃ＃を生成してスイッチＳｃ＃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５０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。

なお、以下の説明において、上，下アーム昇圧スイッチＳｃｐ，Ｓｃｎを駆動する駆動回路を上，下アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃ＃と称し、第１の￥相上，下アームスイッチＳ１￥＃を駆動する駆動回路を第１の￥相上，下アーム駆動回路Ｄｒ１￥＃と称する。また、第２の￥相上，下アームスイッチＳ２￥＃を駆動する駆動回路を第２の￥相上，下アーム駆動回路Ｄｒ２￥＃と称する。

本実施形態において、各駆動回路Ｄｒｃｐ，Ｄｒ１￥ｐ，Ｄｒ２￥ｐそれぞれが上側駆動回路に相当し、各駆動回路Ｄｒｃｎ，Ｄｒ１￥ｎ，Ｄｒ２￥ｎそれぞれが下側駆動回路に相当する。

インターフェース４４は、高電圧バッテリ５０、第１，第２のインバータ１２，２２、昇圧コンバータ３０及び第1，第２のモータジェネレータ１０，２０を備える高電圧システムと、低電圧バッテリ４２及び制御装置４０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。

続いて、図２，図３を用いて、各スイッチＳｃ＃，Ｓ１￥＃，Ｓ２￥＃を駆動する駆動回路Ｄｒｃ＃，Ｄｒ１￥＃，Ｄｒ２￥＃に対して駆動用電圧を供給する絶縁型電源装置について説明する。

本実施形態では、第１のインバータ１２、第２のインバータ２２及び昇圧コンバータ３０を、第１のインバータ１２及び昇圧コンバータ３０の組と、第２のインバータ２２とに分ける。そして、第１のインバータ１２及び昇圧コンバータ３０の組と、第２のインバータ２２とのそれぞれに対応して別々の第１，第２電源ＩＣ５２，５４を設ける。そして、第１，第２電源ＩＣ５２，５４によって、上，下アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃ＃と、第１の￥相上，下アーム駆動回路Ｄｒ１￥＃とに供給される駆動用電圧と、第２の￥相上，下アーム駆動回路Ｄｒ２￥＃に供給される駆動用電圧とを制御する。第１，第２電源ＩＣ５２，５４が電圧制御部に相当する。

まず、図２に、絶縁型電源装置のうち、上，下アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃ＃と、第１の￥相上，下アーム駆動回路Ｄｒ１￥＃とに供給される駆動用電圧を制御する第１の電源装置１００を示す。

第１の電源装置１００は、第１電源ＩＣ５２に加えて、第１～第４配線ＬＰ１～ＬＰ４、第１の上アームトランス６０、第１の下アームトランス６７、第１～第５の出力側回路７１～７５、第１制御用スイッチ８０、及びフィードバック回路８２を備える。本実施形態では、第１制御用スイッチ８０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。

第１の電源装置１００では、第１の上アームトランス６０を、第１給電対象に相当する上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐ、及び第１の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐに対して共通のトランスとしている。また、第１の下アームトランス６７を、第２給電対象に相当する下アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｎ、及び第１の￥相下アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｎについての共通のトランスとしている。本実施形態では、第１の上アームトランス６０が第１トランスに相当し、第１の下アームトランス６７が第２トランスに相当する。

ここで、上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐ、及び第１の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐの負荷電流が変動する場合がある。負荷電流の変動は、第１の上アームトランス６０から上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐ、及び第１の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐに供給される出力電圧のばらつきの原因となる。

本実施形態では、第１の上アームトランス６０は、第１入力巻線６１と、第１～第４出力巻線６２～６５と、帰還巻線６６と、これら巻線６１～６６が巻回された共通のコアＣ１とを備え、各巻線６１～６６が１つのコアＣ１により磁気結合する構成となっている。第１入力巻線６１が第１入力側巻線に相当し、第１～第４出力巻線６２～６５が第１出力側巻線に相当する。

第１入力巻線６１の第１トランス端子Ｔａ１は、第１配線ＬＰ１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入力巻線６１の第２トランス端子Ｔａ２は、第２配線ＬＰ２を介して第１制御用スイッチ８０のドレインに接続されている。第１制御用スイッチ８０のソースは、図示しない抵抗を介してグランドに接続されている。これにより、第１制御用スイッチ８０がオン操作されることで、低電圧バッテリ４２と、第１入力巻線６１と、第１制御用スイッチ８０とを含む第１閉回路が形成され、この第１閉回路に電流が流れる。第１配線ＬＰ１が第１電源側配線に相当し、第２配線ＬＰ２が第１スイッチ側配線に相当する。

第１の上アームトランス６０を構成する第１～第４出力巻線６２～６５は、上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐ，及び第１の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐに対して駆動電力を供給する。

帰還巻線６６には、第３，第４トランス端子Ｔａ３，Ｔａ４が設けられている。第３，第４トランス端子Ｔａ３，Ｔａ４と、第１，第２トランス端子Ｔａ１，Ｔａ２とは、第１の上アームトランス６０の端子台の長手方向に沿って所定の間隔を隔てて配置されている。

第３，第４トランス端子Ｔａ３，Ｔａ４は、フィードバック回路８２を介して第１電源ＩＣ５２に接続されている。フィードバック回路８２は、検出用ダイオード８２ａと、検出用コンデンサ８２ｂと、第１，第２抵抗８２ｃ，８２ｄとを備えている。検出用ダイオード８２ａは、アノード側が第３トランス端子Ｔａ３に接続されており、カソード側が第１抵抗８２ｃに接続されている。検出用ダイオード８２ａのカソード側と第１抵抗８２ｃとを接続する配線と、第４トランス端子Ｔａ４とは、検出用コンデンサ８２ｂにより接続されている。第４トランス端子Ｔａ４と検出用ダイオード８２ａとを接続する配線は、グランドに接続されている。第１抵抗８２ｃは、グランドに接続された第２抵抗８２ｄに直列接続されることで分圧回路を形成しており、第１，第２抵抗８２ｃ，８２ｄの接続点が第１電源ＩＣ５２に接続されている。

上記構成のフィードバック回路８２では、帰還巻線６６から供給される出力電圧は、第１抵抗８２ｃと第２抵抗８２ｄとの分圧比に応じて分圧される。そのため、第１電源ＩＣ５２には、分圧された帰還巻線６６の出力電圧がフィードバック電圧Ｖｆｂ１として入力される。

第１電源ＩＣ５２は、フィードバック電圧Ｖｆｂ１を目標電圧Ｖｔｇｔにフィードバック制御すべく、第１制御用スイッチ８０を操作する操作信号を出力する。第１電源ＩＣ５２は、フィードバック電圧Ｖｆｂ１を検出するフィードバック端子５２ａと、操作信号を出力する信号出力端子５２ｂとを備えている。フィードバック端子５２ａは、フィードバック回路８２の各抵抗８２ｃ，８２ｄの接続点に接続されている。また、信号出力端子５２ｂは、第１制御用スイッチ８０のゲートに接続されている。第１電源ＩＣ５２は、フィードバック端子５２ａで検出されたフィードバック電圧Ｖｆｂ１と第１の上アームトランス６０の目標出力電圧に応じた指令値Ｖ＊との偏差に基づいて、第１制御用スイッチ８０における１スイッチング周期Ｔｓｗに対するオン操作期間Ｔｏｎの時比率Ｄｒ（＝Ｔｏｎ／Ｔｓｗ）を設定する。そして、設定したオン操作期間Ｔｏｎの時比率Ｄｒに応じた操作信号を第１制御用スイッチ８０のゲートに出力する。

時比率Ｄｒに応じた操作信号により、第１制御用スイッチ８０が操作される。第１制御用スイッチ８０がオン操作されることにより、第１の上，下アームトランス６０，６７それぞれに磁気エネルギが蓄積される。その後、第１制御用スイッチ８０がオフ操作されることにより、第１～第５出力巻線６２～６５、及び第５出力巻線６９に電圧が発生する。

本実施形態では、フィードバック回路８２と、第１電源ＩＣ５２とは、第１の電源制御部ＣＴ１としてモジュール化されている。

第１の上アームトランス６０を構成する第１～第４出力巻線６２～６５には、第１，第２出力側トランス端子ＴａＡ，ＴａＢが設けられている。なお、図２では、第１出力巻線６２の第１，第２出力側トランス端子ＴａＡ，ＴａＢのみを図示し、第２～第４出力巻線６３～６５の第１，第２出力側トランス端子ＴａＡ，ＴａＢについては図示を省略している。

第１出力巻線６２の第１，第２出力側トランス端子ＴａＡ，ＴａＢには、上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐが接続されている。また、第１出力巻線６２と、上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐとの間には、第１出力巻線６２に流れる電流を第２出力側トランス端子ＴａＢから第１出力側トランス端子ＴａＡの向きに規制する第１の出力側回路７１が接続されている。本実施形態では、第１の出力側回路７１は、第１のダイオード７１ａと第１のコンデンサ７１ｂとを備えている。

第２出力巻線６３は、第２のダイオード７２ａ及び第２のコンデンサ７２ｂを備える第２の出力側回路７２を介して、第１のＵ相上アーム駆動回路Ｄｒ１Ｕｐに接続されている。第３出力巻線６４は、第３のダイオード７３ａ及び第３のコンデンサ７３ｂを備える第３の出力側回路７３を介して、第１のＶ相上アーム駆動回路Ｄｒ１Ｖｐに接続されている。第４出力巻線６５は、第４のダイオード７４ａ及び第４のコンデンサ７４ｂを備える第４の出力側回路７４を介して、第１のＷ相上アーム駆動回路Ｄｒ１Ｗｐに接続されている。なお、第２～第４の出力側回路７２～７４における各素子の接続態様は、第１の出力側回路７１と同様である。

本実施形態において、第１～第４出力巻線６２～６５の各巻数Ｎ２～Ｎ５は同じ値となっている。そのため、第１～第４出力巻線６２～６５の巻数Ｎ２～Ｎ５に対する第１入力巻線６１の巻数Ｎ１の巻数比（＝Ｎ１／Ｎ２，Ｎ１／Ｎ３，Ｎ１／Ｎ４，Ｎ１／Ｎ５）は同じ値となっている。以下では、第１の上アームトランス６０の巻数比をＮｒ１（＝Ｎ１／Ｎ２，Ｎ１／Ｎ３，Ｎ１／Ｎ４，Ｎ１／Ｎ５）と称する。

次に第１の下アームトランス６７の構成を説明する。第１の下アームトランス６７は、第２入力巻線６８と、この第２入力巻線６８と１つのコアＣ２により磁気結合する第５出力巻線６９とを備えている。第２入力巻線６８の第５トランス端子Ｔａ５は、第１配線ＬＰ１から分岐する第３配線ＬＰ３と、第１配線ＬＰ１と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。また、第２入力巻線６８の第６トランス端子Ｔａ６は、第２配線ＬＰ２から分岐する第４配線ＬＰ４と、第２配線ＬＰ２とを介して第１制御用スイッチ８０のドレインに接続されている。そのため、第１制御用スイッチ８０がオン操作されることで、低電圧バッテリ４２と、第２入力巻線６８と、第１制御用スイッチ８０とを含む第２閉回路が形成され、この第２閉回路に電流が流れる。第２入力巻線６８が第２入力側巻線に相当し、第５出力巻線６９が第２出力側巻線に相当する。第３配線ＬＰ３が第２電源側配線に相当し、第４配線ＬＰ４が第２スイッチ側配線に相当する。

第５出力巻線６９には、第５の出力側回路７５を介して、下アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｎ、及び第１の￥相下アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｎが並列接続されている。第５の出力側回路７５は、第５のダイオード７５ａと、第５のコンデンサ７５ｂと、を備えている。なお、第５の出力側回路７５の各素子の接続態様は、第１の出力側回路７１と同様であるため、その説明を省略する。

本実施形態では、上，下アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃ＃の負荷電流をＩ１とし、第１の￥相上，下アーム駆動回路Ｄｒ１￥＃の負荷電流をＩ２として示す。なお、負荷電流Ｉ１と負荷電流Ｉ２とは異なる値である。

ここで、第５出力巻線６９には、各下側駆動回路Ｄｒｃｎ，Ｄｒ１￥ｎが並列接続されており、第５出力巻線６９には、各下側駆動回路Ｄｒｃｎ，Ｄｒ１￥ｎの負荷電流の合計値であるＩ３（＝Ｉ１＋３×Ｉ２）が流れる。そのため、第１～第４出力巻線６２～６５に流れる各電流Ｉ１，Ｉ２よりも、第５出力巻線６９に流れる電流Ｉ３の方が大きくなる。このため、第５出力巻線６９の電圧降下分が、第１～第４出力巻線６２～６５の各電圧降下分よりも大きくなり、下側駆動回路Ｄｒｃｎ，Ｄｒ１￥ｎへの出力電圧が、各上側駆動回路Ｄｒｃｐ，Ｄｒ１￥ｐへの出力電圧よりも低くなるおそれがある。

そこで、本実施形態では、第１の下アームトランス６７の巻数比Ｎｒ２を第１の上アームトランス６０の巻数比Ｎｒ１よりも大きくすることで、各上側駆動回路Ｄｒｃｐ，Ｄｒ１￥ｐと、各下側駆動回路Ｄｒｃｎ，Ｄｒ１￥ｎに供給される出力電圧のばらつきを小さくしている。具体的には、第５出力巻線６９の巻数をＮ１２と称し、第２入力巻線６８の巻数をＮ１１とすると、第１の下アームトランス６７の巻数比Ｎｒ２（＝Ｎ１１／Ｎ１２）が、第１の上アームトランス６０の巻数比Ｎｒ１よりも大きな値となっている。

次に、絶縁型電源装置のうち、第２の￥相上，下アーム駆動回路Ｄｒ２￥＃に供給される駆動用電圧を制御する第２の電源装置１０１について、第１の電源装置１００との違いを中心に説明する。

第２の電源装置１０１は、第２の上アームトランス９０と、第２の下アームトランス９７とを備えている。第２の電源装置１０１では、第２の上アームトランス９０を、第２の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ２￥ｐに対して共通のトランスとしている。また、第２の下アームトランス９７を、第２の￥相下アーム駆動回路Ｄｒ２￥ｎについての共通のトランスとしている。

第２の上アームトランス９０は、１つの入力巻線と、３つの出力巻線と、帰還巻線とが１つのコアにより磁気結合するトランスである。そして、第２の上アームトランス９０は、不図示のフィードバック回路を介して第２電源ＩＣ５４に接続されている。第２の下アームトランス９７は、１つの入力巻線と、１つの出力巻線とが１つのコアにより磁気結合するトランスである。

次に、駆動回路Ｄｒｃ＃，Ｄｒ１￥＃，Ｄｒ２￥＃について説明する。本実施形態では、各駆動回路Ｄｒｃ＃，Ｄｒ１￥＃，Ｄｒ２￥＃の構成が同一である。このため、駆動回路の構成について、第１のＵ相上アーム駆動回路Ｄｒ１Ｕｐを例にして説明する。第１のＵ相上アーム駆動回路Ｄｒ１Ｕｐは、制御装置４０からインターフェース４４を介して入力される操作信号ｇ１Ｕｐに基づき、第１のＵ相上アームスイッチＳ１Ｕｐのオンオフを制御する。

続いて、図３を用いて、給電システム３００を構成する基板２００におけるトランス等の配置状態について説明する。図３では、フィードバック回路８２の図示を省略している。

図示されるように、基板２００は、矩形状をなす多層基板であり、第１面及び第１面の裏面である第２面で構成された一対の外層と、一対の外層で挟まれた複数の内層とを有している。基板２００の外層面には、昇圧モジュールＭｃ，及び第１，第２の￥相モジュールＭ１￥，Ｍ２￥を基板２００に接続する複数の上アーム用接続部、及び複数の下アーム用接続部が設けられている。上アーム用接続部は、昇圧モジュールＭｃ及び第１，第２の￥相モジュールＭ１￥，Ｍ２￥を構成する上アーム用スイッチＳｃｐ，Ｓ１￥ｐ，Ｓ２￥ｐを基板２００に接続する接続部である。下アーム用接続部は、昇圧モジュールＭｃ及び第１，第２の￥相モジュールＭ１￥，Ｍ２￥を構成する下アーム用スイッチＳｃｎ，Ｓ２￥ｎ，Ｓ２￥ｎを基板２００に接続する接続部である。

上アーム用接続部のうち、上アーム昇圧スイッチＳｃｐを基板２００に接続するものを昇圧上アーム接続部Ｔｃｐと称し、第１の￥相上アームスイッチＳ１￥ｐを基板２００に接続するものを第１の￥相上アーム接続部Ｔ１￥ｐと称する。また、下アーム用接続部のうち、下アーム昇圧スイッチＳｃｎを基板２００に接続するものを昇圧下アーム接続部Ｔｃｎと称し、第１の￥相下アームスイッチＳ１￥ｎを基板２００に接続するものを第１の￥相下アーム接続部Ｔ１￥ｎと称する。上アーム用接続部のうち、第２の￥相上アームスイッチＳ２￥ｐを基板２００に接続するものを第２の￥相上アーム接続部Ｔ２￥ｐと称する。また、下アーム用接続部のうち、第２の￥相下アームスイッチＳ２￥ｎを基板２００に接続するものを第２の￥相下アーム接続部Ｔ２￥ｎと称する。

昇圧上アーム接続部Ｔｃｐ及び第１の￥相上アーム接続部Ｔ１￥ｐ（以下、第１の上アーム用接続部）は、基板２００の第１面の正面視において、一列に並ぶように基板２００に設けられている。本実施形態では、第１の上アーム用接続部Ｔｃｐ，Ｔ１￥ｐは、基板２００の板面に平行な面において延びる方向であって、これら接続部Ｔｃｐ，Ｔ１￥ｐが並ぶ方向と直交する方向における基板２００の中央部に設けられている。

昇圧下アーム接続部Ｔｃｎ及び第１の￥相下アーム接続部Ｔ１￥ｎ（以下、第１の下アーム用接続部）は、基板２００の第１面の正面視において、第１の上アーム用接続部Ｔｃｐ，Ｔ１￥ｐが並ぶ方向に一列に並ぶように設けられている。また、第１の下アーム用接続部Ｔｃｎ，Ｔ１￥ｎは、基板２００の第１面の正面視において、第１の上アーム用接続部Ｔｃｐ，Ｔ１￥ｐと並列に設けられている。

第２の￥相上アーム接続部Ｔ２￥ｐ（以下、第２の上アーム用接続部）は、基板２００の第１面の正面視において、第１の上アーム用接続部Ｔｃｐ，Ｔ１￥ｐが並ぶ方向に一列に並ぶように基板２００に設けられている。また、第２の￥相下アーム接続部Ｔ２￥ｎ（以下、第２の下アーム用接続部）は、基板２００の第１面の正面視において、第２の￥相上アーム接続部Ｔ２￥ｐが並ぶ方向に一列に並ぶように設けられている。

昇圧上，下アーム接続部Ｔｃｐ，Ｔｃｎには、基板２００の第２面側から昇圧モジュールＭｃが取り付けられることにより、上，下アーム昇圧スイッチＳｃｐ，Ｓｃｎのゲートが接続されている。また、第１の￥相上，下アーム接続部Ｔ１￥ｐ，Ｔ１￥ｎには、基板２００の第２面側から第１の￥相モジュールＭ１￥が取り付けられることにより、第１の￥相上，下アームスイッチＳ１￥ｐ，Ｓ１￥ｎのゲートが接続されている。さらに、第２の￥相上，下アーム接続部Ｔ２￥ｐ，Ｔ２￥ｎには、基板２００の第２面側から第２の￥相モジュールＭ２￥が取り付けられることにより、第２の￥相上，下アームスイッチＳ２￥ｐ，Ｓ２￥ｎのゲートが接続されている。これにより、各スイッチＳｃ＃，Ｓ１￥＃，Ｓ２￥＃のゲート，エミッタと、対応する各駆動回路Ｄｒｃ＃，Ｄｒ１￥＃の端子とが接続されることとなる。

第１の上アームトランス６０は、基板２００の第１面の正面視において、第１の上アーム用接続部Ｔｃｐ，Ｔ１￥ｐに対して、第１の下アーム用接続部Ｔｃｎ，Ｔ１￥ｎとは反対側の領域に設けられている。第１の上アームトランス６０は、第１～第４トランス端子Ｔａ１～Ｔａ４が並ぶ方向が、第１の上アーム用接続部Ｔｃｐ，Ｔ１￥ｐが並ぶ方向に沿って並ぶように基板２００に設けられている。

第１の電源制御部ＣＴ１は、基板２００の第１面の正面視において、第１の上アームトランス６０に対して、第１の上アーム用接続部Ｔｃｐ，Ｔ１￥ｐとは反対側の領域に設けられている。本実施形態では、第１の上アームトランス６０は、第１～第４のトランス端子Ｔａ１～Ｔａ４が第１の電源制御部ＣＴ１と隣り合うように設けられている。

なお、基板２００の第１面の正面視において、一列に並ぶ第１の上アーム用接続部Ｔｃｐ，Ｔ１￥ｐと、第１の上アームトランス６０との間の領域には、第１の電源制御部ＣＴ１に対応する上側駆動回路Ｄｒｃｐ，Ｄｒ１￥ｐが、第１の上アーム用接続部Ｔｃｐ，Ｔ１￥ｐが並ぶ方向に一列に設けられている。

第１の下アームトランス６７は、基板２００の第１面の正面視において、第１の下アーム用接続部Ｔｃｎ，Ｔ１￥ｎのうち、これら接続部Ｔｃｎ，Ｔ１￥ｎが並ぶ方向で基板２００の一辺に最も近い昇圧下アーム接続部Ｔｃｎ付近に設けられている。具体的には、第１の下アームトランス６７は、基板２００の第１面の正面視において、昇圧下アーム接続部Ｔｃｎに対して昇圧上アーム接続部Ｔｃｐとは反対側の領域に設けられている。ここで、第１の下アームトランス６７は、第５，第６のトランス端子Ｔａ５，Ｔａ６が下アーム用接続部Ｔｃｎとは反対側を向くように設けられている。

本実施形態において、第１の電源制御部ＣＴ１に対応する下側駆動回路Ｄｒｃｎ，Ｄｒ１￥ｎは、基板２００の第１面の正面視において、第１の下アーム用接続部Ｔｃｎ，Ｔ１￥ｎが並ぶ方向に一列にかつ、これら接続部Ｔｃｎ，Ｔ１￥ｎと隣り合うように設けられている。ここで、下アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｎは、基板２００の第１面の正面視において、第１の下アームトランス６７及び下アーム用接続部Ｔｃｎの間の領域に設けられている。

第２の電源装置１０１を構成する、第２の上，下アームトランス９０，９７、第２の電源制御部ＣＴ２、及び上，下側駆動回路Ｄｒ２￥＃の基板２００上での配置関係については、第１の電源装置１００と同様であるため、その説明を省略する。なお、第２の電源制御部ＣＴ２には、第１制御用スイッチ８０に対応する第２制御用スイッチ８１が設けられている。

低電圧バッテリ４２は、基板２００の第１面の正面視において、第１，第２の上アーム用接続部Ｔｃｐ，Ｔ１￥ｐ，Ｔ２￥ｐに対して、第１，第２の下アーム用接続部Ｔｃｎ，Ｔ１￥ｎ，Ｔ２￥ｎとは反対側の領域に設けられている。本実施形態では、特に、第１の電源制御部ＣＴ１及び第２の電源制御部ＣＴ２の間に低電圧バッテリ４２が設けられている。

第１，第３配線ＬＰ１，ＬＰ３（図中一点鎖線にて記載）は、基板２００の第１面の正面視において、低電圧バッテリ４２から、第１の領域及び第２の領域を通って第１の下アームトランス６７の第５のトランス端子Ｔａ５まで延びるように形成されている。ここで、第１の領域とは、基板２００の第１面の正面視において、第１の電源制御部ＣＴ１と、第１の上アームトランス６０とに挟まれた領域のことである。また、第２の領域とは、基板２００の第１面の正面視において、第１の上，下アーム用接続部Ｔｃ＃，Ｔ１￥＃のうち、これら接続部Ｔｃ＃，Ｔ１￥＃が並ぶ方向において基板２００の一辺に最も近い昇圧上，下アーム用接続部Ｔｃｐ，Ｔｃｎと、上記一辺とで挟まれる領域のことである。第１の領域において、第１の上アームトランス６０の第１トランス端子Ｔａ１と低電圧バッテリ４２とが第１配線ＬＰ１によって接続されている。

第３，第４配線ＬＰ３，ＬＰ４は、基板２００の第１面の正面視において、第１の下アームトランス６７の第６のトランス端子Ｔａ６から、第２の領域及び第１の領域を通って第１の上アームトランス６０の第２トランス端子Ｔａ２まで延びるように形成されている。

第２の電源装置１０１を構成する第２の上，下アームトランス９０，９７は、第５，第７配線ＬＰ５，ＬＰ７を介して低電圧バッテリ４２に接続され、第６，第８配線ＬＰ６，ＬＰ８を介して第２制御用スイッチ８１に接続されている。第２の電源装置１０１において、第５配線ＬＰ５が、第１の電源装置１００の第１配線ＬＰ１に対応し、第６配線ＬＰ６が、第１の電源装置１００の第２配線ＬＰ２に対応している。また、第２の電源装置１０１において、第７配線ＬＰ７が、第１の電源装置１００の第３配線ＬＰ３に対応し、第８配線ＬＰ８が、第１の電源装置１００の第４配線ＬＰ４に対応している。

なお、本実施形態において、第１～第８配線ＬＰ１～ＬＰ８それぞれは、基板２００の互いに異なる内層に形成されている。このため、図３において、第１～第８配線ＬＰ１～ＬＰ８の交差部分があるが、この交差部分においてこれら配線が電気的に接続されているわけではない。

次に、図４を用いて、本実施形態に係る第１の電源装置１００の作用・効果を説明する。

第１の電源装置１００では、第１電源ＩＣ５２により、第１状態と第２状態とのいずれかに制御される。第１状態は、図４（ａ）に示すように、第１電源ＩＣ５２から出力される操作信号がハイ状態となることで、第１制御用スイッチ８０がオン操作される。そのため、低電圧バッテリ４２、第１入力巻線６１及び第１制御用スイッチ８０を含む第１閉回路と、低電圧バッテリ４２、第２入力巻線６８及び第１制御用スイッチ８０を含む第２閉回路とのそれぞれに電流が流れる。第１～第５出力巻線６２～６５，６９及び帰還巻線６６では、電流の向きが、第１～第５のダイオード７１ａ～７５ａ及び検出用ダイオード８２ａの順方向と逆向きとなるため、第１～第５出力巻線６２～６５，６９及び帰還巻線６６に電流が流れない。このため、第１の上アームトランス６０と、第１の下アームトランス６７とに磁気エネルギが蓄積される。

第２状態は、図４（ｂ）に示すように、第１電源ＩＣ５２から出力される操作信号がロー状態となることで、第１制御用スイッチ８０がオフ操作される。そのため、第１の上アームトランス６０及び第１の下アームトランス６７では、蓄積された磁気エネルギにより、第１～第５出力巻線６２～６５，６９及び帰還巻線６６に電流が流れる。

第１の上アームトランス６０では、帰還巻線６６と、第１～第４出力巻線６２～６５とは共通のコアＣ１により磁気結合している。このため、第１～第４出力巻線６２～６５の各出力電圧は、帰還巻線６６に生じる電圧に、帰還巻線６６の巻数Ｎ６を基準とする第１～第４出力巻線６２～６５の巻数（Ｎ２～Ｎ５）の巻数比Ｎｒ３（＝Ｎ２／Ｎ６，Ｎ３／Ｎ６，Ｎ４／Ｎ６，Ｎ５／Ｎ６）を乗算した値となる。そのため、第１～第４出力巻線６２～６５の出力電圧のばらつきが抑制される。本実施形態では、第１～第４出力巻線６２～６５の巻数Ｎ２～Ｎ５が同じ値となっており、第１～第４出力巻線６２～６５の各出力電圧は近い値となる。

また、第１の上アームトランス６０の第１～第４出力巻線６２～６５の出力電圧は、帰還巻線６６のフィードバック電圧Ｖｆｂ１に応じて一括で制御される。その結果、第１～第４出力巻線６２～６５の出力電圧のばらつきをいっそう抑制できる。

本実施形態では、第１の上アームトランス６０と、第１の下アームトランス６７との間で出力電圧にばらつきが生じている場合であっても、時間経過とともに出力電圧のばらつきが低減される。例えば、第２状態において、第１の上アームトランス６０の出力電圧が、第１の下アームトランス６７の出力電圧よりも高くなっている場合を例に説明する。

第２状態では、第２配線ＬＰ２、第１入力巻線６１、第１配線ＬＰ１、第３配線ＬＰ３、及び第２入力巻線６８を含む第３閉回路が形成される。また、第２状態では、第１入力巻線６１に第１フライバック電圧Ｖｏｒ１が生じ、第２入力巻線６８に第２フライバック電圧Ｖｏｒ２が生じる。第１フライバック電圧Ｖｏｒ１は、第１の上アームトランス６０の出力電圧に巻数比Ｎｒ１を乗じた値である。また、第２フライバック電圧Ｖｏｒ２は、第１の下アームトランス６７の出力電圧に巻数比Ｎｒ２を乗じた値である。

第２状態において、第１の上アームトランス６０の出力電圧が、第１の下アームトランス６７の出力電圧よりも高いと、第１入力巻線６１の第１フライバック電圧Ｖｏｒ１が第２入力巻線６８の第２フライバック電圧Ｖｏｒ２よりも高くなる。このため、第１フライバック電圧Ｖｏｒ１と第２フライバック電圧Ｖｏｒ２との電圧差に応じて、第３閉回路では、電流が第１入力巻線６１から第２配線ＬＰ２及び第４配線ＬＰ４を介して第２入力巻線６８に向けて流れる。そのため、第１の上アームトランス６０の磁気エネルギが減少し、第１の上アームトランス６０を構成する第１～第４出力巻線６２～６５の出力電圧が低下する。また、第１の下アームトランス６７の磁気エネルギが増加し、第５出力巻線６９の出力電圧が増加する。その結果、第１の上アームトランス６０の出力電圧と、第１の下アームトランス６７の出力電圧のばらつきがいっそう抑制される。この抑制効果は、第１制御用スイッチ８０の操作状態にかかわらず、第３閉回路が形成される構成により実現される。なお、第１の上アームトランス６０と第１の下アームトランス６７の各出力電圧の電圧差がなくなることで、第１入力巻線６１から第２入力巻線６８へ向けて電流は流れなくなる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態では、第１実施形態と異なる構成を主に説明する。なお、第１実施形態と同一の符号を付した箇所は同一の箇所を示し、その説明は繰り返さない。

図５は、第２実施形態に係る第１の電源装置１００を示す図である。図５では、第１の上アームトランス６０の帰還巻線６６には、負荷回路１０２が接続されている。例えば、負荷回路１０２は、制御用ＩＣである。そのため、帰還巻線６６に負荷回路１０２が接続されていない場合と比べて、第１の上アームトランス６０に流れる負荷電流の総和が負荷回路１０２に流れる負荷電流の分だけ多くなる。その結果、第１の上アームトランス６０の各出力電圧を低下させ、第１の上，下アームトランス６０，６７間の出力電圧にばらつきを生じさせるおそれがある。

下記式（１）に示されるように、第１状態において第１の上アームトランス６０に蓄積される磁気エネルギＥは、第１入力巻線６１の１次側インダクタンスＬ１に応じて変化する。

Ｅ＝（Ｌ１×Ｉ＾２）／２ … （１）
なお、＾２は、べき乗を示す。また、Ｉは、第１入力巻線６１に流れる電流であり、例えば、下記式（２）により算出することができる。
Ｉ＝１／Ｌ１×ＶＬ１×Ｄ … （２）
なお、ＶＬ１は、第１入力巻線６１の入力電圧であり、Ｄｒは、第１制御用スイッチ８０のオン操作期間Ｔｏｎの時比率である。

上記式（１），（２）より、下記式（３）が算出される。
Ｅ＝｛（ＶＬ１×Ｄｒ）＾２｝／（２×Ｌ１） … （３）
上記式（３）より、入力電圧ＶＬ１及びオン操作期間の時比率Ｄｒを固定した場合、１次側インダクタンスＬ１により、磁気エネルギＥを調整することが可能となる。

この点を踏まえ、第２実施形態では、第１の上アームトランス６０の１次側インダクタンスＬ１を、第１の下アームトランス６７の１次側インダクタンスＬ２よりも低くしている。これにより、第１の電源装置１００の第１状態において、第１の上アームトランス６０に蓄積される磁気エネルギＥが増加し、第１の上アームトランス６０の出力電圧を増加させ、第１の上，下アームトランス６０，６７間の出力電圧のばらつきを抑制することができる。

以上説明した本実施形態では以下の効果を奏する。

・第１の上アームトランス６０に接続された給電対象の負荷電流の総和と、第１の下アームトランス６７に接続された給電対象の負荷電流の総和とが異なる場合でも、第１の上アームトランス６０と第１の下アームトランス６７と間の出力電圧のばらつきを抑制することができる。

＜第２実施形態の変形例＞
第１の上アームトランス６０に接続された給電対象の負荷電流の総和が、第１の下アームトランス６７に接続された給電対象の負荷電流の総和よりも大きい場合において、第１の上アームトランス６０の巻数比Ｎｒ１を第１の下アームトランス６７の巻数比Ｎｒ２よりも大きくしてもよい。これにより、第１の上アームトランス６０の出力電圧を高めることができる。

以上説明した本実施形態では、第２実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態では、第１実施形態と異なる構成を主に説明する。なお、第１実施形態と同一の符号を付した箇所は同一の箇所を示し、その説明は繰り返さない。

本実施形態では、図１に示す給電システム３００とは異なり、第１の昇圧コンバータ、及び第２の昇圧コンバータを備えている。第１のインバータ１２は、第１の昇圧コンバータを介して高電圧バッテリ５０に接続されている。また、第２のインバータ２２は、第２の昇圧コンバータを介して高電圧バッテリ５０に接続されている。

図６は、第３実施形態に係る基板２００の平面図である。本実施形態では、第１の昇圧コンバータの第１の上，下アーム昇圧スイッチＳ１ｃｐ，Ｓ１ｃｎは、第１の上，下アーム昇圧駆動回路Ｄｒ１ｃｐ，Ｄｒ１ｃｎにより駆動される。また、第２の昇圧コンバータの第２の上，下アーム昇圧スイッチＳ２ｃｐ，Ｓ２ｃｎは、第２の上，下アーム昇圧駆動回路Ｄｒ２ｃｐ，Ｄｒ２ｃｎにより駆動される。

第１の上アーム昇圧駆動回路Ｄｒ１ｃｐは、基板２００の第１面の正面視において、第１の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐが並ぶ方向に一列に並ぶように設けられている。具体的には、第１の上アーム昇圧駆動回路Ｄｒ１ｃｐは、第１のＷ相上アーム駆動回路Ｄｒ１Ｗｐに対して、第１のＶ相上アーム駆動回路Ｄｒ１Ｖｐが設けられている側と反対側で１列に並ぶように設けられている。第１の下アーム昇圧駆動回路Ｄｒ１ｃｎは、基板２００の第１面の正面視において、第１の￥相下アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｎが並ぶ方向に一列に並ぶように設けられている。具体的には、第１の下アーム昇圧駆動回路Ｄｒ１ｃｎは、第１のＷ相下アーム駆動回路Ｄｒ１Ｗｎに対して、第１のＶ相下アーム駆動回路Ｄｒ１Ｖｎが設けられている側と反対側で１列に並ぶように設けられている。

第２の上アーム昇圧駆動回路Ｄｒ２ｃｐは、基板２００の第１面の正面視において、第１の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐ及び第１の上アーム昇圧駆動回路Ｄｒ１ｃｐが並ぶ方向に一列に並ぶように設けられている。具体的には、第２の上アーム昇圧駆動回路Ｄｒ２ｃｐは、第１の上アーム昇圧駆動回路Ｄｒ１ｃｐに対して、第１のＷ相上アーム駆動回路Ｄｒ１Ｗｐが設けられている側と反対側で１列に並ぶように設けられている。第２の下アーム昇圧駆動回路Ｄｒ２ｃｎは、基板２００の第１面の正面視において、第１の￥相下アーム駆動回路Ｄｒ２￥ｎ及び第１の下アーム昇圧駆動回路Ｄｒ１ｃｎが並ぶ方向に一列に並ぶように設けられている。具体的には、第２の下アーム昇圧駆動回路Ｄｒ２ｃｎは、第１の下アーム昇圧駆動回路Ｄｒ１ｃｎに対して、第１のＷ相下アーム駆動回路Ｄｒ１Ｗｎが設けられている側と反対側で１列に並ぶように設けられている。

本実施形態において、第１，第２の上アーム昇圧駆動回路Ｄｒ１ｃｐ，Ｄｒ２ｃｐの負荷電流Ｉ１と、第１，第２の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐ，Ｄｒ２￥ｐの負荷電流Ｉ２との差が大きくなる場合がある。負荷電流Ｉ１，Ｉ２の差が大きくなるほど、第１，第２電源ＩＣ５２，５４の制御により出力電圧の差を低減できない場合がある。そこで、本実施形態では、負荷電流の差を加味し、第１，第２の上アーム昇圧駆動回路Ｄｒ１ｃｐ，Ｄｒ２ｃｐと、第１，第２の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐ，Ｄｒ２￥ｐとに対して、別々の上アームトランスにより出力電圧を供給している。

給電システム３００は、第３の上アームトランス１１０と、第４の上アームトランス１２０と、第５の上アームトランス１３０と、第３の下アームトランス１４０と、第４の下アームトランス１５０と、第５の下アームトランス１６０と、を備えている。本実施形態では、第３の上アームトランス１１０が第１トランスに相当し、第３の下アームトランス１４０が第２トランスに相当する。

第３～第５の上アームトランス１１０～１３０は、１つの入力巻線に対して複数の出力巻線が磁気結合するトランスである。具体的には、第３の上アームトランス１１０は、１つの入力巻線１１１と、帰還巻線１１２と、３つの出力巻線１１３，１１４，１１５とが１つのコアにより磁気結合するトランスである。第４の上アームトランス１２０は、１つの入力巻線１２１と、２つの出力巻線１２３，１２４とが１つのコアにより磁気結合するトランスである。第５の上アームトランス１３０は、１つの入力巻線１３１と、３つの出力巻線１３３，１３４，１３５とが１つのコアにより磁気結合するトランスである。

第３の上アームトランス１１０の３つの出力巻線１１３～１１５それぞれには、第１の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐが接続されている。第３の上アームトランス１１０の３つの出力巻線１１３～１１５から各第１の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐに出力電圧が供給される。

第４の上アームトランス１２０の２つの出力巻線１２３，１２４それぞれには、第１，第２の上アーム昇圧駆動回路Ｄｒ１ｃｐ，Ｄｒ２ｃｐが接続されている。第４の上アームトランス１２０の各出力巻線１２３，１２４から第１，第２の上アーム昇圧駆動回路Ｄｒ１ｃｐ，Ｄｒ２ｃｐに出力電圧が供給される。

第５の上アームトランス１３０の３つの出力巻線１３３～１３５それぞれには、第２の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ２￥ｐが接続されている。第５の上アームトランス１３０の各出力巻線１３３～１３５から各第２の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ２￥ｐに出力電圧が供給される。

第３～第５の下アームトランス１４０～１６０は、１つの入力巻線１４１，１５１，１６１に対して１つの出力巻線１４２，１５２，１６２がそれぞれ磁気結合するトランスである。

第３の下アームトランス１４０の出力巻線１４２には、各第１の￥相下アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｎが並列接続されている。第４の下アームトランス１５０の出力巻線１５２には、第１，第２の下アーム昇圧駆動回路Ｄｒ１ｃｎ，Ｄｒ２ｃｎが並列接続されている。第５の下アームトランス１６０の出力巻線１６２には、各第２の￥相下アーム駆動回路Ｄｒ２￥ｎが並列接続されている。

本実施形態では、第３～第５の上，下アームトランス１１０～１６０の各入力巻線１１１，１２１，１３１、１４１，１５１，１６１の一端は、第１配線ＬＰ１及び第３配線ＬＰ３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。また、第３～第５の上，下アームトランス１１０～１６０の各入力巻線１１１，１２１，１３１、１４１，１５１，１６１の他端は、第２配線ＬＰ２及び第４配線ＬＰ４を介して第１制御用スイッチ８０のドレインに接続されている。

第３の上アームトランス１１０の帰還巻線１１２は、不図示のフィードバック回路を介して第１電源ＩＣ５２に接続されている。そのため、第３の上アームトランス１１０の出力電圧が目標電圧Ｖｔｇｔに応じた指令値Ｖ＊に制御されることで、出力電圧のばらつきが抑制される。

以上説明した第３実施形態では、以下の効果を奏する。

昇圧コンバータ３０の第１，第２の昇圧上アーム駆動回路Ｄｒ１ｃｐ，Ｄｒ２ｃｐと、第１，第２の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ￥ｐとに対して別々の上アームトランス１１０～１３０から電力を供給することとした。この場合、第１，第２の昇圧上アーム駆動回路Ｄｒ１ｃｐ，Ｄｒ２ｃｐと、第１，第２の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ￥ｐとの間の負荷電流の差が大きい場合においても、各上アームトランス１１０～１３０において出力電圧のばらつきが大きくなることを抑制することができる。

＜第４実施形態＞
第４実施形態では、第３実施形態と異なる構成を主に説明する。なお、第３実施形態と同一の符号を付した箇所は同一の箇所を示し、その説明は繰り返さない。

本実施形態では、第３実施形態と異なり、第１，第２のインバータ１２，２２は、１つの昇圧コンバータを介して高電圧バッテリ５０に接続されている。図７に示すように、昇圧コンバータを構成する上，下アーム昇圧スイッチＳｃｐ，Ｓｃｎのうち、上アーム昇圧スイッチＳｃｐは上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐに接続されており、下アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｎは、下アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｎに接続されている。

上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐは、第４の上アームトランス１２０に接続されている。具体的には、上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐは、第４の上アームトランス１２０の出力巻線１２３に接続されている。本実施形態では、第３の下アームトランス１４０の出力巻線１４２には、第１の￥相下アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｎに加えて、下アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｎが接続されている。

次に、第４実施形態に係る第３，第４の上アームトランス１１０，１２０の負荷電流のばらつきを、第３，第４の上アームトランス１１０，１２０それぞれに流れる負荷電流の比により説明する。図８では、各上側駆動回路Ｄｒ１￥ｐ，Ｄｒｃｐそれぞれの負荷電流を、各上側駆動回路Ｄｒ１￥ｐ，Ｄｒｃｐの停止時に流れる負荷電流を１とする場合の相対的な値により示している。

本実施形態では、第１の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐが動作する際に流れる負荷電流は、上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐが動作する際に流れる負荷電流よりも大きい。具体的には、第１の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐの動作時の負荷電流を２０とした場合、上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐの動作時の負荷電流を１０としている。

第１の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐ及び上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐが共に動作する場合、第３，第４の上アームトランス１１０，１２０の負荷電流の比は、６０（＝２０＋２０＋２０）：１０となる。第１の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐが停止し、上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐが動作する場合、第３，第４の上アームトランス１１０，１２０の負荷電流の比は、３（＝１＋１＋１）：１０となる。第１の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐが動作し、上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐが停止する場合、第３，第４の上アームトランス１１０，１２０の負荷電流の比は、６０（＝２０＋２０＋２０）：１となる。第１の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐ及び上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐが共に停止する場合、第３，第４の上アームトランス１１０，１２０の負荷電流の比は、３（＝１＋１＋１）：１となる。

以上説明した本実施形態では、第３の実施形態と同様の効果を奏する。

＜第４実施形態の変形例＞
第３の上アームトランス１１０に、上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐ及び第１のＵ，Ｖ相上アーム駆動回路Ｄｒ１Ｕｐ，Ｄｒ１Ｖｐが接続され、第４の上アームトランス１２０に、第１のＷ相上アーム駆動回路Ｄｒ１Ｗｐが接続されてもよい。

第４実施形態の変形例に係る第３，第４の上アームトランス１１０，１２０の負荷電流のばらつきを、第３，第４の上アームトランス１１０，１２０それぞれに流れる負荷電流の比により説明する。

図９では、各上側駆動回路Ｄｒ１￥ｐ，Ｄｒｃｐの負荷電流を、各上側駆動回路Ｄｒ１￥ｐ，Ｄｒｃｐの停止時に流れる負荷電流を１とする場合の相対的な値により示している。上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐ及び第１の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐの動作時の負荷電流は、第４実施形態で示したものと同様である。

第１の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐ及び上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐが共に動作する場合、第３，第４の上アームトランス１１０，１２０の負荷電流の比は、５０（＝２０＋２０＋１０）：２０となる。第１の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐが停止し、かつ上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐが動作する場合、第３，第４の上アームトランス１１０，１２０の負荷電流の比は、１２（＝１＋１＋１０）：１となる。第１の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐが動作し、かつ上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐが停止する場合、第３，第４の上アームトランス１１０，１２０の負荷電流の比は、４１（＝２０＋２０＋１）：２０となる。第１の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐ及び上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐが共に停止する場合、第３，第４の上アームトランス１１０，１２０の負荷電流の比は、３（＝１＋１＋１）：１となる。

第４実施形態の変形例においても、第３実施形態と同様の効果を奏する。また、第４実施形態の変形例では、第４実施形態と比べて、第１の￥相上アーム駆動回路Ｄｒ１￥ｐが動作し、かつ上アーム昇圧駆動回路Ｄｒｃｐが停止する場合の、第３，第４の上アームトランス１１０，１２０間の負荷電流のばらつき度合いが低減されている。その結果、第３，第４の上アームトランス１１０，１２０間の出力電圧のばらつきがいっそう抑制される。

＜その他の実施形態＞
・給電システム３００は、第１のインバータ１２のみを備える構成であってもよい。この場合、給電システム３００は、第１の電源装置１００のみを備える構成であればよい。

・給電システム３００は、昇圧コンバータ３０を備えない構成であってもよい。この場合において、第１の上アームトランス６０は、出力側巻線として、第１入力巻線６１と磁気結合する第１～第３出力巻線６２～６４のみを備えていればよい。

・第１の上アームトランス６０は、上側駆動回路Ｄｒｃｐ，Ｄｒ１￥ｐ，Ｄｒ２￥ｐに共通のトランスであってもよい。この場合において、第１の上アームトランス６０は、１つの入力巻線、７つの出力巻線、及び帰還巻線が１つのコアにより磁気結合するトランスであればよい。そして、出力巻線それぞれに、上側駆動回路Ｄｒｃｐ，Ｄｒ１￥ｐ，Ｄｒ２￥ｐの各駆動回路が接続されていればよい。

・第３配線ＬＰ３が低電圧バッテリ４２の正極端子と第２入力巻線６８の第５トランス端子Ｔａ５とを接続している場合、第１配線ＬＰ１は、第３配線ＬＰ３から分岐することで第１入力巻線６１の第１トランス端子Ｔａ１に接続されていてもよい。また、第４配線ＬＰ４が第１制御用スイッチ８０と第２入力巻線６８の第６トランス端子Ｔａ６とを接続している場合、第２配線ＬＰ２は、第４配線ＬＰ４から分岐することで第１入力巻線６１の第２トランス端子Ｔａ２に接続されていてもよい。

・第１配線ＬＰ１及び第３配線ＬＰ３それぞれが低電圧バッテリ４２の正極端子に接続され、第２配線ＬＰ２及び第４配線ＬＰ４それぞれが第１制御用スイッチ８０のドレインに接続されることで、第３閉回路が形成されていてもよい。

・第１，第２の上アームトランス６０，９０が帰還巻線を備えることに代えて、第１，第２の下アームトランス６７，９７が帰還巻線を備えていても良い。

５２…第１電源ＩＣ，６０…第１の上アームトランス、６１…第１入力巻線、６２～６５…第１～第４出力巻線、６６…帰還巻線、６７…第１の下アームトランス、６８…第２入力巻線、６９…第５出力巻線、８０…第１制御用スイッチ、１００…第１の電源装置。

Claims (5)

1. 直流電源（４２）と給電対象（Ｄｒｃ＃，Ｄｒ１￥＃，Ｄｒ２￥＃）との間に接続されてかつ入力側巻線及び出力側巻線を有する複数のトランス（６０，６７，９０，９７，１１０～１６０）と、制御用スイッチ（８０）と、前記出力側巻線の出力を制御すべく前記制御用スイッチを操作する電圧制御部（５２，５４）と、を備える絶縁型電源装置であって、
   複数の前記トランスは、
   前記入力側巻線である１つの第１入力側巻線（６１，１１１）と、前記出力側巻線である複数の第１出力側巻線（６２～６５，１１３～１１５）とが共通のコア（Ｃ１）により磁気結合する第１トランス（６０，９０，１１０）と、
   前記入力側巻線である１つの第２入力側巻線（６８，１４１）と、前記出力側巻線である１つの第２出力側巻線（６９，１４２）とが磁気結合する第２トランス（６７，９７，１４０）と、を備え、
   前記第１トランス及び前記第２トランスのうちいずれか１つのトランスは、前記入力側巻線及び前記出力側巻線と磁気結合する帰還巻線（６６，１１１）を有し、
   前記電圧制御部は、前記帰還巻線に生じる電圧に基づいて、前記第１トランス及び前記第２トランスのうち前記帰還巻線を備えるトランスの前記出力側巻線の出力電圧を制御すべく、前記制御用スイッチを操作し、
   前記給電対象には、
   前記各第１出力側巻線それぞれに個別に接続された第１給電対象（Ｄｒｃｐ，Ｄｒ１￥ｐ，Ｄｒ２￥ｐ）と、
   前記第２出力側巻線に接続された複数の第２給電対象（Ｄｒ１￥ｎ，Ｄｒ２￥ｎ）と、が含まれており、
   前記各第１出力側巻線に流れる負荷電流の合計値は、前記第２出力側巻線に流れる負荷電流よりも多く、
   前記第１入力側巻線は、前記第２入力側巻線よりもインダクタンスが低い値とされている絶縁型電源装置。
2. 前記帰還巻線は、前記第１トランスに備えられており、前記第１入力側巻線及び複数の前記第１出力側巻線それぞれと前記共通のコアにより磁気結合する請求項１に記載の絶縁型電源装置。
3. 前記第１入力側巻線の一端を前記直流電源の正極端子に接続する第１電源側配線（ＬＰ１）と、
   前記第２入力側巻線の一端を前記直流電源の正極端子に接続する第２電源側配線（ＬＰ３）と、
   前記第１入力側巻線の他端を前記制御用スイッチに接続する第１スイッチ側配線（ＬＰ２）と、
   前記第２入力側巻線の他端を前記制御用スイッチに接続する第２スイッチ側配線（ＬＰ４）と、を備える請求項１又は２に記載の絶縁型電源装置。
4. インバータ（１２，２２）を備える給電システム（３００）に適用される絶縁型電源装置であって、
   前記第１給電対象には、前記インバータのＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各上アームスイッチ（Ｓ１￥ｐ）の駆動電力を供給する上側駆動回路（Ｄｒ１￥ｐ）が含まれ、
   前記第２給電対象には、前記インバータのＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各下アームスイッチ（Ｓ１￥ｎ）の駆動電力を供給する下側駆動回路（Ｄｒ￥ｎ）が含まれている請求項１～３のいずれか１項に記載の絶縁型電源装置。
5. 請求項４に記載の絶縁型電源装置と、前記絶縁型電源装置が実装される基板（２００）と、を備える給電システムであって、
   前記第１入力側巻線の一端及び前記第２入力側巻線の一端それぞれを、前記直流電源の正極端子に接続する電源側配線（ＬＰ１，ＬＰ３）と、
   前記第１入力側巻線の他端及び前記第２入力側巻線の他端それぞれを、前記制御用スイッチに接続するスイッチ側配線（ＬＰ２，ＬＰ４）と、
   複数の前記上アームスイッチを前記基板に接続するための複数の上アーム用接続部（Ｔｃｐ，Ｔ１￥ｐ，Ｔ２￥ｐ）であって、前記基板の板面の正面視において一列に並ぶように前記基板に設けられた複数の前記上アーム用接続部と、
   複数の前記下アームスイッチを前記基板に接続するための複数の下アーム用接続部（Ｔｃｎ，Ｔ１￥ｎ，Ｔ２￥ｎ）であって、前記基板の板面の正面視において、複数の前記上アーム用接続部が並ぶ方向に一列に並ぶように前記基板に設けられた複数の前記下アーム用接続部と、を備え、
   一列に並ぶ複数の前記上アーム用接続部と、一列に並ぶ複数の前記下アーム用接続部とは、前記基板の板面の正面視において、並列に設けられ、
   前記第１トランスは、前記基板の板面の正面視において、複数の前記上アーム用接続部に対して複数の前記下アーム用接続部とは反対側の領域に設けられ、
   前記第２トランスは、前記基板の板面の正面視において、複数の前記下アーム用接続部に対して複数の前記上アーム用接続部とは反対側の領域に設けられており、
   前記電源側配線は、前記基板の板面の正面視において、複数の前記上アーム用接続部のうち、複数の前記上アーム用接続部が並ぶ方向で前記基板の一辺に最も近い接続部と前記一辺との間の領域を通って前記直流電源及び前記第１入力側巻線を接続し、
   前記スイッチ側配線は、前記基板の板面の正面視において、複数の前記上アーム用接続部のうち、複数の前記上アーム用接続部が並ぶ方向で前記基板の一辺に最も近い接続部と前記一辺との間の領域を通って前記制御用スイッチ及び前記第１入力側巻線を接続する給電システム。

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