JP7225930B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、スイッチング素子を用いて電圧変換を行うスイッチング電源装置に関する。

スイッチング電源装置の一例として種々のＤＣ－ＤＣコンバータが提案され、実用に供されている（例えば、特許文献１参照）。この種のＤＣ－ＤＣコンバータは一般に、スイッチング素子を含むインバータ回路と、電力変換トランス（変圧素子）と、整流平滑回路とを備えている。

特開２０１７－５９０８号公報

ところで、このようなＤＣ－ＤＣコンバータ等のスイッチング電源装置では一般に、電力変換効率を向上させることが求められている。電力変換効率を向上させることが可能なスイッチング電源装置を提供することが望ましい。

本発明の第１のスイッチング電源装置は、入力電圧が入力される入力端子対と、出力電圧が出力される出力端子対と、１次側巻線および２次側巻線をそれぞれ有するＮ個（Ｎ：２以上の整数）のトランスと、入力端子対と１次側巻線との間において互いに並列配置され、各々がスイッチング素子を含んで構成されたＮ個のインバータ回路と、出力端子対と２次側巻線との間に配置され、複数の整流素子を有する整流回路と、チョークコイルおよび出力端子対間に配置された容量素子を有する平滑回路と、を含んで構成された、センタタップ型の整流平滑回路と、Ｎ個のインバータ回路におけるスイッチング素子の動作をそれぞれ制御するスイッチング駆動を行う駆動部と、を備えたものである。上記整流平滑回路では、出力電圧の出力ラインと接地との間の複数の経路上にそれぞれ、整流素子が個別に１段ずつ配置されている。上記複数の経路上ではそれぞれ、整流素子と、トランスの２次側巻線とが、互いに直列配置されていると共に、整流素子が、２次側巻線と接地との間に配置されている。上記駆動部は、上記スイッチング駆動を行うことにより、Ｎ個のトランスおよび複数の整流素子を用いて、平滑回路への入力電圧を複数のレベルに設定する。また、上記Ｎの値によらず、整流素子の個数が、４個または６個となっている。
本発明の第２のスイッチング電源装置は、入力電圧が入力される入力端子対と、出力電圧が出力される出力端子対と、１次側巻線および２次側巻線をそれぞれ有するＮ個（Ｎ：２以上の整数）のトランスと、入力端子対と１次側巻線との間において互いに並列配置され、各々がスイッチング素子を含んで構成されたＮ個のインバータ回路と、出力端子対と２次側巻線との間に配置され、複数の整流素子を有する整流回路と、チョークコイルおよび出力端子対間に配置された容量素子を有する平滑回路と、を含んで構成された、センタタップ型の整流平滑回路と、Ｎ個のインバータ回路におけるスイッチング素子の動作をそれぞれ制御するスイッチング駆動を行う駆動部と、を備えたものである。上記整流平滑回路では、出力電圧の出力ラインと接地との間の複数の経路上にそれぞれ、整流素子が個別に１段ずつ配置されている。上記駆動部は、上記スイッチング駆動を行うことにより、Ｎ個のトランスおよび複数の整流素子を用いて、平滑回路への入力電圧を複数のレベルに設定する。また、整流素子の個数が、｛２×（Ｎ＋１）｝個となっている。

本発明の第１および第２のスイッチング電源装置によれば、電力変換効率を向上させることが可能となる。

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概略構成例を表す回路図である。 比較例１に係るスイッチング電源装置の概略構成例を表す回路図である。 図２に示したスイッチング電源装置の動作例を表すタイミング波形図である。 図１に示したスイッチング電源装置の動作例を表すタイミング波形図である。 図１に示したスイッチング電源装置の動作状態例を表す回路図である。 図５に続く動作状態例を表す回路図である。 図６に続く動作状態例を表す回路図である。 図７に続く動作状態例を表す回路図である。 比較例１における平滑回路への入力電圧の複数レベル設定について説明するための回路図である。 第２の実施の形態に係るスイッチング電源装置の概略構成例を表す回路図である。 図１０に示したスイッチング電源装置の動作状態例を表す回路図である。 図１１に続く動作状態例を表す回路図である。 図１２に続く動作状態例を表す回路図である。 図１３に続く動作状態例を表す回路図である。 変形例１（変形例１－１）に係るスイッチング電源装置の概略構成例を表す回路図である。 変形例１（変形例１－２）に係るスイッチング電源装置の概略構成例を表す回路図である。 図１５に示したスイッチング電源装置の動作例を表すタイミング波形図である。 図１６に示したスイッチング電源装置の動作例を表すタイミング波形図である。 変形例２（変形例２－１）に係るスイッチング電源装置の概略構成例を表す回路図である。 変形例２（変形例２－２）に係るスイッチング電源装置の概略構成例を表す回路図である。

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。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（インバータ回路，トランスの個数が２個（Ｎ＝２）の場合の例）
２．第２の実施の形態（整流素子をローサイドに配置した場合の例）
３．第２の実施の形態の変形例
変形例１（インバータ回路，トランスの個数が３個（Ｎ＝３）の場合の例）
変形例２（インバータ回路，トランスの個数が４個（Ｎ＝４）の場合の例）
４．その他の変形例

＜１．第１の実施の形態＞
［構成］
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（スイッチング電源装置１）の概略構成例を、回路図で表したものである。このスイッチング電源装置１は、バッテリ１０（第１のバッテリ）から供給される直流入力電圧Ｖinを直流出力電圧Ｖoutに電圧変換し、図示しない第２のバッテリに供給して負荷９を駆動する、ＤＣ－ＤＣコンバータとして機能するものである。ここで、スイッチング電源装置１における電圧変換の態様としては、アップコンバート（昇圧）およびダウンコンバート（降圧）のいずれであってもよい。なお、直流入力電圧Ｖinは、本発明における「入力電圧」の一具体例に対応し、直流出力電圧Ｖoutは、本発明における「出力電圧」の一具体例に対応している。

スイッチング電源装置１は、２つの入力端子Ｔ１，Ｔ２と、２つの出力端子Ｔ３，Ｔ４と、入力平滑コンデンサＣinと、後述する２つのインバータ回路２１，２２を含むインバータ回路２と、２つのトランス３１，３２と、整流平滑回路４と、駆動回路５とを備えている。入力端子Ｔ１，Ｔ２間には直流入力電圧Ｖinが入力され、出力端子Ｔ３，Ｔ４の間からは直流出力電圧Ｖoutが出力されるようになっている。なお、入力端子Ｔ１，Ｔ２は、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は、本発明における「出力端子対」の一具体例に対応している。

入力平滑コンデンサＣinは、入力端子Ｔ１に接続された１次側高圧ラインＬ１Ｈと、入力端子Ｔ２に接続された１次側低圧ラインＬ１Ｌとの間に配置されている。具体的には、後述するインバータ回路２と入力端子Ｔ１，Ｔ２との間の位置において、入力平滑コンデンサＣinの第１端が１次側高圧ラインＬ１Ｈに接続されると共に、入力平滑コンデンサＣinの第２端が１次側低圧ラインＬ１Ｌに接続されている。この入力平滑コンデンサＣin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コンデンサである。なお、図１に示した回路構成例では、後述するインバータ回路２内の２つのコンデンサＣ５１，Ｃ５２もそれぞれ、入力平滑コンデンサとして機能することから、この入力平滑コンデンサＣinを設けないようにしてもよい。

（インバータ回路２）
インバータ回路２は、入力端子Ｔ１，Ｔ２と、後述するトランス３１，３２における１次側巻線３１１，３２１との間に、配置されている。このインバータ回路２は、４つのスイッチング素子Ｓ１～Ｓ４と、２つのコンデンサＣ５１，Ｃ５２とを有している。また、インバータ回路２は、２つのスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４および２つのコンデンサＣ５１，Ｃ５２を含むインバータ回路２１と、２つのスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２および２つのコンデンサＣ５１，Ｃ５２を含むインバータ回路２２と、を有している。つまり、インバータ回路２１は、２個のスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４と２個のコンデンサＣ５１，Ｃ５２とを含む、ハーフブリッジ回路により構成されている。また、インバータ回路２２は、２個のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２と２個のコンデンサＣ５１，Ｃ５２とを含む、ハーフブリッジ回路により構成されている。このような２つのインバータ回路２１，２２は、上記した入力端子Ｔ１，Ｔ２と１次側巻線３１１，３２１との間において、互いに並列配置されている。

インバータ回路２１では、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の第１端同士が、接続点Ｐ２において互いに接続され、コンデンサＣ５１，Ｃ５２の第１端同士が、接続点Ｐ３において互いに接続されている。また、スイッチング素子Ｓ３およびコンデンサＣ５１の第２端第２端同士が、１次側高圧ラインＬ１Ｈ上において互いに接続され、スイッチング素子Ｓ４およびコンデンサＣ５２の第２端同士が、１次側低圧ラインＬ１Ｌ上において互いに接続されている。なお、接続点Ｐ２，Ｐ３間には、後述するトランス３１の１次側巻線３１１が挿入配置されている。このような構成によりインバータ回路２１では、後述する駆動回路５から供給される駆動信号ＳＧ３，ＳＧ４に従って各スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４がオン・オフ動作を行うことで、以下のようになる。すなわち、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（電圧Ｖａ）に変換して、トランス３１（１次側巻線３１１）へと出力するようになっている。

インバータ回路２２では、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の第１端同士が、接続点Ｐ１において互いに接続され、コンデンサＣ５１，Ｃ５２の第１端同士が、接続点Ｐ３において互いに接続されている。また、スイッチング素子Ｓ１およびコンデンサＣ５１の第２端同士が、１次側高圧ラインＬ１Ｈ上において互いに接続され、スイッチング素子Ｓ２およびコンデンサＣ５２の第２端同士が、１次側低圧ラインＬ１Ｌ上において互いに接続されている。なお、接続点Ｐ１，Ｐ３間には、後述するトランス３２の１次側巻線３２１が挿入配置されている。このような構成によりインバータ回路２２では、後述する駆動回路５から供給される駆動信号ＳＧ１，ＳＧ２に従って各スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオン・オフ動作を行うことで、以下のようになる。すなわち、直流入力電圧Ｖinを交流電圧（電圧Ｖｂ）に変換して、トランス３２（１次側巻線３２１）へ出力するようになっている。

なお、スイッチング素子Ｓ１～Ｓ４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 Bipolor Transistor）などのスイッチ素子が用いられる。スイッチング素子Ｓ１～Ｓ４としてＭＯＳ―ＦＥＴを用いた場合には、各スイッチング素子Ｓ１～Ｓ４に並列接続されるコンデンサおよびダイオード（図示せず）をそれぞれ、このＭＯＳ―ＦＥＴの寄生容量または寄生ダイオードから構成することが可能である。また、このようなコンデンサをそれぞれ、ダイオードの接合容量で構成することも可能である。このように構成した場合、スイッチング素子Ｓ１～Ｓ４とは別個にコンデンサやダイオードを設ける必要がなくなり、インバータ回路２１，２２の回路構成を簡素化することが可能となる。

（トランス３１，３２）
トランス３１は、１次側巻線３１１および２次側巻線３１２を有しており、２次側巻線３１２は、２つの２次側巻線３１２ａ，３１２ｂにより構成されている。１次側巻線３１１は、第１端が接続点Ｐ２に接続され、第２端が接続点Ｐ３に接続されている。２次側巻線３１２ａでは、第１端が後述する整流平滑回路４内の接続点Ｐ４０に接続され、第２端が整流平滑回路４内の接続点Ｐ４２に接続されている。また、２次側巻線３１２ｂでは、第１端が整流平滑回路４内の接続点Ｐ４０に接続され、第２端が整流平滑回路４内の接続点Ｐ４４に接続されている。このトランス３１は、インバータ回路２１によって生成された交流電圧（トランス３１の１次側巻線３１１に入力される電圧Ｖａ）を電圧変換し、２次側巻線３１２（３１２ａ，３１２ｂ）の端部から交流電圧を出力するようになっている。なお、この場合の電圧変換の度合いは、１次側巻線３１１と２次側巻線３１２（３１２ａ，３１２ｂ）との巻数比によって定まる。

トランス３２は、１次側巻線３２１および２次側巻線３２２を有しており、２次側巻線３２２は、２つの２次側巻線３２２ａ，３２２ｂにより構成されている。１次側巻線３２１では、第１端が接続点Ｐ１に接続され、第２端が接続点Ｐ３に接続されている。２次側巻線３２２ａでは、第１端が後述する整流平滑回路４内の接続点Ｐ４１に接続され、第２端が出力ラインＬＯに接続されている。また、２次側巻線３２２ｂでは、第１端が整流平滑回路４内の接続点Ｐ４３に接続され、第２端が接地ラインＬＧに接続されている。２次側巻線３２２では、第１端が後述する整流平滑回路４内の接続点Ｐ４３に接続され、第２端が接地ラインＬＧに接続されている。このトランス３２は、インバータ回路２２によって生成された交流電圧（トランス３２の１次側巻線３２１に入力される電圧Ｖｂ）を電圧変換し、２次側巻線３２２（３２２ａ，３２２ｂ）の端部から交流電圧を出力するようになっている。なお、この場合の電圧変換の度合いも、１次側巻線３２１と２次側巻線３２２（３２２ａ，３２２ｂ）との巻数比によって定まる。

（整流平滑回路４）
整流平滑回路４は、トランス３１，３２における２次側巻線３１２，３２２と、出力端子Ｔ３，Ｔ４との間に配置されている。この整流平滑回路４は、６個の整流ダイオード４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２と、１個のチョークコイルＬｃｈと、１個の出力平滑コンデンサＣoutとを有しており、いわゆる「センタタップ型」の整流平滑回路となっている。また、この整流平滑回路４では、整流ダイオードの個数が、上記したように６個（＝｛２×（２＋１）｝個）となっている。

なお、整流ダイオード４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２はそれぞれ、本発明における「整流素子」の一具体例に対応している。また、出力平滑コンデンサＣoutは、本発明における「容量素子」の一具体例に対応している。

この整流平滑回路４では、前述した２次側巻線３１２，３２２ａの第１端同士の接続点（接続点Ｐ４０）が、チョークコイルＬｃｈを介して、出力ラインＬＯ上の接続点Ｐ６に接続されている。また、この出力ラインＬＯは出力端子Ｔ３に接続されているとともに、出力端子Ｔ４は接地ラインＬＧに接続されている。そして、これらの出力ラインＬＯと接地ラインＬＧとの間（出力端子Ｔ３，Ｔ４の間）には、出力平滑コンデンサＣoutが接続されている。

整流平滑回路４ではまた、整流ダイオード４１１，４２１のアノード同士が、接続点Ｐ４１において２次側巻線３２２ａの第１端に接続され、整流ダイオード４１２，４２２のアノード同士が、接続点Ｐ４３において２次側巻線３２２ｂの第１端に接続されている。整流ダイオード４１１のカソードは、接続点Ｐ４２において２次側巻線３１２ａの第２端に接続され、整流ダイオード４２１のカソードは、上記した接続点Ｐ４０に接続されている。整流ダイオード４１２のカソードは、接続点Ｐ４４において２次側巻線３１２ｂの第２端に接続され、整流ダイオード４２２のカソードは、上記した接続点Ｐ４０に接続されている。なお、２次側巻線３２２ａ，３２２ｂの第２端はそれぞれ、接地ラインＬＧに接続されている。また、整流ダイオード４３１のカソードは、上記した接続点Ｐ４２に接続され、整流ダイオード４３２のカソードは、上記した接続点Ｐ４４に接続され、これら整流ダイオード４３１，４３２のアノードはそれぞれ、接地ラインＬＧに接続されている。

このようにして整流平滑回路４では、直流出力電圧Ｖoutの出力ラインＬＯと接地（接地ラインＬＧ）との間の複数の経路上にそれぞれ、整流ダイオード４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２が、個別に１段ずつ配置（直列配置ではなく、並列配置）されている。また、これら複数の経路上ではそれぞれ、整流ダイオードと２次側巻線とが、互いに直列配置されている。具体的には、整流ダイオード４１１と２次側巻線３１２ａ，３２２ａとが互いに直列配置され、整流ダイオード４２１と２次側巻線３２２ａとが互いに直列配置され、整流ダイオード４３１と２次側巻線３１２ａとが互いに直列配置されている。また、整流ダイオード４１２と２次側巻線３１２ｂ，３２２ｂとが互いに直列配置され、整流ダイオード４２２と２次側巻線３２２ｂとが互いに直列配置され、整流ダイオード４３２と２次側巻線３１２ｂとが互いに直列配置されている。したがって、これら複数の経路のうちの一部の経路上では、Ｎ個の２次側巻線（この例では、２個の２次側巻線３１２ａ，３２２ａまたは２個の２次側巻線３１２ｂ，３２２ｂ）が、互いに直列配置されている。

このような構成の整流平滑回路４では、整流ダイオード４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２により構成される整流回路において、トランス３１，３２から出力される交流電圧を整流して出力するようになっている。また、チョークコイルＬｃｈおよび出力平滑コンデンサＣoutにより構成される平滑回路において、上記整流回路によって整流された電圧を平滑化することで、直流出力電圧Ｖoutを生成するようになっている。なお、このようにして生成された直流出力電圧Ｖoutは、出力端子Ｔ３，Ｔ４から前述した第２のバッテリ（図示せず）に出力され、給電されるようになっている。

（駆動回路５）
駆動回路５は、インバータ回路２１，２２内のスイッチング素子Ｓ１～Ｓ４の動作をそれぞれ制御する、スイッチング駆動を行う回路である。具体的には、駆動回路５は、スイッチング素子Ｓ１～Ｓ４に対してそれぞれ駆動信号ＳＧ１～ＳＧ４を供給することで、各スイッチング素子Ｓ１～Ｓ４のオン・オフ動作を制御するようになっている。

ここで、このような駆動回路５は、例えば、２個のインバータ回路２１，２２同士が位相差を持って動作するように、スイッチング駆動を行う。換言すると、この駆動回路５は、例えば、スイッチング素子Ｓ１～Ｓ４に対してスイッチング位相制御を行い、上記位相差を適切に設定することで、直流出力電圧Ｖoutを安定化させるようになっている。あるいは、この駆動回路５は、２個のインバータ回路２１，２２（４個のスイッチング素子Ｓ１～Ｓ４）に対して、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御を行うようにしてもよい。

駆動回路５によって、このようなスイッチング駆動が行われることで、スイッチング電源装置１における整流平滑回路４内の平滑回路への入力電圧（後述する電圧Ｖｄ）が、複数レベル（複数段階）に設定されるようになっている（マルチレベル出力）。この際に駆動回路５は、２個のインバータ回路２１，２２から、２個のトランス３１，３２における１次側巻線３１１，３２１に対してそれぞれ、所定のパルス電圧または所定の電圧値が印加されるように、スイッチング駆動を行う。このようなスイッチング駆動がなされることで、２個のトランス３１，３２および６個の整流ダイオード４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２を用いて、上記した電圧Ｖｄが複数レベルに設定されるようになっている。

なお、このような駆動回路５は、本発明における「駆動部」の一具体例に対応している。

［動作および作用・効果］
（Ａ．基本動作）
このスイッチング電源装置１では、インバータ回路２（２１，２２）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ることで、交流電圧（電圧Ｖａ，Ｖｂ）が生成される。この交流電圧は、トランス３１，３２における１次側巻線３１１，３２１へ供給される。そして、トランス３１，３２では、この交流電圧が変圧されることで、２次側巻線３１２（３１２ａ，３１２ｂ），３２２（３２２ａ，３２２ｂ）から、変圧された交流電圧が出力される。

整流平滑回路４では、トランス３１，３２から出力された交流電圧（変圧された交流電圧）が、整流ダイオード４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２によって整流された後、チョークコイルＬｃｈおよび出力平滑コンデンサＣoutによって平滑化される。これにより、出力端子Ｔ３，Ｔ４から直流出力電圧Ｖoutが出力される。そして、この直流出力電圧Ｖoutは、図示しない第２のバッテリに給電されて、その充電に供されるとともに、負荷９が駆動される。

（Ｂ．詳細動作）
続いて、図１に加えて図２～図９を参照して、スイッチング電源装置１の詳細動作について、比較例１（図２，図３，図９）と比較しつつ説明する。

（Ｂ－１．比較例１の構成）
図２は、比較例１に係るスイッチング電源装置（スイッチング電源装置１００）の概略構成例を、回路図で表したものである。この比較例１のスイッチング電源装置１００は、図１に示した本実施の形態のスイッチング電源装置１において、整流平滑回路４の代わりに整流平滑回路１０４を設けるようにしたものに対応しており、他の構成は基本的に同様となっている。

整流平滑回路１０４は、前述したセンタタップ型の整流平滑回路４とは異なり、以下説明する複数本（この例では３本）のアームを有する、整流平滑回路となっている。この整流平滑回路１０４は、６個の整流ダイオード４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２と、１個のチョークコイルＬｃｈと、１個の出力平滑コンデンサＣoutとを有している。

この整流平滑回路１０４では、同じ向きで互いに直列配置された２個ずつの整流ダイオードによって、３本のアームが形成されている。換言すると、整流平滑回路１０４では、前述した整流平滑回路４とは異なり、以下説明するように、出力ラインＬＯと接地ラインＬＧとの間の複数（３本）の経路上にそれぞれ、整流ダイオードが個別に２段ずつ配置（２個の整流ダイオードが互いに直列配置）されている。

具体的には、整流ダイオード４１１，４１２によって第１のアームが形成され、整流ダイオード４２１，４２２によって第２のアームが形成され、整流ダイオード４３１，４３２によって第３のアームが形成されている。また、これら第１～第３のアームは、出力端子Ｔ３，Ｔ４間において互いに並列配置されている。具体的には、第１～第３のアームの第１端同士の接続点（接続点Ｐｘ）が、チョークコイルＬｃｈおよび出力ラインＬＯを介して出力端子Ｔ３に接続され、第１～第３のアームの第２端同士の接続点が、出力端子Ｔ４から延伸する接地ラインＬＧに接続されている。

第１のアームでは、整流ダイオード４１１，４１２のカソードがそれぞれ、この第１のアームの上記第１端側に配置されていると共に、整流ダイオード４１１，４１２のアノードがそれぞれ、この第１のアームの上記第２端側に配置されている。具体的には、整流ダイオード４１１のカソードが接続点Ｐｘに接続され、整流ダイオード４１１のアノードと整流ダイオード４１２のカソードとが接続点Ｐ７において互いに接続され、整流ダイオード４１２のアノードが接地ラインＬＧに接続されている。

同様に、第２のアームでは、整流ダイオード４２１，４２２のカソードがそれぞれ、この第２のアームの上記第１端側に配置されていると共に、整流ダイオード４２１，４２２のアノードがそれぞれ、この第２のアームの上記第２端側に配置されている。具体的には、整流ダイオード４２１のカソードが接続点Ｐｘに接続され、整流ダイオード４２１のアノードと整流ダイオード４２２のカソードとが接続点Ｐ８において互いに接続され、整流ダイオード４２２のアノードが接地ラインＬＧに接続されている。

同様に、第３のアームでは、整流ダイオード４３１，４３２のカソードがそれぞれ、この第３のアームの上記第１端側に配置されていると共に、整流ダイオード４３１，４３２のアノードがそれぞれ、この第３のアームの上記第２端側に配置されている。具体的には、整流ダイオード４３１のカソードが接続点Ｐｘに接続され、整流ダイオード４３１のアノードと整流ダイオード４３２のカソードとが接続点Ｐ９において互いに接続され、整流ダイオード４３２のアノードが接地ラインＬＧに接続されている。

また、これら第１～第３のアームのうちの互いに隣接するアーム同士の間にはそれぞれ、トランス３１，３２における２次側巻線３１２，３２２が、個別にＨブリッジ接続されている。具体的には、互いに隣接する第１のアームと第２のアームとの間に、トランス３１の２次側巻線３１２がＨブリッジ接続されている。また、互いに隣接する第２のアームと第３のアームとの間に、トランス３２の２次側巻線３２２がＨブリッジ接続されている。より具体的には、第１のアーム上の接続点Ｐ７と第２のアーム上の接続点Ｐ８との間に、２次側巻線３１２が挿入配置されていると共に、第２のアーム上の接続点Ｐ８と第３のアーム上の接続点Ｐ９との間に、２次側巻線３２２が挿入配置されている。

このような第１～第３のアームと出力平滑コンデンサＣoutとの間には、チョークコイルＬｃｈが配置されている。具体的には、これら第１～第３のアームにおける上記第１端同士の接続点（接続点Ｐｘ）と、出力平滑コンデンサＣoutの第１端との間には、出力ラインＬＯを介してチョークコイルＬｃｈが挿入配置されている。また、第１～第３のアームにおける上記第２端同士の接続点は、接地ラインＬＧ上において、出力平滑コンデンサＣoutの第２端に接続されている。

このような構成の整流平滑回路１０４では、整流ダイオード４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２により構成される整流回路において、トランス３１，３２から出力される交流電圧を整流して出力するようになっている。また、チョークコイルＬｃｈおよび出力平滑コンデンサＣoutにより構成される平滑回路において、上記整流回路によって整流された電圧を平滑化することで、直流出力電圧Ｖoutを生成するようになっている。

ここで、図３，図４はそれぞれ、このような比較例１のスイッチング電源装置１００および実施の形態のスイッチング電源装置１における各部の電圧波形を、タイミング波形図で表したものである。なお、これらの図３，図４に示した各電圧波形は、前述したスイッチング位相制御およびＰＭＷ制御のうち、スイッチング位相制御が各スイッチング素子Ｓ１～Ｓ４に対して行われた場合の例について、示している。

これらの図３，図４において、図３（Ａ），図４（Ａ）は、前述した駆動信号ＳＧ１，ＳＧ２の各電圧波形を示し、図３（Ｂ），図４（Ｂ）は、前述した駆動信号ＳＧ３，ＳＧ４の各電圧波形を示している。なお、各駆動信号ＳＧ１～ＳＧ２がＨ（ハイ）状態を示す期間において、各スイッチング素子Ｓ１～Ｓ４がオン（ＯＮ）状態となり、Ｌ（ロー）状態を示す期間において、オフ（ＯＦＦ）状態となるものとし、以下同様である。また、図３（Ｃ），図４（Ｃ）は、前述した１次側巻線３１１に印加される交流電圧（電圧Ｖａ）の電圧波形を示し、図３（Ｄ），図４（Ｄ）は、前述した１次側巻線３２１に印加される交流電圧（電圧Ｖｂ）の電圧波形を示している。図３（Ｅ），図４（Ｅ）は、チョークコイルＬｃｈの手前の地点での電圧Ｖｄ（図１，図２参照）を示している。なお、図３，図４における横軸は、時間ｔを示しており、各電圧の方向は、図１，図２中において矢印で示した方向を正方向としている。

また、図５～図８はそれぞれ、図４中に示した各タイミング（タイミングｔ０～ｔ４）の間におけるスイッチング電源装置１の動作状態を、回路図で模式的に表したものである。具体的には、図５は、タイミングｔ０～ｔ１の期間における動作状態を示し、図６は、タイミングｔ１～ｔ２の期間における動作状態を示し、図７は、タイミングｔ２～ｔ３の期間における動作状態を示し、図８は、タイミングｔ３～ｔ４（＝ｔ０）の期間における動作状態を示している。

ここで、図４に示した本実施の形態での動作例は、タイミングｔ０～ｔ２（前半の半周期分）の動作例と、タイミングｔ２～ｔ４（後半の半周期分）の動作例とを合わせて、１周期分の動作例となっている。同様に、図３に示した比較例１での動作例も、タイミングｔ１００～ｔ１０２（前半の半周期分）の動作例と、タイミングｔ１０２～ｔ１０４（＝ｔ１００）（後半の半周期分）の動作例とを合わせて、１周期分の動作例となっている。なお、タイミングｔ１００～ｔ１０４はそれぞれ、タイミングｔ０～ｔ４に相当するタイミングとなっている（図３，図４参照）。

（Ｂ－２．本実施の形態の詳細動作）
スイッチング素子Ｓ１～Ｓ４の駆動信号ＳＧ１～ＳＧ４（図４（Ａ），（Ｂ））についてみると、以下のようになっている。すなわち、これらスイッチング素子Ｓ１～Ｓ４は、スイッチング動作のいかなる状態においても、直流入力電圧Ｖinが印加された入力端子Ｔ１，Ｔ２が電気的に短絡されない組み合わせおよびタイミングで駆動される。具体的には、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４同士は、同時にオンとなることはなく、また、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２同士も、同時にオンとなることはない。これらが同時にオンとなるのを回避するためにとられる時間的間隔は、「デッドタイム」と称される。また、２個のインバータ回路２１，２２同士は（スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２とスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４とは）、例えば図４中に示したように、所定の位相差を持って動作する。つまり、駆動回路５は、これらのスイッチング素子Ｓ１～Ｓ４に対し、前述したようにスイッチング位相制御を行うようになっている。

（タイミングｔ０～ｔ１の期間）
まず、図５に示したタイミングｔ０～ｔ１の期間では、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３がオン状態になっていると共に、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４がオフ状態となっている（図４（Ａ），（Ｂ）参照）。ちなみに、比較例１においても、対応するタイミングｔ１００～ｔ１０１の期間において、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３がオン状態となると共に、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４がオフ状態となる（図３（Ａ），（Ｂ）参照）。

この際に、トランス３１，３２の１次側（インバータ回路２１，２２）では、以下のような電流Ｉ１が流れる。すなわち、スイッチング素子Ｓ１、１次側巻線３２１およびコンデンサＣ５１をそれぞれ、この順に経由して流れるとともに、スイッチング素子Ｓ３、１次側巻線３１１およびコンデンサＣ５１をそれぞれ、この順に経由して流れる。

一方、トランス３１，３２の２次側（整流平滑回路４）では、以下のような電流Ｉ２ａが流れる。すなわち、２次側巻線３２２ｂ、整流ダイオード４１２、２次側巻線３１２ｂおよびチョークコイルＬｃｈをそれぞれ、この順に経由する電流Ｉ２ａが流れる。

（タイミングｔ１～ｔ２の期間）
次に、図６に示したタイミングｔ１～ｔ２の期間では、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオン状態になっていると共に、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオフ状態となっている（図４（Ａ），（Ｂ）参照）。ちなみに、比較例１においても、対応するタイミングｔ１０１～ｔ１０２の期間において、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオン状態となると共に、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオフ状態となる（図３（Ａ），（Ｂ）参照）。

この際に、トランス３１，３２の１次側では、以下のような電流Ｉ１が流れる。すなわち、スイッチング素子Ｓ１、１次側巻線３２１、１次側巻線３１１およびスイッチング素子Ｓ４をそれぞれ、この順に経由して流れる。

一方、トランス３１，３２の２次側では、以下のような電流Ｉ２ｂが流れる。すなわち、２次側巻線３２２ｂ、整流ダイオード４２２およびチョークコイルＬｃｈをそれぞれ、この順に経由するとともに、整流ダイオード４３１、２次側巻線３１２ａおよびチョークコイルＬｃｈをそれぞれ、この順に経由する電流Ｉ２ｂが流れる。

（タイミングｔ２～ｔ３の期間）
続いて、図７に示したタイミングｔ２～ｔ３の期間では、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４がオン状態になっていると共に、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオフ状態となっている（図４（Ａ），（Ｂ）参照）。ちなみに、比較例１においても、対応するタイミングｔ１０２～ｔ１０３の期間において、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４がオン状態となると共に、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３がオフ状態となる（図３（Ａ），（Ｂ）参照）。

この際に、トランス３１，３２の１次側では、以下のような電流Ｉ１が流れる。すなわち、１次側巻線３２１、スイッチング素子Ｓ２およびコンデンサＣ５２をそれぞれ、この順に経由して流れるとともに、スイッチング素子Ｓ４、コンデンサＣ５２および１次側巻線３１１をそれぞれ、この順に経由して流れる。

一方、トランス３１，３２の２次側では、以下のような電流Ｉ２ｃが流れる。すなわち、２次側巻線３２２ａ、整流ダイオード４１１、２次側巻線３１２ａおよびチョークコイルＬｃｈをそれぞれ、この順に経由する電流Ｉ２ｃが流れる。

（タイミングｔ３～ｔ４の期間）
次に、図８に示したタイミングｔ３～ｔ４の期間では、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオン状態になっていると共に、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオフ状態となっている（図４（Ａ），（Ｂ）参照）。ちなみに、比較例１においても、対応するタイミングｔ１０３～ｔ１０４の期間において、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオン状態となると共に、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオフ状態となる（図３（Ａ），（Ｂ）参照）。

この際に、トランス３１，３２の１次側では、以下のような電流Ｉ１が流れる。すなわち、スイッチング素子Ｓ３、１次側巻線３１１、１次側巻線３２１およびスイッチング素子Ｓ２をそれぞれ、この順に経由して流れる。

一方、トランス３１，３２の２次側では、以下のような電流Ｉ２ｄが流れる。すなわち、２次側巻線３２２ａ、整流ダイオード４２１およびチョークコイルＬｃｈをそれぞれ、この順に経由するとともに、整流ダイオード４３２、２次側巻線３１２ｂおよびチョークコイルＬｃｈをそれぞれ、この順に経由する電流Ｉ２ｄが流れる。

以上で、図４～図８に示した一連の動作（タイミングｔ０～ｔ４の各期間での動作）の説明が、終了となる。

（Ｃ．作用・効果）
このようにして本実施の形態のスイッチング電源装置１では、図１に示した回路構成となっていると共に、図４～図８に示した動作がなされることで、例えば前述した比較例１（図２，図３）の場合と比べ、以下の作用・効果が得られる。

（Ｃ－１．比較例１の動作）
すなわち、まず、この比較例１のスイッチング電源装置１００では、図２に示した回路構成となっていると共に、図３に示した動作がなされることで、前述した電圧Ｖｄ（平滑回路への入力電圧）の大きさが制御され、複数レベルに設定されるようになっている。ちなみに、この比較例１では後述する本実施の形態と同様に、電圧Ｖｄが３段階のレベル（３レベル）に設定されている（図３（Ｅ）中に示した、電圧Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２の３レベルを参照）。

具体的には、比較例１における駆動回路５は、２個のインバータ回路２１，２２同士が所定の位相差を持って動作するように、スイッチング駆動を行う。そして、この際に駆動回路５は、２個のトランス３１，３２に含まれる２次側巻線３１２，３２２同士の接続状態が切り替わる（所定の時比率にて切り替わる）ようにスイッチング駆動を行うことで、直流出力電圧Ｖoutの大きさを制御する。

ここで、図９（Ａ）～図９（Ｃ）に示した模式図を参照して、比較例１での上記した接続状態の切り替わりによる直流出力電圧Ｖoutの制御について、詳細に説明する。

この比較例１における駆動回路５は、２次側巻線３１２，３２２同士の接続状態が、２並列接続状態（図９（Ｂ）参照）と２直列接続状態（図９（Ｃ）参照）との間で切り替わるように、各インバータ回路２１，２２に対するスイッチング駆動を行う。換言すると、２つのトランス３１，３２の出力同士が同一位相のときと反対位相のときとで、このような２並列接続状態あるいは２直列接続状態を切り替えていることになる。

なお、２並列接続状態では、図９（Ｂ）中に示したように、２次側巻線３１２，３２２にはそれぞれ、実線または破線にて示した組合せの方向にて、電流Ｉ２ｐ１，Ｉ２ｐ２が互いに並列的に流れる。具体的には、図９（Ａ）に示した整流平滑回路１０４の構成を参照すると、実線で示した電流Ｉ２ｐ１は、整流ダイオード４１２、２次側巻線３１２および整流ダイオード４２１をそれぞれ、この順序で経由するように流れる。また、破線で示した電流Ｉ２ｐ１は、整流ダイオード４２２、２次側巻線３１２および整流ダイオード４１１をそれぞれ、この順序で経由するように流れる。同様に、実線で示した電流Ｉ２ｐ２は、整流ダイオード４３２、２次側巻線３２２および整流ダイオード４２１をそれぞれ、この順序で経由するように流れる。また、破線で示した電流Ｉ２ｐ２は、整流ダイオード４２２、２次側巻線３２２および整流ダイオード４３１をそれぞれ、この順序で経由するように流れる。

一方、２直列接続状態では、図９（Ｃ）中に示したように、２次側巻線３１２，３２２にはそれぞれ、実線または破線にて示した組合せの方向にて、電流Ｉ２ｓが直列的に流れる。具体的には、図９（Ａ）に示した整流平滑回路１０４の構成を参照すると、実線で示した電流Ｉ２ｓは、整流ダイオード４１２、２次側巻線３１２、２次側巻線３２２および整流ダイオード４３１をそれぞれ、この順序で経由するように流れる。また、破線で示した電流Ｉ２ｓは、整流ダイオード４３２、２次側巻線３２２、２次側巻線３１２および整流ダイオード４１１をそれぞれ、この順序で経由するように流れる。

このようにして、比較例１のスイッチング電源装置１００では、２個のトランス３１，３２に含まれる２次側巻線３１２，３２２同士の接続状態を切り替えることで、前述した電圧Ｖｄの大きさが制御され、複数レベル（３レベル）に設定されることになる。

（Ｃ－２．本実施の形態の作用・効果）
これに対して本実施の形態のスイッチング電源装置１では、まず、整流平滑回路４において、出力ラインＬＯと接地ラインＬＧとの間の複数の経路上にそれぞれ、整流ダイオード４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２が、個別に１段ずつ配置されている。そして、駆動回路５は、インバータ回路２（２１，２２）に対して前述したスイッチング駆動を行うことにより、２個のトランス３１，３２および６個の整流ダイオード４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２を用いて、前述した電圧Ｖｄを複数のレベルに設定する。

このような回路構成および動作（スイッチング駆動）により、本実施の形態のスイッチング電源装置１では、上記したように、電圧Ｖｄが複数段階のレベルに設定される（マルチレベル出力）。具体的には、本実施の形態では、電圧Ｖｄが、０レベル（図４（Ｅ）中に示した電圧Ｖ０）から１レベル（同図中の電圧Ｖ１）、２レベル（同図中の電圧Ｖ２）までの３段階のレベル（電圧Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２の３レベル）に設定される。

ここで、前述した比較例１のスイッチング電源装置１００（図２，図３，図９参照）では、電圧Ｖｄを上記した複数段階のレベルに設定するうえで、整流平滑回路１０４が、前述した３本のアームと、６個の整流ダイオード４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２とを含む、回路構成となっている。そして、この比較例１の整流平滑回路１０４では、前述したように、出力ラインＬＯと接地ラインＬＧとの間の複数（３本）の経路上にそれぞれ、整流ダイオードが個別に２段ずつ配置されている。このようにして、整流平滑回路１０４内の整流ダイオードがそれぞれ、２段構成となっていることから、これらの整流ダイオードでの導通損失が増大する結果、この比較例１のスイッチング電源装置１００では、電力変換効率が低下してしまうおそれがある。

これに対して本実施の形態のスイッチング電源装置１では、電圧Ｖｄを上記した複数段階のレベルに設定するうえで、整流平滑回路４が以下のような構成となっている。すなわち、この整流平滑回路４では、出力ラインＬＯと接地ラインＬＧとの間の複数の経路上にそれぞれ、整流ダイオード４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２が、個別に１段ずつ配置されている。このようにして、整流平滑回路４内の整流ダイオードがそれぞれ、１段構成となっていることから、本実施の形態では上記比較例１の場合と比べ、整流ダイオードでの導通損失が抑えられる。

以上のようにして本実施の形態では、スイッチング電源装置１が図１に示した回路構成となっていると共に、図４～図８に示した動作がなされるようにしたので、例えば比較例１の場合と比べ、整流ダイオードでの導通損失を抑えることができる。その結果、本実施の形態では比較例１等と比べ、スイッチング電源装置１における電力変換効率を向上させることが可能となる。

＜３．第２の実施の形態＞
続いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、以下では、第１の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。

［構成］
図１０は、第２の実施の形態に係るスイッチング電源装置（スイッチング電源装置１Ａ）の概略構成例を、回路図で表したものである。

本実施の形態のスイッチング電源装置１Ａは、第１の実施の形態のスイッチング電源装置１（図１参照）において、以下のようにしたものとなっている。すなわち、このスイッチング電源装置１Ａは、整流平滑回路４の代わりに整流平滑回路４Ａを設けるようにしたものに対応しており、他の構成は基本的には同様となっている。なお、本実施の形態では、トランス３１における２次側巻線３１２は、４つの２次側巻線３１２ａ，３１２ｂ，３１２ｃ，３１２ｄにより構成されており、トランス３２における２次側巻線３２２は、４つの２次側巻線３２２ａ，３２２ｂ，３２２ｃ，３２２ｄにより構成されている。

（整流平滑回路４Ａ）
整流平滑回路４Ａは、整流平滑回路４（図１参照）において、６個の整流ダイオード４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２の配置位置等を変更したものに対応している。また、この整流平滑回路４Ａも、前述した「センタタップ型」の整流平滑回路となっている。なお、整流平滑回路４ＡにおけるチョークコイルＬｃｈおよび出力平滑コンデンサＣoutの配置位置はそれぞれ、整流平滑回路４における配置位置と同じであるため、説明を省略する。

この整流平滑回路４では、整流ダイオード４１１，４２１，４３１，４１２，４２２，４３２のアノード同士が、接地ラインＬＧに接続されている。整流ダイオード４１１のカソードは、２次側巻線３１２ｃを介して上記した接続点Ｐ４０に接続され、整流ダイオード４２１のカソードは、２次側巻線３２２ａ，３１２ａを介して接続点Ｐ４０に接続され、整流ダイオード４３１のカソードは、２次側巻線３２２ｃを介して接続点Ｐ４０に接続されている。また、整流ダイオード４１２のカソードは、２次側巻線３１２ｄを介して接続点Ｐ４０に接続され、整流ダイオード４２２のカソードは、２次側巻線３２２ｂ，３１２ｂを介して接続点Ｐ４０に接続され、整流ダイオード４３２のカソードは、２次側巻線３２２ｄを介して接続点Ｐ４０に接続されている。

このようにして、整流平滑回路４Ａにおいても整流平滑回路４と同様に、出力ラインＬＯと接地ラインＬＧとの間の複数の経路上にそれぞれ、整流ダイオード４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２が、個別に１段ずつ配置されている。また、これら複数の経路上ではそれぞれ、整流ダイオードと２次側巻線とが、互いに直列配置されている。

具体的には、整流ダイオード４１１と２次側巻線３１２ｃとが互いに直列配置され、整流ダイオード４２１と２次側巻線３２２ａ，３１２ａとが互いに直列配置され、整流ダイオード４３１と２次側巻線３２２ｃとが互いに直列配置されている。また、整流ダイオード４１２と２次側巻線３１２ｄとが互いに直列配置され、整流ダイオード４２２と２次側巻線３２２ｂ，３１２ｂとが互いに直列配置され、整流ダイオード４３２と２次側巻線３２２ｄとが互いに直列配置されている。したがって、これら複数の経路のうちの一部の経路上では、Ｎ個の２次側巻線（この例では、２個の２次側巻線３２２ａ，３１２ａまたは２個の２次側巻線３２２ｂ，３１２ｂ）が、互いに直列配置されている。

ただし、この整流平滑回路４Ａでは整流平滑回路４とは異なり、上記した複数の経路上ではそれぞれ、整流ダイオードが２次側巻線と接地ラインＬＧとの間に配置されている（ローサイド配置：図１０参照）。具体的には、整流ダイオード４１１が２次側巻線３１２ｃと接地ラインＬＧとの間に配置され、整流ダイオード４２１が２次側巻線３１２ａ，３２２ａと接地ラインＬＧとの間に配置され、整流ダイオード４３１が２次側巻線３２２ｃと接地ラインＬＧとの間に配置されている。また、整流ダイオード４１２が２次側巻線３１２ｄと接地ラインＬＧとの間に配置され、整流ダイオード４２２が２次側巻線３１２ｂ，３２２ｂと接地ラインＬＧとの間に配置され、整流ダイオード４３２が２次側巻線３２２ｄと接地ラインＬＧとの間に配置されている。

［動作および作用・効果］
（Ａ．基本動作）
本実施の形態のスイッチング電源装置１Ａにおいても、基本的には、第１の実施の形態のスイッチング電源装置１と同様にして、直流入力電圧Ｖinが電圧変換され、直流出力電圧Ｖoutが生成される。

また、このスイッチング電源装置１Ａにおいても、スイッチング電源装置１と同様にして、前述した電圧Ｖｄが、複数段階のレベルに設定される（マルチレベル出力）。具体的には、本実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、電圧Ｖｄが、０レベル（電圧Ｖ０）から１レベル（電圧Ｖ１）、２レベル（電圧Ｖ２）までの、３段階のレベル（電圧Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２の３レベル）に設定される。

（Ｂ．本実施の形態の詳細動作）
ここで、図１１～図１４はそれぞれ、第１の実施の形態で説明した、図４中に示した各タイミング（タイミングｔ０～ｔ４）の間におけるスイッチング電源装置１Ａの動作状態を、回路図で模式的に表したものである。具体的には、図１１は、タイミングｔ０～ｔ１の期間における動作状態を示し、図１２は、タイミングｔ１～ｔ２の期間における動作状態を示し、図１３は、タイミングｔ２～ｔ３の期間における動作状態を示し、図１４は、タイミングｔ３～ｔ４（＝ｔ０）の期間における動作状態を示している。

なお、本実施の形態のスイッチング電源装置１Ａにおける、各部の電圧波形（タイミング波形図）は、図４で示した第１の実施の形態の場合と同様であるため、図示を省略する。

（タイミングｔ０～ｔ１の期間）
まず、図１１に示したタイミングｔ０～ｔ１の期間では、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３がオン状態になっていると共に、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４がオフ状態となっている（図４（Ａ），（Ｂ）参照）。

この際に、トランス３１，３２の１次側（インバータ回路２１，２２）では、以下のような電流Ｉ１が流れる。すなわち、第１の実施の形態（図５）と同様に、スイッチング素子Ｓ１、１次側巻線３２１およびコンデンサＣ５１をそれぞれ、この順に経由して流れるとともに、スイッチング素子Ｓ３、１次側巻線３１１およびコンデンサＣ５１をそれぞれ、この順に経由して流れる。

一方、トランス３１，３２の２次側（整流平滑回路４Ａ）では、以下のような電流Ｉ２ａが流れる。すなわち、整流ダイオード４２２、２次側巻線３２２ｂ，３１２ｂおよびチョークコイルＬｃｈをそれぞれ、この順に経由する電流Ｉ２ａが流れる。

（タイミングｔ１～ｔ２の期間）
次に、図１２に示したタイミングｔ１～ｔ２の期間では、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオン状態になっていると共に、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオフ状態となっている（図４（Ａ），（Ｂ）参照）。

この際に、トランス３１，３２の１次側では、第１の実施の形態（図６）と同様に、以下のような電流Ｉ１が流れる。すなわち、スイッチング素子Ｓ１、１次側巻線３２１、１次側巻線３１１およびスイッチング素子Ｓ４をそれぞれ、この順に経由して流れる。

一方、トランス３１，３２の２次側では、以下のような電流Ｉ２ｂが流れる。すなわち、整流ダイオード４３２、２次側巻線３２２ｄおよびチョークコイルＬｃｈをそれぞれ、この順に経由するとともに、整流ダイオード４１１、２次側巻線３１２ｃおよびチョークコイルＬｃｈをそれぞれ、この順に経由する電流Ｉ２ｂが流れる。

（タイミングｔ２～ｔ３の期間）
続いて、図１３に示したタイミングｔ２～ｔ３の期間では、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４がオン状態になっていると共に、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオフ状態となっている（図４（Ａ），（Ｂ）参照）。

この際に、トランス３１，３２の１次側では、第１の実施の形態（図７）と同様に、以下のような電流Ｉ１が流れる。すなわち、１次側巻線３２１、スイッチング素子Ｓ２およびコンデンサＣ５２をそれぞれ、この順に経由して流れるとともに、スイッチング素子Ｓ４、コンデンサＣ５２および１次側巻線３１１をそれぞれ、この順に経由して流れる。

一方、トランス３１，３２の２次側では、以下のような電流Ｉ２ｃが流れる。すなわち、整流ダイオード４２１、２次側巻線３２２ａ，３１２ａおよびチョークコイルＬｃｈをそれぞれ、この順に経由する電流Ｉ２ｃが流れる。

（タイミングｔ３～ｔ４の期間）
次に、図１４に示したタイミングｔ３～ｔ４の期間では、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオン状態になっていると共に、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオフ状態となっている（図４（Ａ），（Ｂ）参照）。

この際に、トランス３１，３２の１次側では、第１の実施の形態（図８）と同様に、以下のような電流Ｉ１が流れる。すなわち、スイッチング素子Ｓ３、１次側巻線３１１、１次側巻線３２１およびスイッチング素子Ｓ２をそれぞれ、この順に経由して流れる。

一方、トランス３１，３２の２次側では、以下のような電流Ｉ２ｄが流れる。すなわち、整流ダイオード４１２、２次側巻線３１２ｄおよびチョークコイルＬｃｈをそれぞれ、この順に経由するとともに、整流ダイオード４３１、２次側巻線３２２ｃおよびチョークコイルＬｃｈをそれぞれ、この順に経由する電流Ｉ２ｄが流れる。

以上で、図１１～図１４に示した一連の動作（タイミングｔ０～ｔ４の各期間での動作）の説明が、終了となる。

（Ｃ．作用・効果）
このようにして、本実施の形態のスイッチング電源装置１Ａにおいても、図１０に示した回路構成となっていると共に、図１１～図１４に示した動作がなされることで、例えば前述した比較例１の場合と比べ、以下の作用・効果が得られる。

すなわち、このスイッチング電源装置１Ａにおいても、スイッチング電源装置１と同様に、電圧Ｖｄを前述した複数段階のレベルに設定するうえで、整流平滑回路４Ａが以下のような構成となっている。すなわち、この整流平滑回路４Ａにおいても整流平滑回路４と同様に、出力ラインＬＯと接地ラインＬＧとの間の複数の経路上にそれぞれ、整流ダイオード４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２が、個別に１段ずつ配置されている。このようにして、整流平滑回路４Ａ内の整流ダイオードがそれぞれ、１段構成となっていることから、本実施の形態においても、前述した比較例１の場合と比べ、整流ダイオードでの導通損失が抑えられる。

以上のようにして本実施の形態では、スイッチング電源装置１Ａが図１０に示した回路構成となっていると共に、図１１～図１４に示した動作がなされるようにしたので、例えば比較例１の場合と比べ、整流ダイオードでの導通損失を抑えることができる。その結果、本実施の形態においても比較例１等と比べ、スイッチング電源装置１Ａにおける電力変換効率を向上させることが可能となる。

また、特に本実施の形態の整流平滑回路４Ａでは、前述したように、上記した複数の経路上においてそれぞれ、整流ダイオードが２次側巻線と接地ラインＬＧとの間に配置されている（ローサイド配置）ようにしたので、例えば以下のような効果も得ることが可能となる。すなわち、整流平滑回路４Ａ内における全ての整流ダイオード４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２をローサイド配置としたことで、例えば、第１の実施の形態（ハイサイド配置）の場合と比べ、いわゆる同期整流に好適な回路構成とすることができる。その結果、本実施の形態では、例えばそのような第１の実施の形態等と比べ、スイッチング電源装置１Ａにおける低電圧化や大電流化などを、容易に実現することが可能となる。

＜３．第２の実施の形態の変形例＞
続いて、上記第２の実施の形態の変形例（変形例１，２）について説明する。なお、以下では、第１，第２の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］
（構成）
図１５は、変形例１（変形例１－１）に係るスイッチング電源装置（スイッチング電源装置１Ｂ１）の概略構成例を、回路図で表したものである。また、図１６は、変形例１（変形例１－２）に係るスイッチング電源装置（スイッチング電源装置１Ｂ２）の概略構成例を、回路図で表したものである。

これらの変形例１－１，１－２のスイッチング電源装置１Ｂ１，１Ｂ２はいずれも、第２の実施の形態のスイッチング電源装置１Ａにおいて、以下説明するように、インバータ回路およびトランスの個数をそれぞれ、３個の場合に適用したものとなっている。また、これらのスイッチング電源装置１Ｂ１，１Ｂ２ではそれぞれ、スイッチング電源装置１Ａにおける整流平滑回路４Ａの代わりに、以下説明する整流平滑回路４Ｂ１，４Ｂ２が設けられている。

具体的には、スイッチング電源装置１Ｂ１，１Ｂ２では、インバータ回路２（２１，２２）の代わりにインバータ回路２Ｂ（２１，２２，２３）が設けられていると共に、２個のトランス３１，３２の代わりに３個のトランス（トランス３１，３２，３３）が設けられている。

インバータ回路２Ｂでは、３個のインバータ回路２１，２２，２３がいずれも、前述したハーフブリッジ回路となっている。なお、新たに追加されたインバータ回路２３は、２個のスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６（図示せず）と２個のコンデンサＣ５１，Ｃ５２とを含む、ハーフブリッジ回路となっている。したがって、これらの変形例１－１，１－２における駆動回路５は、図１５，図１６に示したように、インバータ回路２Ｂ内のスイッチング素子Ｓ１～Ｓ６に対してそれぞれ、駆動信号ＳＧ１～ＳＧ６を供給することで、各スイッチング素子Ｓ１～Ｓ６のオン・オフ動作を制御するようになっている。

トランス３１，３２，３３では、１次側巻線３１１，３２１，３３１がそれぞれ、第２の実施の形態と同様にして、３個のインバータ回路２１，２２，２３に対して個別に接続されている。また、２次側巻線３１２は、スイッチング電源装置１Ｂ１（図１５）では、４つの２次側巻線３１２ａ，３１２ｂ，３１２ｃ，３１２ｄにより構成されており、スイッチング電源装置１Ｂ２（図１６）では、２つの２次側巻線３１２ａ，３１２ｂにより構成されている。一方、２次側巻線３２２は、スイッチング電源装置１Ｂ１，１Ｂ２のいずれにおいても、４つの２次側巻線３２２ａ，３２２ｂ，３２２ｃ，３２２ｄにより構成されている。同様に、２次側巻線３３２は、スイッチング電源装置１Ｂ１，１Ｂ２のいずれにおいても、４つの２次側巻線３３２ａ，３３２ｂ，３３２ｃ，３３２ｄにより構成されている。

上記した整流平滑回路４Ｂ１，４Ｂ２のいずれも、前述した「センタタップ型」の整流平滑回路となっている。整流平滑回路４Ｂ１は、８個の整流ダイオード４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２，４４１，４４２と、１個のチョークコイルＬｃｈと、１個の出力平滑コンデンサＣoutとを有している。一方、整流平滑回路４Ｂ２は、４個の整流ダイオード４２１，４２２，４４１，４４２と、１個のチョークコイルＬｃｈと、１個の出力平滑コンデンサＣoutとを有している。つまり、整流平滑回路４Ｂ１では、整流ダイオードの個数が、８個（＝｛２×（３＋１）｝個）となっており、整流平滑回路４Ｂ２では、整流ダイオードの個数が、４個となっている。

なお、上記した整流ダイオード４４１，４４２もそれぞれ、本発明における「整流素子」の一具体例に対応している。また、整流平滑回路４Ｂ１，４Ｂ２におけるチョークコイルＬｃｈおよび出力平滑コンデンサＣoutの配置位置はそれぞれ、整流平滑回路４における配置位置と同じであるため、説明を省略する。

整流平滑回路４Ｂ１では、整流ダイオード４１１，４２１，４３１，４１２，４２２，４３２，４４１，４４２のアノード同士が、接地ラインＬＧに接続されている。整流ダイオード４１１のカソードは、２次側巻線３１２ｃを介して上記した接続点Ｐ４０に接続され、整流ダイオード４２１のカソードは、２次側巻線３３２ａ，３２２ａ，３１２ａを介して接続点Ｐ４０に接続されている。整流ダイオード４３１のカソードは、２次側巻線３２２ｃを介して接続点Ｐ４０に接続され、整流ダイオード４４１のカソードは、２次側巻線３３２ｃを介して接続点Ｐ４０に接続されている。また、整流ダイオード４１２のカソードは、２次側巻線３１２ｄを介して接続点Ｐ４０に接続され、整流ダイオード４２２のカソードは、２次側巻線３３２ｂ，３２２ｂ，３１２ｂを介して接続点Ｐ４０に接続されている。整流ダイオード４３２のカソードは、２次側巻線３２２ｄを介して接続点Ｐ４０に接続され、整流ダイオード４４２のカソードは、２次側巻線３３２ｄを介して接続点Ｐ４０に接続されている。

整流平滑回路４Ｂ２では、整流ダイオード４２１，４２２，４４１，４４２のアノード同士が、接地ラインＬＧに接続されている。整流ダイオード４２１のカソードは、２次側巻線３３２ａ，３２２ａ，３１２ａを介して上記した接続点Ｐ４０に接続され、整流ダイオード４４１のカソードは、２次側巻線３３２ｃ，３２２ｃを介して接続点Ｐ４０に接続されている。また、整流ダイオード４２２のカソードは、２次側巻線３３２ｂ，３２２ｂ，３１２ｂを介して接続点Ｐ４０に接続され、整流ダイオード４４２のカソードは、２次側巻線３３２ｄ，３２２ｄを介して接続点Ｐ４０に接続されている。

このようにして、整流平滑回路４Ｂ１，４Ｂ２においても整流平滑回路４，４Ａと同様に、出力ラインＬＯと接地ラインＬＧとの間の複数の経路上にそれぞれ、複数の整流ダイオードが、個別に１段ずつ配置されている。また、これら複数の経路上ではそれぞれ、整流ダイオードと２次側巻線とが、互いに直列配置されている。

具体的には、整流平滑回路４Ｂ１では、以下のようになっている。すなわち、整流ダイオード４１１と２次側巻線３１２ｃとが互いに直列配置され、整流ダイオード４２１と２次側巻線３３２ａ，３２２ａ，３１２ａとが互いに直列配置されている。整流ダイオード４３１と２次側巻線３２２ｃとが互いに直列配置され、整流ダイオード４４１と２次側巻線３３２ｃとが互いに直列配置されている。また、整流ダイオード４１２と２次側巻線３１２ｄとが互いに直列配置され、整流ダイオード４２２と２次側巻線３３２ｂ，３２２ｂ，３１２ｂとが互いに直列配置されている。整流ダイオード４３２と２次側巻線３２２ｄとが互いに直列配置され、整流ダイオード４４２と２次側巻線３３２ｄとが互いに直列配置されている。したがって、これら複数の経路のうちの一部の経路上では、Ｎ個の２次側巻線（この例では、３個の２次側巻線３３２ａ，３２２ａ，３１２ａまたは３個の２次側巻線３３２ｂ，３２２ｂ，３１２ｂ）が、互いに直列配置されている。

この整流平滑回路４Ｂ１ではまた、整流平滑回路４Ａと同様に、上記した複数の経路上ではそれぞれ、整流ダイオードが２次側巻線と接地ラインＬＧとの間に配置されている（ローサイド配置：図１５参照）。具体的には、整流ダイオード４１１が２次側巻線３１２ｃと接地ラインＬＧとの間に配置され、整流ダイオード４２１が２次側巻線３１２ａ，３２２ａ，３３２ａと接地ラインＬＧとの間に配置されている。整流ダイオード４３１が２次側巻線３２２ｃと接地ラインＬＧとの間に配置され、整流ダイオード４４１が２次側巻線３３２ｃと接地ラインＬＧとの間に配置されている。また、整流ダイオード４１２が２次側巻線３１２ｄと接地ラインＬＧとの間に配置され、整流ダイオード４２２が２次側巻線３１２ｂ，３２２ｂ，３３２ｂと接地ラインＬＧとの間に配置されている。整流ダイオード４３２が２次側巻線３２２ｄと接地ラインＬＧとの間に配置され、整流ダイオード４４２が２次側巻線３３２ｄと接地ラインＬＧとの間に配置されている。

一方、整流平滑回路４Ｂ２では、以下のようになっている。すなわち、整流ダイオード４２１と２次側巻線３３２ａ，３２２ａ，３１２ａとが互いに直列配置され、整流ダイオード４４１と２次側巻線３３２ｃ，３２２ｃとが互いに直列配置されている。また、整流ダイオード４２２と２次側巻線３３２ｂ，３２２ｂ，３１２ｂとが互いに直列配置され、整流ダイオード４４２と２次側巻線３３２ｄ，３２２ｄとが互いに直列配置されている。したがって、これら複数の経路のうちの一部の経路上においても、Ｎ個の２次側巻線（この例においても、３個の２次側巻線３３２ａ，３２２ａ，３１２ａまたは３個の２次側巻線３３２ｂ，３２２ｂ，３１２ｂ）が、互いに直列配置されている。

この整流平滑回路４Ｂ２ではまた、整流平滑回路４Ａと同様に、上記した複数の経路上ではそれぞれ、整流ダイオードが２次側巻線と接地ラインＬＧとの間に配置されている（ローサイド配置：図１６参照）。具体的には、整流ダイオード４２１が２次側巻線３１２ａ，３２２ａ，３３２ａと接地ラインＬＧとの間に配置され、整流ダイオード４４１が２次側巻線３２２ｃ，３３２ｃと接地ラインＬＧとの間に配置されている。また、整流ダイオード４２２が２次側巻線３１２ｂ，３２２ｂ，３３２ｂと接地ラインＬＧとの間に配置され、整流ダイオード４４２が２次側巻線３２２ｄ，３３２ｄと接地ラインＬＧとの間に配置されている。

（動作および作用・効果）
これらのスイッチング電源装置１Ｂ１，１Ｂ２においても、基本的には、第１，第２の実施の形態のスイッチング電源装置１，１Ａと同様にして、直流入力電圧Ｖinが電圧変換され、直流出力電圧Ｖoutが生成される。また、これらのスイッチング電源装置１Ｂ１，１Ｂ２においても、スイッチング電源装置１，１Ａと同様にして、整流平滑回路４Ｂ１，４Ｂ２内の平滑回路への入力電圧（後述する電圧Ｖｃｈ）が、複数段階のレベルに設定される（マルチレベル出力）。

図１７，図１８はそれぞれ、変形例１－１，１－２のスイッチング電源装置１Ｂ１，１Ｂ２における各部の電圧波形を、タイミング波形図で表したものである。なお、これらの図１７，図１８に示した各電圧波形は、前述したスイッチング位相制御およびＰＭＷ制御のうち、スイッチング位相制御が各スイッチング素子Ｓ１～Ｓ４に対して行われた場合の例について、示している。

これらの図１７，図１８において、図１７（Ａ），図１８（Ａ）は、駆動信号ＳＧ１，ＳＧ２の各電圧波形を示し、図１７（Ｂ），図１８（Ｂ）は、駆動信号ＳＧ３，ＳＧ４の各電圧波形を示し、図１７（Ｃ），図１８（Ｃ）は、駆動信号ＳＧ５，ＳＧ６の各電圧波形を示している。また、図１７（Ｄ），図１８（Ｄ）は、１次側巻線３１１に印加される交流電圧（電圧Ｖ１１）の電圧波形を示し、図１７（Ｅ），図１８（Ｅ）は、１次側巻線３２１に印加される交流電圧（電圧Ｖ１２）の電圧波形を示し、図１７（Ｆ），図１８（Ｆ）は、１次側巻線３３１に印加される交流電圧（電圧Ｖ１３）の電圧波形を示している。図１７（Ｇ），図１８（Ｇ）は、チョークコイルＬｃｈの手前の地点での電圧Ｖｃｈ（図１５，図１６参照）を示している。なお、図１７，図１８における横軸は、時間ｔを示しており、各電圧の方向は、図１５，図１６中において矢印で示した方向を正方向としている。

ここで、このような変形例１－１，１－２のスイッチング電源装置１Ｂ１，１Ｂ２においても、スイッチング電源装置１，１Ａと同様に、前述した電圧Ｖｃｈ（平滑回路への入力電圧）を前述した複数段階のレベルに設定するうえで、整流平滑回路４Ｂ１，４Ｂ２が、以下のような構成となっている。すなわち、整流平滑回路４Ｂ１，４Ｂ２においても整流平滑回路４，４Ａと同様に、出力ラインＬＯと接地ラインＬＧとの間の複数の経路上にそれぞれ、複数の整流ダイオードが、個別に１段ずつ配置されている。このようにして、整流平滑回路４Ｂ１，４Ｂ２内の整流ダイオードがそれぞれ、１段構成となっていることから、変形例１－１，１－２においても、前述した比較例１の場合と比べ、整流ダイオードでの導通損失が抑えられる。その結果、これらの変形例１－１，１－２においても、比較例１等と比べ、スイッチング電源装置１Ｂ１，１Ｂ２における電力変換効率を向上させることが可能となる。

また、これらの変形例１－１，１－２においても、上記した複数の経路上においてそれぞれ、整流ダイオードが２次側巻線と接地ラインＬＧとの間に配置されている（ローサイド配置）ようにしたので、例えば以下のような効果も得ることが可能となる。すなわち、整流平滑回路４Ｂ１，４Ｂ２内における全ての整流ダイオードをローサイド配置としたことで、第２の実施の形態と同様に、同期整流に好適な回路構成とすることができる。その結果、スイッチング電源装置１Ｂ１，１Ｂ２における低電圧化や大電流化などを、容易に実現することが可能となる。

更に、特に変形例１－２においては、変形例１－１における整流平滑回路４Ｂ１の場合と比べ、整流平滑回路４Ｂ２に含まれる整流ダイオードの個数が（８個から４個に）削減されていることから、以下のようになる。すなわち、複数レベルの電圧Ｖｃｈ（平滑回路への入力電圧）を生成する際に、部品コストの抑制や装置の小型化を図ることができる。その結果、この変形例１－２では、複数レベルの電圧Ｖｃｈを容易に生成することが可能となる。

［変形例２］
（構成）
図１９は、変形例２（変形例２－１）に係るスイッチング電源装置（スイッチング電源装置１Ｃ１）の概略構成例を、回路図で表したものである。また、図２０は、変形例２（変形例２－２）に係るスイッチング電源装置（スイッチング電源装置１Ｃ２）の概略構成例を、回路図で表したものである。

これらの変形例２－１，２－２のスイッチング電源装置１Ｃ１，１Ｃ２はいずれも、第２の実施の形態のスイッチング電源装置１Ａにおいて、以下説明するように、インバータ回路およびトランスの個数をそれぞれ、４個の場合に適用したものとなっている。また、これらのスイッチング電源装置１Ｃ１，１Ｃ２ではそれぞれ、スイッチング電源装置１Ａにおける整流平滑回路４Ａの代わりに、以下説明する整流平滑回路４Ｃ１，４Ｃ２が設けられている。

具体的には、スイッチング電源装置１Ｃ１，１Ｃ２では、インバータ回路２（２１，２２）の代わりにインバータ回路２Ｃ（２１，２２，２３，２４）が設けられていると共に、２個のトランス３１，３２の代わりに４個のトランス（トランス３１，３２，３３，３４）が設けられている。

インバータ回路２Ｃでは、４個のインバータ回路２１，２２，２３，２４がいずれも、前述したハーフブリッジ回路となっている。なお、新たに追加されたインバータ回路２４は、２個のスイッチング素子Ｓ７，Ｓ８（図示せず）と２個のコンデンサＣ５１，Ｃ５２とを含む、ハーフブリッジ回路となっている。したがって、これらの変形例２－１，２－２における駆動回路５は、図１９，図２０に示したように、インバータ回路２Ｃ内のスイッチング素子Ｓ１～Ｓ８に対してそれぞれ、駆動信号ＳＧ１～ＳＧ８を供給することで、各スイッチング素子Ｓ１～Ｓ８のオン・オフ動作を制御するようになっている。

トランス３１，３２，３３，３４では、１次側巻線３１１，３２１，３３１，３４１がそれぞれ、第２の実施の形態と同様にして、４個のインバータ回路２１，２２，２３，２４に対して個別に接続されている。また、スイッチング電源装置１Ｃ１（図１９），１Ｃ２（図２０）のいずれにおいても、各２次側巻線が、４つの２次側巻線により構成されている。具体的には、２次側巻線３１２は、４つの２次側巻線３１２ａ，３１２ｂ，３１２ｃ，３１２ｄにより構成され、２次側巻線３２２は、４つの２次側巻線３２２ａ，３２２ｂ，３２２ｃ，３２２ｄにより構成されている。同様に、２次側巻線３３２は、４つの２次側巻線３３２ａ，３３２ｂ，３３２ｃ，３３２ｄにより構成され、２次側巻線３４２は、４つの２次側巻線３４２ａ，３４２ｂ，３４２ｃ，３４２ｄにより構成されている。

上記した整流平滑回路４Ｃ１，４Ｃ２のいずれも、前述した「センタタップ型」の整流平滑回路となっている。整流平滑回路４Ｃ１は、１０個の整流ダイオード４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２，４４１，４４２，４５１，４５２と、１個のチョークコイルＬｃｈと、１個の出力平滑コンデンサＣoutとを有している。一方、整流平滑回路４Ｃ２は、６個の整流ダイオード４１１，４１２，４２１，４２２，４５１，４５２と、１個のチョークコイルＬｃｈと、１個の出力平滑コンデンサＣoutとを有している。つまり、整流平滑回路４Ｃ１では、整流ダイオードの個数が、１０個（＝｛２×（４＋１）｝個）となっており、整流平滑回路４Ｃ２では、整流ダイオードの個数が、６個となっている。

なお、上記した整流ダイオード４５１，４５２もそれぞれ、本発明における「整流素子」の一具体例に対応している。また、整流平滑回路４Ｃ１，４Ｃ２におけるチョークコイルＬｃｈおよび出力平滑コンデンサＣoutの配置位置はそれぞれ、整流平滑回路４における配置位置と同じであるため、説明を省略する。

整流平滑回路４Ｃ１では、整流ダイオード４１１，４２１，４３１，４１２，４２２，４３２，４４１，４４２，４５１，４５２のアノード同士が、接地ラインＬＧに接続されている。整流ダイオード４１１のカソードは、２次側巻線３１２ｃを介して上記した接続点Ｐ４０に接続され、整流ダイオード４２１のカソードは、２次側巻線３４２ａ，３３２ａ，３２２ａ，３１２ａを介して接続点Ｐ４０に接続され、整流ダイオード４３１のカソードは、２次側巻線３２２ｃを介して接続点Ｐ４０に接続されている。整流ダイオード４４１のカソードは、２次側巻線３３２ｃを介して接続点Ｐ４０に接続され、整流ダイオード４５１のカソードは、２次側巻線３４２ｃを介して接続点Ｐ４０に接続されている。また、整流ダイオード４１２のカソードは、２次側巻線３１２ｄを介して接続点Ｐ４０に接続され、整流ダイオード４２２のカソードは、２次側巻線３４２ｂ，３３２ｂ，３２２ｂ，３１２ｂを介して接続点Ｐ４０に接続され、整流ダイオード４３２のカソードは、２次側巻線３２２ｄを介して接続点Ｐ４０に接続されている。整流ダイオード４４２のカソードは、２次側巻線３３２ｄを介して接続点Ｐ４０に接続され、整流ダイオード４４２のカソードは、２次側巻線３３２ｄを介して接続点Ｐ４０に接続されている。

整流平滑回路４Ｃ２では、整流ダイオード４１１，４１２，４２１，４２２，４５１，４５２のアノード同士が、接地ラインＬＧに接続されている。整流ダイオード４１１のカソードは、２次側巻線３１２ｃ，３２２ｃを介して上記した接続点Ｐ４０に接続され、整流ダイオード４２１のカソードは、２次側巻線３４２ａ，３３２ａ，３２２ａ，３１２ａを介して接続点Ｐ４０に接続され、整流ダイオード４５１のカソードは、２次側巻線３４２ｃ，３３２ｃを介して接続点Ｐ４０に接続されている。また、整流ダイオード４１２のカソードは、２次側巻線３１２ｄ，３２２ｄを介して接続点Ｐ４０に接続され、整流ダイオード４２２のカソードは、２次側巻線３４２ｂ，３３２ｂ，３２２ｂ，３１２ｂを介して接続点Ｐ４０に接続され、整流ダイオード４５２のカソードは、２次側巻線３４２ｄ，３４２ｄを介して接続点Ｐ４０に接続されている。

このようにして、整流平滑回路４Ｃ１，４Ｃ２においても整流平滑回路４，４Ａ，４Ｂ１，４Ｂ２と同様に、出力ラインＬＯと接地ラインＬＧとの間の複数の経路上にそれぞれ、複数の整流ダイオードが、個別に１段ずつ配置されている。また、これら複数の経路上ではそれぞれ、整流ダイオードと２次側巻線とが、互いに直列配置されている。

具体的には、整流平滑回路４Ｃ１では、以下のようになっている。すなわち、整流ダイオード４１１と２次側巻線３１２ｃとが互いに直列配置され、整流ダイオード４２１と２次側巻線３４２ａ，３３２ａ，３２２ａ，３１２ａとが互いに直列配置され、整流ダイオード４３１と２次側巻線３２２ｃとが互いに直列配置されている。整流ダイオード４４１と２次側巻線３３２ｃとが互いに直列配置され、整流ダイオード４５１と２次側巻線３４２ｃとが互いに直列配置されている。また、整流ダイオード４１２と２次側巻線３１２ｄとが互いに直列配置され、整流ダイオード４２２と２次側巻線３４２ｂ，３３２ｂ，３２２ｂ，３１２ｂとが互いに直列配置され、整流ダイオード４３２と２次側巻線３２２ｄとが互いに直列配置されている。整流ダイオード４４２と２次側巻線３３２ｄとが互いに直列配置され、整流ダイオード４５２と２次側巻線３４２ｄとが互いに直列配置されている。したがって、これら複数の経路のうちの一部の経路上では、Ｎ個の２次側巻線（この例では、４個の２次側巻線３４２ａ，３３２ａ，３２２ａ，３１２ａまたは４個の２次側巻線３４２ｂ，３３２ｂ，３２２ｂ，３１２ｂ）が、互いに直列配置されている。

この整流平滑回路４Ｃ１ではまた、整流平滑回路４Ａ，４Ｂ１，４Ｂ２と同様に、上記した複数の経路上ではそれぞれ、整流ダイオードが２次側巻線と接地ラインＬＧとの間に配置されている（ローサイド配置：図１９参照）。具体的には、整流ダイオード４１１が２次側巻線３１２ｃと接地ラインＬＧとの間に配置され、整流ダイオード４２１が２次側巻線３１２ａ，３２２ａ，３３２ａ，３４２ａと接地ラインＬＧとの間に配置され、整流ダイオード４３１が２次側巻線３２２ｃと接地ラインＬＧとの間に配置されている。整流ダイオード４４１が２次側巻線３３２ｃと接地ラインＬＧとの間に配置され、整流ダイオード４５１が２次側巻線３４２ｃと接地ラインＬＧとの間に配置されている。また、整流ダイオード４１２が２次側巻線３１２ｄと接地ラインＬＧとの間に配置され、整流ダイオード４２２が２次側巻線３１２ｂ，３２２ｂ，３３２ｂ，３４２ｂと接地ラインＬＧとの間に配置され、整流ダイオード４３２が２次側巻線３２２ｄと接地ラインＬＧとの間に配置されている。整流ダイオード４４２が２次側巻線３３２ｄと接地ラインＬＧとの間に配置され、整流ダイオード４５２が２次側巻線３４２ｄと接地ラインＬＧとの間に配置されている。

一方、整流平滑回路４Ｃ２では、以下のようになっている。すなわち、整流ダイオード４１１と２次側巻線３１２ｃ，３２２ｃとが互いに直列配置され、整流ダイオード４２１と２次側巻線３４２ａ，３３２ａ，３２２ａ，３１２ａとが互いに直列配置され、整流ダイオード４５１と２次側巻線３４２ｃ，３３２ｃとが互いに直列配置されている。また、整流ダイオード４１２と２次側巻線３１２ｄ，３２２ｄとが互いに直列配置され、整流ダイオード４２２と２次側巻線３４２ｄ，３３２ｂ，３２２ｂ，３１２ｂとが互いに直列配置され、整流ダイオード４５２と２次側巻線３４２ｄ，３４２ｄとが互いに直列配置されている。したがって、これら複数の経路のうちの一部の経路上においても、Ｎ個の２次側巻線（この例においても、４個の２次側巻線３４２ａ，３３２ａ，３２２ａ，３１２ａまたは４個の２次側巻線３４２ｂ，３３２ｂ，３２２ｂ，３１２ｂ）が、互いに直列配置されている。

この整流平滑回路４Ｃ２ではまた、整流平滑回路４Ａ，４Ｂ１，４Ｂ２と同様に、上記した複数の経路上ではそれぞれ、整流ダイオードが２次側巻線と接地ラインＬＧとの間に配置されている（ローサイド配置：図２０参照）。具体的には、整流ダイオード４１１が２次側巻線３２２ｃ，３１２ｃと接地ラインＬＧとの間に配置され、整流ダイオード４２１が２次側巻線３１２ａ，３２２ａ，３３２ａ，３４２ａと接地ラインＬＧとの間に配置され、整流ダイオード４５１が２次側巻線３３２ｃ，３４２ｃと接地ラインＬＧとの間に配置されている。また、整流ダイオード４１２が２次側巻線３２２ｄ，３１２ｄと接地ラインＬＧとの間に配置され、整流ダイオード４２２が２次側巻線３１２ｂ，３２２ｂ，３３２ｂ，３４２ｂと接地ラインＬＧとの間に配置され、整流ダイオード４５２が２次側巻線３３２ｄ，３４２ｄと接地ラインＬＧとの間に配置されている。

（動作および作用・効果）
これらのスイッチング電源装置１Ｃ１，１Ｃ２においても、基本的には、第１，第２の実施の形態のスイッチング電源装置１，１Ａと同様にして、直流入力電圧Ｖinが電圧変換され、直流出力電圧Ｖoutが生成される。また、これらのスイッチング電源装置１Ｃ１，１Ｃ２においても、スイッチング電源装置１，１Ａと同様にして、前述した電圧Ｖｃｈが、複数段階のレベルに設定される（マルチレベル出力）。

ここで、このような変形例２－１，２－２のスイッチング電源装置１Ｃ１，１Ｃ２においても、スイッチング電源装置１，１Ａと同様に、電圧Ｖｃｈを前述した複数段階のレベルに設定するうえで、整流平滑回路４Ｃ１，４Ｃ２が、以下のような構成となっている。すなわち、整流平滑回路４Ｃ１，４Ｃ２においても整流平滑回路４，４Ａと同様に、出力ラインＬＯと接地ラインＬＧとの間の複数の経路上にそれぞれ、複数の整流ダイオードが、個別に１段ずつ配置されている。このようにして、整流平滑回路４Ｃ１，４Ｃ２内の整流ダイオードがそれぞれ、１段構成となっていることから、変形例２－１，２－２においても、前述した比較例１の場合と比べ、整流ダイオードでの導通損失が抑えられる。その結果、これらの変形例２－１，２－２においても、比較例１等と比べ、スイッチング電源装置１Ｃ１，１Ｃ２における電力変換効率を向上させることが可能となる。

また、これらの変形例２－１，２－２においても、上記した複数の経路上においてそれぞれ、整流ダイオードが２次側巻線と接地ラインＬＧとの間に配置されている（ローサイド配置）ようにしたので、例えば以下のような効果も得ることが可能となる。すなわち、整流平滑回路４Ｃ１，４Ｃ２内における全ての整流ダイオードをローサイド配置としたことで、第２の実施の形態と同様に、同期整流に好適な回路構成とすることができる。その結果、スイッチング電源装置１Ｃ１，１Ｃ２における低電圧化や大電流化などを、容易に実現することが可能となる。

更に、特に変形例２－２においては、変形例２－１における整流平滑回路４Ｃ１の場合と比べ、整流平滑回路４Ｃ２に含まれる整流ダイオードの個数が（１０個から６個に）削減されていることから、以下のようになる。すなわち、複数レベルの電圧Ｖｃｈ（平滑回路への入力電圧）を生成する際に、部品コストの抑制や装置の小型化を図ることができる。その結果、この変形例２－２では、複数レベルの電圧Ｖｃｈを容易に生成することが可能となる。

ちなみに、この変形例２－２および前述した変形例１－２における整流平滑回路４Ｂ２，４Ｃ２の回路構成を、インバータ回路およびトランスの個数がそれぞれ、Ｎ個（Ｎ：２以上の整数）の場合に一般化すると、以下のようになる。すなわち、その場合の整流平滑回路における整流ダイオードの個数は、Ｎの値によらず、４個（Ｎが奇数の場合）または６個（Ｎが偶数の場合）となる。このようにして、Ｎの値（インバータ回路およびトランスの個数）によらず、整流平滑回路における整流ダイオードの個数が、常に４個または６個となることから、以下のようになる。すなわち、スイッチング電源装置におけるＮの値が増加、つまり、電圧Ｖｃｈ（平滑回路への入力電圧）におけるレベル数を増加させた場合であっても、整流ダイオードの個数が増加しない（常に４個または６個で済む）ことから、そのような場合であっても、複数レベルの電圧Ｖｃｈを容易に生成することが可能となる。

＜４．その他の変形例＞
以上、実施の形態および変形例をいくつか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ず、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態等では、インバータ回路の構成を具体的に挙げて説明したが、上記実施の形態等の例には限られず、インバータ回路として他の構成のものを用いるようにしてもよい。具体的には、上記実施の形態等では、インバータ回路が、２個のスイッチング素子を含むハーフブリッジ回路の場合について説明した。しかしながら、これらの場合には限られず、４個のスイッチング素子を含むフルブリッジ回路や、ハーフブリッジ回路とフルブリッジ回路とを組み合わせた回路など、他の構成のインバータ回路を用いるようにしてもよい。

また、上記実施の形態等では、整流平滑回路の構成（センタタップ型の回路構成）を、具体的に挙げて説明したが、上記実施の形態等の例には限られず、整流平滑回路として他の構成のものを用いるようにしてもよい。具体的には、例えば、整流平滑回路内の各整流素子を、ＭＯＳ－ＦＥＴの寄生ダイオードにより構成するようにしてもよい。また、その場合には、このＭＯＳ－ＦＥＴの寄生ダイオードが導通する期間と同期して、ＭＯＳ－ＦＥＴ自身もオン状態となる（同期整流を行う）ようにするのが好ましい。より少ない電圧降下で整流することができるからである。なお、この場合、ＭＯＳ－ＦＥＴにおけるソース側に、寄生ダイオードのアノード側が配置されると共に、ＭＯＳ－ＦＥＴにおけるドレイン側に、寄生ダイオードのカソード側が配置されることになる。

更に、上記実施の形態等では、インバータ回路およびトランスの個数がそれぞれ、２個，３個，４個の場合（整流平滑回路内の整流素子の個数が、６個，８個，１０個，４個の場合）を例に挙げて説明したが、それらの個数は、この場合の例には限られない。具体的には、本発明は、インバータ回路およびトランスの個数がそれぞれ、Ｎ個（Ｎ：２以上の整数）の場合に適用することが可能である。つまり、上記実施の形態等で説明したＮ＝２，３，４の場合だけでなく、Ｎ＝５以上の任意の数の場合についても同様にして、本発明を適用することが可能である。なお、上記実施の形態等で説明した、インバータ回路やトランス、整流素子の個数としては、物理的な個数には限られず、等価回路に存在する個数を意味している。

加えて、上記実施の形態等では、駆動回路による各スイッチング素子の動作制御（スイッチング駆動）の手法を、具体的に挙げて説明したが、上記実施の形態等の例には限られず、スイッチング駆動の手法として、他の手法を用いるようにしてもよい。具体的には、例えば、前述したスイッチング位相制御およびＰＭＷ制御の手法や、前述した前述した電圧Ｖｄ，Ｖｃｈの複数レベル（マルチレベル）の設定手法等については、上記実施の形態等の手法には限られず、他の手法を用いるようにしてもよい。また、電圧Ｖｄ，Ｖｃｈを複数レベルに設定する際のレベル数（段階数）についても、上記実施の形態等で説明したレベル数（３レベルまたは４レベル）の例には限られず、５レベル以上の任意の数で設定するようにしてもよい。

また、上記実施の形態等では、本発明に係る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、本発明は、例えばＡＣ－ＤＣコンバータなどの、他の種類のスイッチング電源装置にも適用することが可能である。

更に、これまでに説明した各構成例等を、任意の組み合わせで適用してもよい。

１，１Ａ，１Ｂ１，１Ｂ２，１Ｃ１，１Ｃ２…スイッチング電源装置、１０…バッテリ、２（２１，２２），２Ｂ（２１，２２，２３），２Ｃ（２１，２２，２３，２４）…インバータ回路、３１，３２，３３，３４…トランス、３１１，３２１，３３１，３４１…１次側巻線、３１２，３２２，３３２，３４２…２次側巻線、４，４Ａ，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｃ１，４Ｃ２…整流平滑回路、４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２，４４１，４４２，４５１，４５２…整流ダイオード、５…駆動回路、９…負荷、Ｔ１，Ｔ２…入力端子、Ｔ３，Ｔ４…出力端子、Ｌ１Ｈ…１次側高圧ライン、Ｌ１Ｌ…１次側低圧ライン、ＬＯ…出力ライン、ＬＧ…接地ライン、Ｖin…直流入力電圧、Ｖout…直流出力電圧、Ｉ１，Ｉ２ａ，Ｉ２ｂ，Ｉ２ｃ，Ｉ２ｄ…電流、Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｄ，Ｖｃｈ，Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３，Ｖ１４…電圧、Ｃin…入力平滑コンデンサ、Ｃout…出力平滑コンデンサ、Ｓ１～Ｓ４…スイッチング素子、ＳＧ１～ＳＧ８…駆動信号、Ｃ５１，Ｃ５２…コンデンサ、Ｌｃｈ…チョークコイル、Ｐ１～Ｐ３，Ｐ４０～Ｐ４４，Ｐ６…接続点、ｔ０～ｔ４，ｔ１０～ｔ１４，ｔ２０～ｔ２４…タイミング。

Claims (7)

1. 入力電圧が入力される入力端子対と、
   出力電圧が出力される出力端子対と、
   １次側巻線および２次側巻線をそれぞれ有するＮ個（Ｎ：２以上の整数）のトランスと、
   前記入力端子対と前記１次側巻線との間において互いに並列配置され、各々がスイッチング素子を含んで構成されたＮ個のインバータ回路と、
   前記出力端子対と前記２次側巻線との間に配置され、複数の整流素子を有する整流回路と、チョークコイルおよび前記出力端子対間に配置された容量素子を有する平滑回路と、を含んで構成された、センタタップ型の整流平滑回路と、
   前記Ｎ個のインバータ回路における前記スイッチング素子の動作をそれぞれ制御するスイッチング駆動を行う駆動部と
   を備え、
   前記整流平滑回路では、前記出力電圧の出力ラインと接地との間の複数の経路上にそれぞれ、前記整流素子が個別に１段ずつ配置されており、
   前記複数の経路上ではそれぞれ、前記整流素子と、前記トランスの前記２次側巻線とが、互いに直列配置されていると共に、前記整流素子が、前記２次側巻線と接地との間に配置されており、
   前記駆動部は、前記スイッチング駆動を行うことにより、前記Ｎ個のトランスおよび前記複数の整流素子を用いて、前記平滑回路への入力電圧を複数のレベルに設定し、
   前記Ｎの値によらず、前記整流素子の個数が、４個または６個である
   スイッチング電源装置。
2. 前記複数の経路のうちの一の経路上において、前記Ｎ個の前記２次側巻線が、互いに直列配置されている
   請求項１に記載のスイッチング電源装置。
3. 前記Ｎが奇数の場合には、前記整流素子の個数が４個であり、
   前記Ｎが偶数の場合には、前記整流素子の個数が６個である
   請求項１または請求項２に記載のスイッチング電源装置。
4. 入力電圧が入力される入力端子対と、
   出力電圧が出力される出力端子対と、
   １次側巻線および２次側巻線をそれぞれ有するＮ個（Ｎ：２以上の整数）のトランスと、
   前記入力端子対と前記１次側巻線との間において互いに並列配置され、各々がスイッチング素子を含んで構成されたＮ個のインバータ回路と、
   前記出力端子対と前記２次側巻線との間に配置され、複数の整流素子を有する整流回路と、チョークコイルおよび前記出力端子対間に配置された容量素子を有する平滑回路と、を含んで構成された、センタタップ型の整流平滑回路と、
   前記Ｎ個のインバータ回路における前記スイッチング素子の動作をそれぞれ制御するスイッチング駆動を行う駆動部と
   を備え、
   前記整流平滑回路では、前記出力電圧の出力ラインと接地との間の複数の経路上にそれぞれ、前記整流素子が個別に１段ずつ配置されており、
   前記駆動部は、前記スイッチング駆動を行うことにより、前記Ｎ個のトランスおよび前記複数の整流素子を用いて、前記平滑回路への入力電圧を複数のレベルに設定し、
   前記整流素子の個数が、｛２×（Ｎ＋１）｝個である
   スイッチング電源装置。
5. 前記複数の経路上ではそれぞれ、前記整流素子と、前記トランスの前記２次側巻線とが、互いに直列配置されている
   請求項４に記載のスイッチング電源装置。
6. 前記複数の経路のうちの一の経路上において、前記Ｎ個の前記２次側巻線が、互いに直列配置されている
   請求項５に記載のスイッチング電源装置。
7. 前記複数の経路上ではそれぞれ、前記整流素子が、前記２次側巻線と接地との間に配置されている
   請求項５または請求項６に記載のスイッチング電源装置。

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