(57)【要約】【課題】供給される電源電圧が変動する場合であっても、出力電圧の安定化を図ることができる電源装置を提供する。【解決手段】電源装置Ａ１は、直流電源Ｐから入力される電源電圧Ｖｉｎを目標レベルの出力電圧Ｖｏｕｔに変換する電源装置Ａ１であって、電源電圧Ｖｉｎが印加される入力端子Ｔｉｎと、出力電圧Ｖｏｕｔが印加される出力端子Ｔｏｕｔと、入力される第１入力電圧Ｖ１１を第１出力電圧Ｖ１２に変換する第１変換部１と、入力される補助入力電圧Ｖ３１を補助出力電圧Ｖ３２に変換する補助変換部３と、を備えている。第１変換部１および補助変換部３は、入力端子Ｔｉと出力端子Ｔｏｕｔとの間に接続されており、第１変換部１は、第１変圧比で変圧を行う第１変圧状態と第２変圧比で変圧を行う第２変圧状態とが、選択的に切り替わり、補助変換部３は、補助入力電圧Ｖ３１の電圧レベルの変化に連動して変圧比が変化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源から入力される電源電圧を目標レベルの出力電圧に変換する電源装置であって、
前記電源電圧が印加される入力端子と、
前記出力電圧が印加される出力端子と、
入力される第１入力電圧を第１出力電圧に変換する第１変換部と、
入力される補助入力電圧を補助出力電圧に変換する補助変換部と、
を備えており、
前記第１変換部および前記補助変換部は、前記入力端子と前記出力端子との間に接続されており、
前記第１変換部は、第１変圧比で変圧を行う第１変圧状態と第２変圧比で変圧を行う第２変圧状態とが、選択的に切り替わり、
前記補助変換部は、前記補助入力電圧の電圧レベルの変化に連動して変圧比が変化する、ことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記第１変換部の前記第１変圧状態と前記第２変圧状態との切り替え、および、前記補助変換部の変圧比を変化させる制御部をさらに備えている、
請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記第１変換部は、第１スイッチング回路、第１絶縁トランスおよび第１整流回路を含み、
前記第１スイッチング回路は、前記第１絶縁トランスの一次側に接続され、前記第１入力電圧を交流電圧に変換し、
前記第１整流回路は、前記第１絶縁トランスの二次側に接続され、前記第１絶縁トランスによって変圧された交流電圧を整流する、
請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記第１変換部は、各々が、前記第１絶縁トランスの一次側の巻き線に対して直列に接続された共振コンデンサおよび共振リアクトルをさらに含んでいる、
請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
前記第１絶縁トランスは、当該第１絶縁トランスの二次側の巻き線に中間タップが接続されており、
前記第１整流回路は、整流用スイッチング素子を用いた全波整流型である、
請求項３または請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記第１絶縁トランスの一次側は、複数の巻き線が直列に接続されており、
前記第１絶縁トランスの二次側は、複数の巻き線が並列に接続されている、
請求項３ないし請求項５のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項７】
前記第１絶縁トランスは、当該第１絶縁トランスの二次側の巻き線に１以上の接続ポイントが接続されており、
前記制御部は、前記１以上の接続ポイントの切り替えを制御することで、前記第１絶縁トランスの変圧比を変化させ、前記第１変圧状態と前記第２変圧状態とを切り替える、
請求項３ないし請求項６のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項８】
前記第１スイッチング回路は、フルブリッジ接続された複数の第１スイッチング素子を含んでおり、
前記複数の第１スイッチング素子の各々は、前記制御部から第１駆動信号を入力され、当該第１駆動信号に応じて、導通状態と遮断状態とが切り替わるスイッチング動作をし、
前記制御部は、前記複数の第１スイッチング素子の一部のみのスイッチング動作によって、前記第１スイッチング回路をハーフブリッジインバータとして動作させることで、前記第１変換部を前記第１変圧状態にし、前記複数の第１スイッチング素子の全てのスイッチング動作によって、前記第１スイッチング回路をフルブリッジインバータとして動作させることで、前記第１変換部を前記第２変圧状態にする、
請求項３ないし請求項６のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項９】
前記複数の第１スイッチング素子には、第１先行アームおよび第１後行アームがあり、
前記第１先行アームは、前記制御部から先行第１駆動信号が入力され、当該先行第１駆動信号に応じて、スイッチング動作をし、
前記第１後行アームは、前記制御部から後行第１駆動信号が入力され、当該後行第１駆動信号に応じて、スイッチング動作をし、
前記制御部は、前記先行第１駆動信号と前記後行第１駆動信号との位相差を調整する、あるいは、前記先行第１駆動信号および前記後行第１駆動信号の各周波数を調整することで、前記第１出力電圧を調整する、
請求項８に記載の電源装置。
【請求項１０】
入力される第２入力電圧を第２出力電圧に変換する第２変換部をさらに備えている、
請求項９に記載の電源装置。
【請求項１１】
前記第２変換部は、第２スイッチング回路、第２絶縁トランスおよび第２整流回路を含み、
前記第２スイッチング回路は、前記第２絶縁トランスの一次側に接続され、前記第２入力電圧を交流電圧に変換し、
前記第２整流回路は、前記第２絶縁トランスの二次側に接続され、前記第２絶縁トランスによって変圧された交流電圧を整流する、
請求項１０に記載の電源装置。
【請求項１２】
前記第２変換部は、各々が、前記第２絶縁トランスの一次側の巻き線に対して直列に接続された共振コンデンサおよび共振リアクトルをさらに含んでいる、
請求項１１に記載の電源装置。
【請求項１３】
前記第２絶縁トランスは、当該第２絶縁トランスの二次側の巻き線に中間タップが接続されており、
前記第２整流回路は、整流用スイッチング素子を用いた全波整流型である、
請求項１１または請求項１２に記載の電源装置。
【請求項１４】
前記第２絶縁トランスの一次側は、複数の巻き線が直列に接続されており、
前記第２絶縁トランスの二次側は、複数の巻き線が並列に接続されている、
請求項１１ないし請求項１３に記載の電源装置。
【請求項１５】
前記第２スイッチング回路は、ハーフブリッジ接続された複数の第２スイッチング素子を含んでおり、
前記複数の第２スイッチング素子は、前記制御部から第２駆動信号を入力され、当該第２駆動信号に応じて導通状態と遮断状態とが切り替わるスイッチング動作する、
請求項１１ないし請求項１４のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項１６】
前記第２変換部は、第３変圧比で変圧を行う第３変圧状態と、第４変圧比で変圧を行う第４変圧状態とが、選択的に切り替わる、
請求項１１ないし請求項１４のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項１７】
前記第３変圧比は、前記第１変圧比よりも大きく、
前記第４変圧比は、前記第２変圧比よりも大きい、
請求項１６に記載の電源装置。
【請求項１８】
前記第２絶縁トランスは、当該第２絶縁トランスの二次側の巻き線に１以上の接続ポイントが接続されており、
前記制御部は、前記１以上の接続ポイントの切り替えを制御することで、前記第２絶縁トランスの変圧比を変化させ、前記第３変圧状態と前記第４変圧状態とを切り替える、
請求項１６または請求項１７に記載の電源装置。
【請求項１９】
前記第２スイッチング回路は、フルブリッジ接続された複数の第２スイッチング素子を含んでおり、
前記複数の第２スイッチング素子の各々は、前記制御部から第２駆動信号が入力され、当該第２駆動信号に応じて、導通状態と遮断状態とが切り替わるスイッチング動作をし、
前記制御部は、前記複数の第２スイッチング素子の一部のみのスイッチング動作によって、前記第２スイッチング回路をハーフブリッジインバータとして動作させることで、前記第２変換部を前記第３変圧状態にし、前記複数の第２スイッチング素子の全てのスイッチング動作によって、前記第２スイッチング回路をフルブリッジインバータとして動作させることで、前記第２変換部を前記第４変圧状態にする、
請求項１６または請求項１７に記載の電源装置。
【請求項２０】
前記複数の第２スイッチング素子には、第２先行アームおよび第２後行アームがあり、
前記第２先行アームは、前記制御部から先行第２駆動信号が入力され、当該先行第２駆動信号に応じて、スイッチング動作をし、
前記第２後行アームは、前記制御部から後行第２駆動信号が入力され、当該後行第２駆動信号に応じて、スイッチング動作をし、
前記制御部は、前記先行第２駆動信号と前記後行第２駆動信号との位相差を調整する、あるいは、前記先行第２駆動信号および前記後行第２駆動信号の各周波数を調整することで、前記第２出力電圧を調整する、
請求項１９に記載の電源装置。
【請求項２１】
前記制御部は、前記第２駆動信号の位相を前記第１駆動信号の位相に対してずらすことで、前記第１スイッチング回路から出力される前記交流電圧と前記第２スイッチング回路から出力される前記交流電圧とに位相差を設ける、
請求項１９または請求項２０に記載の電源装置。
【請求項２２】
前記電源電圧の電圧レベルを検出する電圧センサをさらに備えており、
前記制御部は、前記電圧センサによる検出値に基づいて、前記第１変換部の前記第１変圧状態と前記第２変圧状態との切り替えを制御する、
請求項１６ないし請求項２１のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項２３】
前記制御部は、前記電圧センサによる検出値に基づいて、さらに、前記第２変換部の前記第３変圧状態と前記第４変圧状態との切り替えを制御する、
請求項２２に記載の電源装置。
【請求項２４】
前記補助入力電圧の電圧レベルを検出する電圧センサをさらに備えており、
前記制御部は、前記電圧センサによる検出値に基づいて、前記第１変換部の前記第１変圧状態と前記第２変圧状態との切り替えを制御する、
請求項１６ないし請求項２１のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項２５】
前記制御部は、前記電圧センサによる検出値に基づいて、さらに、前記第２変換部の前記第３変圧状態と前記第４変圧状態との切り替えを制御する、
請求項２４に記載の電源装置。
【請求項２６】
前記第１変換部は、前記第１入力電圧を発生させる第１入力コンデンサをさらに含み、
前記第２変換部は、前記第２入力電圧を発生させる第２入力コンデンサをさらに含み、
前記補助変換部は、前記補助入力電圧を発生させる補助入力コンデンサをさらに含んでおり、
前記第１入力コンデンサ、前記第２入力コンデンサおよび前記補助入力コンデンサは、直列に接続され、前記電源電圧を分圧する、
請求項１０ないし請求項２５のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項２７】
前記補助入力コンデンサの容量は、前記第１入力コンデンサおよび前記第２入力コンデンサの各容量よりも大きい、
請求項２６に記載の電源装置。
【請求項２８】
前記補助変換部は、前記補助入力コンデンサに対して並列に接続されたツェナーダイオードをさらに含む、
請求項２６または請求項２７に記載の電源装置。
【請求項２９】
前記第１出力電圧、前記第２出力電圧および前記補助出力電圧の各電圧レベルは、前記目標レベルである、
請求項２６ないし請求項２８のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項３０】
前記制御部は、前記電源装置の起動時において、前記補助変換部を前記第１変換部および前記第２変換部よりも先に起動させ、前記電源装置の停止時において、前記補助変換部を前記第１変換部および前記第２変換部よりも後に停止させる、
請求項１０ないし請求項２９のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項３１】
前記補助変換部は、補助スイッチング素子を含んでおり、
前記補助スイッチング素子は、前記制御部から補助駆動信号が入力され、当該補助駆動信号に応じて、導通状態と遮断状態とが切り替わるスイッチング動作をし、
前記制御部は、前記補助駆動信号のデューティを制御することで、前記補助変換部の変圧比を変化させる、
請求項２ないし請求項３０のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項３２】
前記制御部は、前記補助スイッチング素子のスイッチング動作をソフトスイッチングにて行う、
請求項３１に記載の電源装置。
【請求項３３】
前記補助変換部は、降圧型コンバータ、昇圧型コンバータ、あるいは、昇降圧型コンバータのいずれかである、
請求項３１または請求項３２に記載の電源装置。
【請求項３４】
前記補助変換部は、入力側と出力側とで絶縁された絶縁型である、
請求項３１ないし請求項３３のいずれか一項に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、直流電圧を、所定のレベルの直流電圧に変換する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、直流電源から供給される電圧を所定の電圧に変換する電源装置が、様々な電子機器に搭載されている。特許文献１には、従来の電源装置が開示されている。特許文献１に記載の電源装置は、スイッチング回路、絶縁トランスおよび整流回路を備えている。スイッチング回路は、複数のスイッチング素子を含んでいる。スイッチング回路は、各スイッチング素子のスイッチング動作により、直流電源から入力される電源電圧（直流電圧）を交流電圧に変換する。絶縁トランスは、磁気的に結合された一次巻き線および二次巻き線を含んでいる。絶縁トランスは、一次巻き線と二次巻き線との巻き数比に応じて、スイッチング回路が変換した交流電圧の変圧を行う。整流回路は、変圧された交流電圧を直流電圧に変換（整流）する。整流回路が整流した直流電圧が、電源装置の出力電圧である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２９５８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電源装置において、たとえば、接続する直流電源を入れ替えた時や、接続される直流電源の動作が不安定な時などに、供給される電源電圧が変動することがある。電源装置は、このような電源電圧の変動が生じる場合であっても、出力電圧の安定化が求められる。
【０００５】
本開示は、上記事情に鑑みて考え出されたものであり、その目的は、供給される電源電圧が変動する場合であっても、出力電圧の安定化を図ることができる電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示によって提供される電源装置は、直流電源から入力される電源電圧を目標レベルの出力電圧に変換する電源装置であって、前記電源電圧が印加される入力端子と、前記出力電圧が印加される出力端子と、入力される第１入力電圧を第１出力電圧に変換する第１変換部と、入力される補助入力電圧を補助出力電圧に変換する補助変換部と、を備えており、前記第１変換部および前記補助変換部は、前記入力端子と前記出力端子との間に接続されており、前記第１変換部は、第１変圧比で変圧を行う第１変圧状態と第２変圧比で変圧を行う第２変圧状態とが、選択的に切り替わり、前記補助変換部は、前記補助入力電圧の電圧レベルの変化に連動して変圧比が変化することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の電源装置によれば、供給される電源電圧が変動する場合であっても、出力電圧の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態にかかる電源装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】第１実施形態にかかる第１変換部の回路構成図である。
【図３】第１実施形態にかかる第２変換部の回路構成図である。
【図４】第１実施形態にかかる補助変換部の回路構成図である。
【図５】第１実施形態にかかる電源装置の部品レイアウト図（回路基板の第１面側）である。
【図６】第１実施形態にかかる電源装置の部品レイアウト図（回路基板の第２面側）である。
【図７】第１変換部のスイッチング回路がフルブリッジ動作する場合の各駆動信号を示す波形図である。
【図８】第１変換部のスイッチング回路がフルブリッジ動作するときの電流経路を示す図である。
【図９】第１変換部のスイッチング回路がフルブリッジ動作するときの電流経路を示す図である。
【図１０】第１変換部のスイッチング回路がハーフブリッジ動作する場合の各駆動信号を示す波形図である。
【図１１】第１変換部のスイッチング回路がハーフブリッジ動作するときの電流経路を示す図である。
【図１２】第１変換部のスイッチング回路がハーフブリッジ動作するときの電流経路を示す図である。
【図１３】補助変換部の電流経路を示す図である。
【図１４】補助変換部の電流経路を示す図である。
【図１５】変形例にかかる電源装置を示す図である。
【図１６】変形例にかかる電源装置を示す図である。
【図１７】変形例にかかる絶縁トランス（第１変換部）を示す図である。
【図１８】変形例にかかる補助変換部（昇圧型コンバータ）を示す回路図である。
【図１９】変形例にかかる補助変換部（昇降圧型コンバータ）を示す回路図である。
【図２０】変形例にかかる補助変換部を示す回路図である。
【図２１】図２０に示す回路構成の補助変換部を備えた電源装置の部品レイアウト図（回路基板の第１面側）である。
【図２２】第２実施形態にかかる電源装置の全体構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の電源装置の好ましい実施の形態について、図面を参照して、以下に説明する。同一あるいは類似の構成については、同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００１０】
以下の説明において、ある物Ａの変圧比がある物Ｂの変圧比よりも大きいとは、ある物Ａの入力電圧とある物Ｂの入力電圧と、あるいは、ある物Ａの出力電圧とある物Ｂの出力電圧とのいずれか一方が同じときに、ある物Ａの入力電圧と出力電圧との差（絶対値）が、ある物Ｂの入力電圧と出力電圧との差（絶対値）よりも大きい場合をいう。
【００１１】
図１〜図６は、第１実施形態にかかる電源装置Ａ１を示している。電源装置Ａ１は、一対の入力端子Ｔｉｎ、一対の出力端子Ｔｏｕｔ、第１変換部１、第２変換部２、補助変換部３および制御部４を備えている。
【００１２】
まず、図１を参照して、電源装置Ａ１の全体構成について説明する。図１は、電源装置Ａ１の全体構成を示す概略図である。なお、図１に示す全体構成は一例である。
【００１３】
電源装置Ａ１は、直流電源Ｐから電源電圧Ｖｉｎが供給され、電源電圧Ｖｉｎを所定の目標レベルの出力電圧Ｖｏｕｔに変換する。そして、変換した出力電圧Ｖｏｕｔを負荷ＬＯに供給する。電源装置Ａ１は、降圧型の電圧変換装置である。よって、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧レベルは、電源電圧Ｖｉｎの電圧レベルよりも小さい。
【００１４】
一対の入力端子Ｔｉｎには、直流電源Ｐが接続されている。直流電源Ｐから供給される電源電圧Ｖｉｎは、一対の入力端子Ｔｉｎ間に印加される。一対の入力端子Ｔｉｎには、第１変換部１、第２変換部２および補助変換部３の各入力側が直列に接続されている。正極側の入力端子Ｔｉｎから負極側の入力端子Ｔｉｎに向けて、第１変換部１、第２変換部２、補助変換部３の順に接続されている。一対の入力端子Ｔｉｎ間に印加された電源電圧Ｖｉｎは、第１変換部１の入力電圧（第１入力電圧Ｖ１１）、第２変換部２の入力電圧（第２入力電圧Ｖ２１）および補助変換部３の入力電圧（補助入力電圧Ｖ３１）に分圧される。つまり、Ｖｉｎ＝Ｖ１１＋Ｖ２１＋Ｖ３１である。第１入力電圧Ｖ１１、第２入力電圧Ｖ２１および補助入力電圧Ｖ３１はそれぞれ、直流である。
【００１５】
一対の出力端子Ｔｏｕｔには、負荷ＬＯが接続されている。一対の出力端子Ｔｏｕｔ間には、電源装置Ａ１の出力電圧Ｖｏｕｔが印加される。一対の出力端子Ｔｏｕｔには、第１変換部１、第２変換部２および補助変換部３の各出力側がそれぞれ並列に接続されている。第１変換部１の出力電圧（第１出力電圧Ｖ１２）、第２変換部２の出力電圧（第２出力電圧Ｖ２２）および補助変換部３の出力電圧（補助出力電圧Ｖ３２）はそれぞれ、出力電圧Ｖｏｕｔと同じ値である。つまり、Ｖｏｕｔ＝Ｖ１２＝Ｖ２２＝Ｖ３２である。第１出力電圧Ｖ１２、第２出力電圧Ｖ２２および補助出力電圧Ｖ３２はそれぞれ、直流である。
【００１６】
第１変換部１は、第１入力電圧Ｖ１１を第１出力電圧Ｖ１２に変換（降圧または昇圧）する。第２変換部２は、第２入力電圧Ｖ２１を第２出力電圧Ｖ２２に変換（降圧または昇圧）する。補助変換部３は、補助入力電圧Ｖ３１を補助出力電圧Ｖ３２に変換（降圧または昇圧）する。制御部４は、第１変換部１、第２変換部２および補助変換部３をそれぞれ制御する。
【００１７】
次に、図２を参照して、第１変換部１の詳細な構成について、説明する。図２は、第１変換部１の回路構成を示している。なお、図２に示す回路構成は一例である。第１変換部１は、たとえば絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータで構成される。第１変換部１は、第１入力電圧Ｖ１１を第１出力電圧Ｖ１２に変換する。電源装置Ａ１において、第１変換部１は、第１入力電圧Ｖ１１を第１出力電圧Ｖ１２に降圧する。よって、第１出力電圧Ｖ１２の電圧レベルは、第１入力電圧Ｖ１１の電圧レベルよりも小さい。
【００１８】
第１変換部１は、図２に示すように、一対の入力端子Ｔ１１ａ，Ｔ１１ｂ、一対の出力端子Ｔ１２ａ，Ｔ１２ｂ、入力コンデンサＣ１１、出力コンデンサＣ１２、スイッチング回路１１、変圧回路１２および整流回路１３を含んでいる。
【００１９】
一対の入力端子Ｔ１１ａ，Ｔ１１ｂ間には、第１入力電圧Ｖ１１が印加される。第１入力電圧Ｖ１１は直流電圧である。入力端子Ｔ１１ａは、正極側の端子であり、入力端子Ｔ１１ｂは、負極側の端子である。入力端子Ｔ１１ａは、正極側の入力端子Ｔｉｎに接続される。また、一対の出力端子Ｔ１２ａ，Ｔ１２ｂ間には、第１出力電圧Ｖ１２が印加される。第１出力電圧Ｖ１２は直流電圧である、出力端子Ｔ１２ａは、正極側の端子であり、出力端子Ｔ１２ｂは、負極側の端子である。
【００２０】
入力コンデンサＣ１１は、図２に示すように、スイッチング回路１１と、一対の入力端子Ｔ１１ａ，Ｔ１１ｂとの間に配置される。入力コンデンサＣ１１は、一端が正極側の入力端子Ｔ１１ａに接続され、他端が負極側の入力端子Ｔ１１ｂに接続されている。入力コンデンサＣ１１は、直流電源Ｐからの電源電圧Ｖｉｎを分圧し、第１入力電圧Ｖ１１を発生させる。第１入力電圧Ｖ１１は、直流電圧である。また、入力コンデンサＣ１１は、第１入力電圧Ｖ１１を安定させる。入力コンデンサＣ１１が、特許請求の範囲に記載の「第１入力コンデンサ」に相当する。
【００２１】
出力コンデンサＣ１２は、図２に示すように、整流回路１３と、一対の出力端子Ｔ１２ａ，Ｔ１２ｂとの間に配置されている。出力コンデンサＣ１２は、一端が正極側の出力端子Ｔ１２ａに接続され、他端が負極側の出力端子Ｔ１２ｂに接続されている。出力コンデンサＣ１２は、第１出力電圧Ｖ１２を安定させる。
【００２２】
スイッチング回路１１は、図２に示すように、４つのスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４を含んでいる。スイッチング回路１１は、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４のスイッチング動作によって、第１入力電圧Ｖ１１（直流電圧）を交流電圧に変換する。なお、スイッチング動作とは、導通状態と遮断状態とが切り替わる動作をいう。スイッチング回路１１が、特許請求の範囲に記載の「第１スイッチング回路」に相当する。
【００２３】
４つのスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４はそれぞれ、たとえばＭＯＳＦＥＴからなる。各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４は、ドレイン端子、ソース端子およびゲート端子を有する。各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４の構成材料は、Ｓｉ（ケイ素）、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、あるいは、ＧａＮ（窒化ガリウム）などである。ただし、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４のオン抵抗の低減のため、当該構成材料として、Ｓｉよりも、ＳｉＣあるいはＧａＮを用いることが好ましい。当該オン抵抗が低いほど、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４の導通損失を低減できる。特に、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４のオン抵抗は、５００ｍΩ以下であるとよい。
【００２４】
４つのスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４は、フルブリッジ接続されている。具体的には、図２に示すように、スイッチング素子Ｑ１１を上アーム、スイッチング素子Ｑ１２を下アームとした直列回路（レグ）と、スイッチング素子Ｑ１３を上アーム、スイッチング素子Ｑ１４を下アームとした直列回路（レグ）とが、ブリッジ接続されている。
【００２５】
スイッチング素子Ｑ１１は、ドレイン端子が正極側の入力端子Ｔ１１ａに接続され、ソース端子がスイッチング素子Ｑ１２のドレイン端子に接続されている。スイッチング素子Ｑ１２は、ドレイン端子がスイッチング素子Ｑ１１のソース端子に接続され、ソース端子が負極側の入力端子Ｔ１１ｂに接続されている。スイッチング素子Ｑ１３は、ドレイン端子が正極側の入力端子Ｔ１１ａに接続され、ソース端子がスイッチング素子Ｑ１４のドレイン端子に接続されている。スイッチング素子Ｑ１４は、ドレイン端子がスイッチング素子Ｑ１３のソース端子に接続され、ソース端子が負極側の入力端子Ｔ１１ｂに接続されている。
【００２６】
各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４には、寄生ダイオードが存在している。図２に示す構成においては、スイッチング回路１１の各アームが、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４によって構成される場合を示すが、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４にダイオードが逆並列に接続されていてもよいし、スナバコンデンサが並列に接続されていてもよい。
【００２７】
各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４は、ゲート端子が制御部４に接続されている。スイッチング素子Ｑ１１は、制御部４から駆動信号Ｇ１１が入力され、当該駆動信号Ｇ１１に応じて、導通状態と遮断状態とが切り替わる。スイッチング素子Ｑ１２は、制御部４から駆動信号Ｇ１２が入力され、当該駆動信号Ｇ１２に応じて、導通状態と遮断状態とが切り替わる。スイッチング素子Ｑ１３は、制御部４から駆動信号Ｇ１３が入力され、当該駆動信号Ｇ１３に応じて、導通状態と遮断状態とが切り替わる。スイッチング素子Ｑ１４は、制御部４から駆動信号Ｇ１４が入力され、当該駆動信号Ｇ１４に応じて、導通状態と遮断状態とが切り替わる。各駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１４は、電圧信号であって、たとえば、オン信号とオフ信号とが交互に切り替わる矩形パルス波である。各駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１４がオン信号のとき、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４は導通状態（オン）となり、各駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１４がオフ信号のとき、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４は遮断状態（オフ）となる。各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４が、特許請求の範囲に記載の「第１スイッチング素子」に相当し、各駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１４が、特許請求の範囲に記載の「第１駆動信号」に相当する。
【００２８】
変圧回路１２は、スイッチング回路１１から入力される交流電圧の変圧を行う。変圧回路１２は、変圧した交流電圧を整流回路１３に出力する。変圧回路１２は、図２に示すように、絶縁トランスＴＲ１、共振リアクトルＬｒ１および共振コンデンサＣｒ１を含んでいる。
【００２９】
絶縁トランスＴＲ１は、変圧回路１２の入力側（一次側）と変圧回路１２の出力側（二次側）とを絶縁するとともに、一次側に入力される交流電圧を変圧して、二次側から出力する。絶縁トランスＴＲ１は、図２に示すように、一次巻き線Ｗ１１と２つの二次巻き線Ｗ１２とを含んでいる。絶縁トランスＴＲ１が特許請求の範囲に記載の「第１絶縁トランス」に相当する。
【００３０】
２つの二次巻き線Ｗ１２は、並列に接続されている。２つの二次巻き線Ｗ１２はそれぞれ、２つの二次巻き線Ｗ１２ａ，Ｗ１２ｂをそれぞれ含んでいる。各二次巻き線Ｗ１２は、中間タップが接続されており、当該中間タップにより、二次巻き線Ｗ１２ａ，Ｗ１２ｂに分割されている。各二次巻き線Ｗ１２に接続された中間タップは、出力端子Ｔ１２ｂに接続されている。なお、二次巻き線Ｗ１２ａ，Ｗ１２ｂは、それぞれ異なる巻き線が直列に接続されていてもよい。
【００３１】
一次巻き線Ｗ１１と各二次巻き線Ｗ１２（Ｗ１２ａ，Ｗ１２ｂ）とは、それぞれ磁気的に結合されている。絶縁トランスＴＲ１は、一次巻き線Ｗ１１と各二次巻き線Ｗ１２ａ，Ｗ１２ｂとの巻き数比に応じた変圧を行う。一次巻き線Ｗ１１の巻き数をｎ１１、各二次巻き線Ｗ１２ａ，Ｗ１２ｂの各巻き数をｎ１２とすると、先述の巻き数比は、ｎ１１：ｎ１２である。なお、各二次巻き線Ｗ１２ａ，Ｗ１２ｂの巻き数は同じである。このとき、一次巻き線Ｗ１１に印加される電圧レベルと、各二次巻き線Ｗ１２ａ，Ｗ１２ｂに印加される電圧レベルとの比率（以下、「絶縁トランスＴＲ１の変圧比」という。）は、ｎ１１：ｎ１２である。つまり、各二次巻き線Ｗ１２ａ，Ｗ１２ｂに印加される電圧レベルは、一次巻き線Ｗ１１に印加される電圧レベルのｎ１２／ｎ１１倍である。したがって、絶縁トランスＴＲ１に入力される交流電圧は、ｎ１２／ｎ１１倍に変圧されて、絶縁トランスＴＲ１から出力される。よって、一次巻き線Ｗ１１の巻き数ｎ１１が各二次巻き線Ｗ１２ａ，Ｗ１２ｂの巻き数ｎ１２よりも多いとき、絶縁トランスＴＲ１は降圧し、巻き数ｎ１１が巻き数ｎ１２よりも少ないとき、絶縁トランスＴＲ１は昇圧する。本実施形態において、絶縁トランスＴＲ１は、一次巻き線Ｗ１１の巻き数ｎ１１が各二次巻き線Ｗ１２ａ，Ｗ１２ｂの巻き数ｎ１２よりも多く、入力される電圧を降圧して出力する。
【００３２】
共振リアクトルＬｒ１は、一端がスイッチング素子Ｑ１３とスイッチング素子Ｑ１４との接続点に接続され、他端が一次巻き線Ｗ１１の一端に接続される。共振コンデンサＣｒ１は、一端がスイッチング素子Ｑ１１とスイッチング素子Ｑ１２との接続点に接続され、他端が一次巻き線Ｗ１１の他端に接続される。共振リアクトルＬｒ１と、共振コンデンサＣｒ１と、絶縁トランスＴＲ１の一次巻き線Ｗ１１とによって、ＬＬＣ共振回路を構成する。当該ＬＬＣ共振回路は、共振周波数などを調整して、一次巻き線Ｗ１１と各二次巻き線Ｗ１２との伝送効率の向上を図っている。
【００３３】
整流回路１３は、図２に示すように、２つのスイッチング素子Ｑ１５および２つのスイッチング素子Ｑ１６を含んでいる。整流回路１３は、各スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６のスイッチング動作によって、変圧回路１２から入力される交流電圧を直流電圧に変換（整流）する。なお、各スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６の代わりに整流ダイオードを用いてもよい。整流回路１３は、全波整流型である。整流回路１３によって整流された直流電圧が、第１出力電圧Ｖ１２に相当する。整流回路１３が、特許請求の範囲に記載の「第１整流回路」に相当し、各スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６がそれぞれ、特許請求の範囲に記載の「整流用スイッチング素子」に相当する。
【００３４】
２つのスイッチング素子Ｑ１５および２つのスイッチング素子Ｑ１６はそれぞれ、たとえばＭＯＳＦＥＴからなる。各スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６は、ドレイン端子、ソース端子およびゲート端子を有する。２つのスイッチング素子Ｑ１５および２つのスイッチング素子Ｑ１６の各構成材料は、Ｓｉ、ＳｉＣ、あるいは、ＧａＮなどである。ただし、各スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６のオン抵抗の低減のため、当該構成材料として、Ｓｉよりも、ＳｉＣあるいはＧａＮを用いることが好ましい。当該オン抵抗が小さいほど、各スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６のスイッチング動作時の導通損失を低減できる。特に、各スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６のオン抵抗は、たとえば２００ｍΩ以下であるとよい。
【００３５】
各スイッチング素子Ｑ１５は、図２に示すように、各二次巻き線Ｗ１２ａの一端と出力端子Ｔ１２ａとの間に接続されている。各スイッチング素子Ｑ１５は、各二次巻き線Ｗ１２ｂの一端と出力端子Ｔ１２ｂとの間に接続されている。
【００３６】
各スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６は、ゲート端子が制御部４に接続されている。各スイッチング素子Ｑ１５は、制御部４から各駆動信号Ｇ１５が入力され、当該駆動信号Ｇ１５に応じて、導通状態と遮断状態とが切り替わる。各スイッチング素子Ｑ１６は、制御部４から各駆動信号Ｇ１６が入力され、当該駆動信号Ｇ１６に応じて、導通状態と遮断状態とが切り替わる。各駆動信号Ｇ１５，Ｇ１６は、電圧信号であって、たとえばオン信号とオフ信号とが交互に切り替わる矩形パルス波である。各駆動信号Ｇ１５，Ｇ１６がオン信号のとき、各スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６は導通状態（オン）となり、各駆動信号Ｇ１５，Ｇ１６がオフ信号のとき、各スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６は遮断状態（オフ）となる。
【００３７】
第１変換部１は、上記のように構成され、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４のスイッチング動作および絶縁トランスＴＲ１によって、第１入力電圧Ｖ１１を所定の電圧レベルの第１出力電圧Ｖ１２に変換する。また、第１変換部１は、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４のスイッチング動作によって、スイッチング回路１１がフルブリッジインバータとして動作する状態と、スイッチング回路１１がハーフブリッジインバータとして動作する状態とで切り替わる。以下において、フルブリッジインバータとして動作する状態を「フルブリッジ動作」といい、ハーフブリッジインバータとして動作する状態を「ハーフブリッジ動作」という。フルブリッジ動作およびハーフブリッジ動作についての詳細は後述する。
【００３８】
次に、図３を参照して、第２変換部２の詳細な構成について説明する。第２変換部２は、たとえば絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータで構成される。第２変換部２は、第２入力電圧Ｖ２１を第２出力電圧Ｖ２２に変換する。電源装置Ａ１においては、第２変換部２は、第２入力電圧Ｖ２１を第２出力電圧Ｖ２２に降圧する。よって、第２出力電圧Ｖ２２の電圧レベルは、第２入力電圧Ｖ２１の電圧レベルよりも小さい。
【００３９】
第２変換部２は、第１変換部１と同様に構成されている。第２変換部２は、図３に示すように、一対の入力端子Ｔ２１ａ，Ｔ２１ｂ、一対の出力端子Ｔ２２ａ，Ｔ２２ｂ、入力コンデンサＣ２１、出力コンデンサＣ２２、スイッチング回路２１、変圧回路２２および整流回路２３を含んでいる。これらは、第１変換部１における一対の入力端子Ｔ１１ａ，Ｔ１１ｂ、一対の出力端子Ｔ１２ａ，Ｔ１２ｂ、入力コンデンサＣ１１、出力コンデンサＣ１２、スイッチング回路１１、変圧回路１２および整流回路１３とそれぞれ同様に構成されている。入力端子Ｔ２１ａは、入力端子Ｔ１１ｂに接続される。入力コンデンサＣ２１が、特許請求の範囲に記載の「第２入力コンデンサ」に相当する。
【００４０】
スイッチング回路２１は、図３に示すように、４つのスイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４を含んでいる。各スイッチング素子Ｑ２１〜２４は、第１変換部１の各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４に対応する。各スイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４は、制御部４から各駆動信号Ｇ２１〜Ｇ２４が入力され、当該各駆動信号Ｇ２１〜Ｇ２４に応じて、スイッチング動作を行う。スイッチング回路２１が、特許請求の範囲に記載の「第２スイッチング回路」に相当する。また、各スイッチング素子Ｑ２１〜２４が、特許請求の範囲に記載の「第２スイッチング素子」に相当し、各駆動信号Ｇ２１〜Ｇ２４が、特許請求の範囲に記載の「第２駆動信号」に相当する。
【００４１】
変圧回路２２は、図３に示すように、絶縁トランスＴＲ２、共振リアクトルＬｒ２および共振コンデンサＣｒ２を含んでいる。絶縁トランスＴＲ２、共振リアクトルＬｒ２および共振コンデンサＣｒ２はそれぞれ、第１変換部１の絶縁トランスＴＲ１、共振リアクトルＬｒ１および共振コンデンサＣｒ１にそれぞれ対応する。また、絶縁トランスＴＲ２は一次巻き線Ｗ２１および２つの二次巻き線Ｗ２２を含んでいる。一次巻き線Ｗ２１は、絶縁トランスＴＲ１の一次巻き線Ｗ１１に対応し、各二次巻き線Ｗ２２（Ｗ２２ａ，Ｗ２２ｂ）は、絶縁トランスＴＲ１の各二次巻き線Ｗ１２（Ｗ１２ａ，Ｗ１２ｂ）にそれぞれ対応する。なお、絶縁トランスＴＲ１の変圧比と、絶縁トランスＴＲ２の変圧比とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。電源装置Ａ１においては、絶縁トランスＴＲ２の変圧比は、絶縁トランスＴＲ１の変圧比よりも大きい。本実施形態において、絶縁トランスＴＲ２は、一次巻き線Ｗ２１の巻き数ｎ２１が各二次巻き線Ｗ２２ａ，Ｗ２２ｂの巻き数ｎ２２よりも多く、入力される電圧を降圧して出力する。絶縁トランスＴＲ２が、特許請求の範囲に記載の「第２絶縁トランス」に相当する。
【００４２】
整流回路２３は、図３に示すように、複数のスイッチング素子Ｑ２５，Ｑ２６を含んでいる。各スイッチング素子Ｑ２５は、各スイッチング素子Ｑ１５に対応し、各スイッチング素子Ｑ２６は、各スイッチング素子Ｑ１６にそれぞれ対応する。各スイッチング素子Ｑ２５，Ｑ２６は、制御部４から各駆動信号Ｇ２５，Ｇ２６が入力され、当該各駆動信号Ｇ２５，Ｇ２６に応じて、スイッチング動作を行う。整流回路２３が、特許請求の範囲に記載の「第２整流回路」に相当し、各スイッチング素子Ｑ２５，Ｑ２６がそれぞれ、特許請求の範囲に記載の「整流用スイッチング素子」に相当する。
【００４３】
第２変換部２は、各スイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４のスイッチング動作および絶縁トランスＴＲ２によって、第２入力電圧Ｖ２１を所定の電圧レベルの第２出力電圧Ｖ２２に変換する。また、第２変換部２は、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４のスイッチング動作によって、第１変換部１と同様に、スイッチング回路２１がフルブリッジ動作する状態と、スイッチング回路２１がハーフブリッジ動作する状態とで、切り替わる。
【００４４】
次に、図４を参照して、補助変換部３の詳細な構成について説明する。図４は、補助変換部３の回路構成を示している。なお、図４に示す回路構成は一例である。補助変換部３は、たとえば非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータで構成される。補助変換部３は、補助入力電圧Ｖ３１を補助出力電圧Ｖ３２に変換する。電源装置Ａ１においては、補助変換部３は、補助入力電圧Ｖ３１を補助出力電圧Ｖ３２に降圧する。よって、補助出力電圧Ｖ３２の電圧レベルは、補助入力電圧Ｖ３１の電圧レベルよりも小さい。
【００４５】
補助変換部３は、図４に示すように、一対の入力端子Ｔ３１ａ，Ｔ３１ｂ、一対の出力端子Ｔ３２ａ，Ｔ３２ｂ、入力コンデンサＣ３１、出力コンデンサＣ３２、スイッチング回路３１およびリアクトルＬｒ３１を含んでいる。
【００４６】
一対の入力端子Ｔ３１ａ，Ｔ３１ｂ間には、補助入力電圧Ｖ３１が印加される。補助入力電圧Ｖ３１は直流電圧である。入力端子Ｔ３１ａは、正極側の端子であり、入力端子Ｔ３１ｂは、負極側の端子である。入力端子Ｔ３１ａは、入力端子Ｔ２１ｂに接続され、入力端子Ｔ３１ｂは、負極側の入力端子Ｔｉｎに接続される。また、一対の出力端子Ｔ３２ａ，Ｔ３２ｂ間には、補助出力電圧Ｖ３２が印加される。補助出力電圧Ｖ３２は直流電圧である、出力端子Ｔ３２ａは、正極側の端子であり、出力端子Ｔ３２ｂは、負極側の端子である。
【００４７】
入力コンデンサＣ３１は、図４に示すように、スイッチング回路３１と、一対の入力端子Ｔ３１ａ，Ｔ３１ｂとの間に配置される。入力コンデンサＣ３１は、一端が正極側の入力端子Ｔ３１ａに接続され、他端が負極側の入力端子Ｔ３１ｂに接続されている。入力コンデンサＣ３１は、直流電源Ｐからの電源電圧Ｖｉｎを分圧し、補助入力電圧Ｖ３１を発生させる。入力コンデンサＣ３１は、補助入力電圧Ｖ３１を安定させる。入力コンデンサＣ３１が、特許請求の範囲に記載の「補助入力コンデンサ」に相当する。
【００４８】
出力コンデンサＣ３２は、図４に示すように、一端が正極側の出力端子Ｔ３２ａに接続され、他端が負極側の出力端子Ｔ３２ｂに接続されている。出力コンデンサＣ３２は、補助出力電圧Ｖ３２を安定させる。
【００４９】
スイッチング回路３１は、図４に示すように、２つのスイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２を含んでいる。
【００５０】
２つのスイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２はそれぞれ、たとえばＭＯＳＦＥＴからなる。各スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２は、ドレイン端子、ソース端子およびゲート端子を有する。各スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２の構成材料は、Ｓｉ、ＳｉＣ、あるいは、ＧａＮなどである。ただし、各スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２のオン抵抗の低減のため、当該構成材料として、Ｓｉよりも、ＳｉＣあるいはＧａＮを用いることが好ましい。当該オン抵抗が小さいほど、各スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２の導通損失を低減できる。
【００５１】
スイッチング素子Ｑ３１とスイッチング素子Ｑ３２とは、図４に示すように、直列に接続されている。スイッチング素子Ｑ３１のドレイン端子は、正極側の入力端子Ｔ３１ａに接続され、スイッチング素子Ｑ３１のソース端子とスイッチング素子Ｑ３２のドレイン端子とが接続され、スイッチング素子Ｑ３２のソース端子は、負極側の入力端子Ｔ３１ｂに接続されている。
【００５２】
各スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２は、ゲート端子が制御部４に接続されている。スイッチング素子Ｑ３１は、制御部４から駆動信号Ｇ３１が入力され、当該駆動信号Ｇ３１に応じて、導通状態と遮断状態とが切り替わる。スイッチング素子Ｑ３２は、制御部４から駆動信号Ｇ３２がそれぞれ入力され、当該駆動信号Ｇ３２に応じて、導通状態と遮断状態とが切り替わる。各駆動信号Ｇ３１，Ｇ３２は、電圧信号であって、たとえばオン信号とオフ信号とが交互に切り替わる矩形パルス波である。各駆動信号Ｇ３１，Ｇ３２がオン信号のとき、各スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２は導通状態（オン）となり、各駆動信号Ｇ３１，Ｇ３２がオフ信号のとき、各スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２は遮断状態（オフ）となる。各スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２が、特許請求の範囲に記載の「補助スイッチング素子」に相当し、各駆動信号Ｇ３１，Ｇ３２が、特許請求の範囲に記載の「補助駆動信号」に相当する。
【００５３】
スイッチング回路３１の構成は、上記した構成に限定されない。たとえば、スイッチング素子Ｑ３２にダイオード（たとえばショットキーバリアダイオード）が逆並列に接続されていてもよい。具体的には、スイッチング素子Ｑ３２のドレイン端子に当該ダイオードのカソード端子が接続され、スイッチング素子Ｑ３２のソース端子に当該ダイオードのアノード端子が接続される。当該ダイオードは、たとえば、デッドタイム中の導通損失低減のため、あるいは、ブートストラップ使用時の電圧変動抑制のために用いられる。また、スイッチング回路３１は、１つのスイッチング素子Ｑ３２ではなく、互いに並列に接続された複数のスイッチング素子Ｑ３２を含んでいてもよい。この場合、各スイッチング素子Ｑ３２に流れる電流量を少なくできるため、スイッチング回路３１（補助変換部３）における導通損失を低減できる。なお、スイッチング素子Ｑ３１においても同様に、１つではなく複数含んでいてもよい。
【００５４】
リアクトルＬｒ３１は、図４に示すように、一端がスイッチング素子Ｑ３１とスイッチング素子Ｑ３２との接続点に接続されており、他端が正極側の出力端子Ｔ３２ａに接続されている。
【００５５】
補助変換部３は、上記のように構成され、各スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２のスイッチング動作によって、補助入力電圧Ｖ３１を所定の電圧レベルの補助出力電圧Ｖ３２に変換する。
【００５６】
制御部４は、第１変換部１、第２変換部２および補助変換部３をそれぞれ制御する。制御部４は、たとえばＣＰＵやメモリなどを含む集積回路（ＩＣ）によって構成される。
【００５７】
制御部４は、複数の駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１６を生成し、これらを第１変換部１に入力することで、第１変換部１を制御する。具体的には、制御部４は、各駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１６を生成し、生成した各駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１６を各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６にそれぞれ入力する。これにより、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のスイッチング動作を制御する。本実施形態においては、制御部４は、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４のスイッチング動作をソフトスイッチングによって制御している。当該ソフトスイッチングは、ＺＶＳ（Zero Voltage Switching）であってもよいしＺＣＳ（Zero Current Switching）であってもよい。各駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１６は、電圧信号であり、オン信号とオフ信号とが交互に切り替わる矩形パルス波である。各駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１６は、デューティ比が固定（たとえば５０％）であり、周波数も固定である。
【００５８】
制御部４は、複数の駆動信号Ｇ２１〜Ｇ２６を生成し、これらを第２変換部２に入力することで、第２変換部２を制御する。具体的には、制御部４は、各駆動信号Ｇ２１〜Ｇ２６を生成し、生成した各駆動信号Ｇ２１〜Ｇ２６をスイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２６にそれぞれ入力する。これにより、各スイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２６のスイッチング動作を制御する。本実施形態においては、制御部４は、各スイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４のスイッチング動作をソフトスイッチングによって制御している。当該ソフトスイッチングは、ＺＶＳであってもよいしＺＣＳであってもよい。各駆動信号Ｇ２１〜Ｇ２６は、電圧信号であり、オン信号とオフ信号とが交互に切り替わる矩形パルス波である。各駆動信号Ｇ２１〜Ｇ２６は、デューティ比が固定（たとえば５０％）であり、周波数も固定である。
【００５９】
制御部４は、複数の駆動信号Ｇ３１，Ｇ３２を生成し、これらを補助変換部３に入力することで、補助変換部３を制御する。具体的には、制御部４は、各駆動信号Ｇ３１，Ｇ３２を生成し、生成した各駆動信号Ｇ３１，Ｇ３２をスイッチング素子Ｑ３１，Ｇ３２にそれぞれ入力する。これにより、各スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２のスイッチング動作を制御する。本実施形態においては、制御部４は、各スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２のスイッチング動作をハードスイッチングによって制御している。各駆動信号Ｇ３１，Ｇ３２は、電圧信号であり、オン信号とオフ信号とが交互に切り替わる矩形パルス波である。駆動信号Ｇ３１と駆動信号Ｇ３２とは、互いに反転した信号である。各駆動信号Ｇ３１，Ｇ３２は、デューティ比が可変である。当該デューティ比は、補助変換部３の変圧比に応じて、適宜設定される。たとえば、駆動信号Ｇ３１のデューティ比を大きくすると変圧比（降圧比）が小さくなり、駆動信号Ｇ３１のデューティ比を小さくすると変圧比（降圧比）が大きくなる。
【００６０】
次に、図５および図６を参照して、電源装置Ａ１の各電子部品の実装例について説明する。図５および図６は、電源装置Ａ１を回路基板ＣＢ１に実装した際の部品レイアウト図である。図５は、回路基板ＣＢ１の第１面側を示しており、図６は、回路基板ＣＢ１の第２面側を示している。なお、第１面および第２面は、回路基板ＣＢ１の厚さ方向において、離間しており、第１面は厚さ方向一方側を向き、第２面は厚さ方向他方側を向く。図５および図６においては、電源装置Ａ１の一部の電子部品のみを図示し、それ以外の電子部品については省略する。
【００６１】
回路基板ＣＢ１は、たとえば両面基板あるいは多層基板のプリント基板である。回路基板ＣＢ１は、図５および図６に示すように平面視矩形状である。なお、回路基板ＣＢ１の平面視形状は、矩形に限定されず、正方形、多角形、円形、あるいは、楕円形など種々な形をとりうる。以下において、回路基板ＣＢ１の長辺が伸びる方向を長手方向、回路基板ＣＢ１の短辺が伸びる方向を短手方向という。回路基板ＣＢ１は、配線パターンが形成されている。配線パターンの図示は省略する。当該配線パターンによって、回路基板ＣＢ１に実装された複数の電子部品が、図１〜図４に示す回路構成となるように、接続されている。
【００６２】
図５に示すように、絶縁トランスＴＲ１が、回路基板ＣＢ１の第１面の略中央に配置されている。また、図６に示すように、絶縁トランスＴＲ２が、回路基板ＣＢ１の第２面の略中央に配置されている。第１変換部１の一次側の各電子部品と、第２変換部２の一次側の各電子部品とは、絶縁トランスＴＲ１，ＴＲ２に対して、長手方向の一方側に配置され、第１変換部１の二次側の各電子部品と、第２変換部２の二次側の各電子部品とは、絶縁トランスＴＲ１，ＴＲ２に対して、長手方向の他方側に配置されている。長手方向において、絶縁トランスＴＲ１，ＴＲ２を挟んで、第１変換部１の一次側の各電子部品と、第１変換部１の二次側の各電子部品とが、反対側に配置され、かつ、第２変換部２の一次側の各電子部品と、第２変換部２の二次側の各電子部品とが、反対側に配置されている。
【００６３】
４つのスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４と４つのスイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４とはそれぞれ、図５に示すようにマトリクス状に配置されている。なお、これらがそれぞれ、マトリクス状に配置されていなくてもよい。また、４つのスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４および４つのスイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４は、図５に示すように、長手方向において、絶縁トランスＴＲ１の横に、それぞれ固まって配置されている。４つのスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４および４つのスイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４は、短手方向において、この順で並んでいる。
【００６４】
スイッチング素子Ｑ３１は、図６に示すように、長手方向において、入力コンデンサＣ３１と絶縁トランスＴＲ２との間に配置されている。スイッチング素子Ｑ３２は、図５に示すように、長手方向において、絶縁トランスＴＲ１の横に、配置されている。スイッチング素子Ｑ３２は、短手方向において、４つのスイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４の一方側（４つのスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４が配置された側と反対側）に配置されている。リアクトルＬｒ３１は、図６に示すように、長手方向において、入力コンデンサＣ３１と絶縁トランスＴＲ２との間に配置されている。図６においては、リアクトルＬｒ３１とスイッチング素子Ｑ３１とは、短手方向に並んでいるが、これらが長手方向に並んでいてもよい。
【００６５】
２つのスイッチング素子Ｑ１５および２つのスイッチング素子Ｑ１６は、図５に示すように、絶縁トランスＴＲ１の横に配置されている。２つのスイッチング素子Ｑ１５と２つのスイッチング素子Ｑ１６とは、短手方向に並んでいる。また、２つのスイッチング素子Ｑ２５と２つのスイッチング素子Ｑ２６とは、図６に示すように、絶縁トランスＴＲ２の横に配置されている。２つのスイッチング素子Ｑ２５と２つのスイッチング素子Ｑ２６とは、短手方向に並んでいる。
【００６６】
図５および図６に示すように、各スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６，Ｑ２５，Ｑ２６は、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４，Ｑ２１〜Ｑ２４，Ｑ３１，Ｑ３２よりも大きい。電源装置Ａ１において、各絶縁トランスＴＲ１，ＴＲ２の二次側は、各絶縁トランスＴＲ１，ＴＲ２の一次側よりも、相対的に大電流である。そのため、各スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６，Ｑ２５，Ｑ２６として、大電流にも耐えうる電子部品を用いたことで、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４，Ｑ２１〜Ｑ２４，Ｑ３１，Ｑ３２よりも大きい。なお、各スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６，Ｑ２５，Ｑ２６が、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４，Ｑ２１〜Ｑ２４，Ｑ３１，Ｑ３２よりも小さくてもよいし、同じであってもよい。
【００６７】
入力コンデンサＣ１１は、図５に示すように、長手方向において、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４の一方側（絶縁トランスＴＲ１が配置された側と反対側）に配置されている。入力コンデンサＣ２１は、長手方向において、各スイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４の一方側（絶縁トランスＴＲ１が配置された側と反対側）に配置されている。
【００６８】
図５および図６に示すように、入力コンデンサＣ３１は、２つの電子部品で構成されている。図４に示す回路構成の入力コンデンサＣ３１は、当該２つの電子部品の合成容量として図示している。一方の入力コンデンサＣ３１は、回路基板ＣＢ１の第１面に配置され、他方の入力コンデンサＣ３１は、回路基板ＣＢ１の第２面に配置されている。回路基板ＣＢ１の第１面に配置された入力コンデンサＣ３１は、図５に示すように、長手方向において、スイッチング素子Ｑ３２の一方側（絶縁トランスＴＲ１が配置された側と反対側）に配置されている。回路基板ＣＢ１の第２面に配置された入力コンデンサＣ３１は、図６に示すように、長手方向において、スイッチング素子Ｑ３１およびリアクトルＬｒ３１の一方側（絶縁トランスＴＲ２が配置された側と反対側）に配置されている。
【００６９】
制御部４（ＩＣ）は、図６に示すように、長手方向において、絶縁トランスＴＲ２の隣に配置され、かつ、短手方向において、入力コンデンサＣ３１およびスイッチング素子Ｑ３１の隣に配置されている。
【００７０】
図５に示すように、出力コンデンサＣ１２は、２つの電子部品で構成されている。図２に示す回路構成の出力コンデンサＣ１２は、当該２つの電子部品の合成容量として図示している。２つの出力コンデンサＣ１２はともに、回路基板ＣＢ１の第１面に配置されている。２つの出力コンデンサＣ１２はともに、長手方向において、各スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６の一方側（絶縁トランスＴＲ１が配置された側と反対側）に配置されている。２つの出力コンデンサＣ１２は、短手方向に並んでいる。
【００７１】
図６に示すように、出力コンデンサＣ２２は、２つの電子部品で構成されている。図３に示す回路構成の出力コンデンサＣ２２は、当該２つの電子部品の合成容量として図示している。２つの出力コンデンサＣ２２はともに、回路基板ＣＢ１の第２面に配置されている。２つの出力コンデンサＣ２２はともに、長手方向において、各スイッチング素子Ｑ２５，Ｑ２６の一方側（絶縁トランスＴＲ２が配置された側と反対側）に配置されている。２つの出力コンデンサＣ２２は、短手方向に並んでいる。
【００７２】
図５に示すように、出力コンデンサＣ３２は、短手方向において、２つの出力コンデンサＣ１２の隣に配置されている。出力コンデンサＣ３２はともに、長手方向において、各スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６の一方側（絶縁トランスＴＲ１が配置された側と反対側）に配置されている。
【００７３】
図５および図６に示す部品レイアウトは一例であって、複数の電子部品の配置、大きさおよび数は、図示された構成に限定されない。たとえば、リアクトルＬｒ３１と２つのスイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２とをすべて、回路基板ＣＢ１の第１面あるいは第２面のいずれか一方に配置してもよい。また、リアクトルＬｒ３１と２つのスイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２とをすべて、長手方向において、絶縁トランスＴＲ１，ＴＲ２よりも、出力コンデンサＣ３２と同じ側に配置してもよい。このように、リアクトルＬｒ３１と２つのスイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２とをすべて、出力コンデンサＣ３２と同じ側に配置して、出力コンデンサＣ３２に近づけることで、大電流が流れる経路になる配線部の抵抗を小さくできるので、導通損失を低減できる。
【００７４】
次に、図７〜図１２を参照して、第１変換部１の動作について説明する。
【００７５】
第１変換部１において、スイッチング回路１１は、フルブリッジ動作する場合と、ハーフブリッジ動作する場合とがある。フルブリッジ動作とハーフブリッジ動作とは、制御部４から入力される各駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１４によって、適宜切り替えられる。
【００７６】
まず、図７〜図９を参照して、スイッチング回路１１がフルブリッジ動作する場合について、説明する。図７は、スイッチング回路１１がフルブリッジ動作する場合の各駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１６の波形図である。図７（ａ）は駆動信号Ｇ１１を示している。図７（ｂ）は駆動信号Ｇ１２を示している。図７（ｃ）は駆動信号Ｇ１３を示している。図７（ｄ）は駆動信号Ｇ１４を示している。図７（ｅ）は駆動信号Ｇ１５を示している。図７（ｆ）は駆動信号Ｇ１６を示している。
【００７７】
制御部４は、スイッチング回路１１をフルブリッジ動作させるとき、図７（ａ）〜図７（ｄ）にそれぞれ示す各駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１４を生成し、生成した各駆動信号Ｇ１１〜，Ｇ１４を各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４に入力する。各駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１４はそれぞれ、所定周波数の矩形パルス波であり、デューティ比が約５０％である。駆動信号Ｇ１１，Ｇ１４と駆動信号Ｇ１２，Ｇ１３とは、互いに反転した信号である。駆動信号Ｇ１１，Ｇ１４がオン信号のとき、駆動信号Ｇ１２，Ｇ１３がオフ信号となり、反対に、駆動信号Ｇ１１，Ｇ１４がオフ信号のとき、駆動信号Ｇ１２，Ｇ１３がオン信号となる。
【００７８】
制御部４は、図７（ａ）〜図７（ｄ）に示す各駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１４を、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４に入力することで、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１４がオンであり、かつ、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１３がオフである期間（期間Ｐ１）と、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１４がオフであり、かつ、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１３がオンである期間（期間Ｐ２）とを、交互に切り替える。なお、貫通電流の発生を防止するために、期間Ｐ１と期間Ｐ２との間に、デッドタイム期間を設けてもよい。当該デッドタイム期間は、複数のスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４をすべてオフにする（複数の駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１４をすべてオフ信号にする）期間である。
【００７９】
図８および図９は、スイッチング回路１１がフルブリッジ動作するときの電流経路を示している。図８は、期間Ｐ１のときの電流経路を示しており、図９は、期間Ｐ２のときの電流経路を示している。
【００８０】
期間Ｐ１においては、つまり、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１４がオンであり、かつ、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１３がオフである期間においては、図８に示すように、絶縁トランスＴＲ１の一次側において、入力端子Ｔ１１ａ→スイッチング素子Ｑ１１→共振コンデンサＣｒ１→一次巻き線Ｗ１１→共振リアクトルＬｒ１→スイッチング素子Ｑ１４→入力端子Ｔ１１ｂの経路で電流が流れる。この電流により、絶縁トランスＴＲ１の二次側において、各二次巻き線Ｗ１２ｂに誘導起電力が発生し、図８に示すように、各二次巻き線Ｗ１２ｂからスイッチング素子Ｑ１６を介して、出力コンデンサＣ１２に電流が流れ、出力コンデンサＣ１２が充電される。出力コンデンサＣ１２の両端電圧は、第１出力電圧Ｖ１２であり、負荷ＬＯに供給される。なお、期間Ｐ１においては、スイッチング素子Ｑ１５がオフとなり、スイッチング素子Ｑ１６がオンとなるように、制御部４は、オフ信号の駆動信号Ｇ１５をスイッチング素子Ｑ１５に入力し、オン信号の駆動信号Ｇ１６をスイッチング素子Ｑ１６に入力する（図７（ｅ）および図７（ｆ）参照）。
【００８１】
一方、期間Ｐ２においては、つまり、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１４がオフであり、かつ、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１３がオンである期間においては、図９に示すように、絶縁トランスＴＲ１の一次側において、入力端子Ｔ１１ａ→スイッチング素子Ｑ１３→共振リアクトルＬｒ１→一次巻き線Ｗ１１→共振コンデンサＣｒ１→スイッチング素子Ｑ１２→入力端子Ｔ１１ｂの経路で電流が流れる。この電流により、絶縁トランスＴＲ１の二次側において、各二次巻き線Ｗ１２ａに誘導起電力が発生し、図９に示すように、各二次巻き線Ｗ１２ａからスイッチング素子Ｑ１５を介して、出力コンデンサＣ１２に電流が流れ、出力コンデンサＣ１２が充電される。先述のとおり、出力コンデンサＣ１２の両端電圧は、第１出力電圧Ｖ１２であり、負荷ＬＯに供給される。なお、期間Ｐ２においては、スイッチング素子Ｑ１５がオンとなり、スイッチング素子Ｑ１６がオフとなるように、制御部４は、オン信号の駆動信号Ｇ１５をスイッチング素子Ｑ１５に入力し、オフ信号の駆動信号Ｇ１６をスイッチング素子Ｑ１６に入力する（図７（ｅ）および図７（ｆ）参照）。
【００８２】
スイッチング回路１１は、上記のようにフルブリッジ動作することで、入力される直流電圧を交流電圧に変換している。このとき、スイッチング回路１１から出力される電圧の電圧レベルは、スイッチング回路１１に入力される電圧の電圧レベルと略同じである。したがって、スイッチング回路１１がフルブリッジ動作する場合、第１出力電圧Ｖ１２は、絶縁トランスＴＲ１の変圧比（ｎ１１：ｎ１２）と第１入力電圧Ｖ１１とを用いて、Ｖ１２＝（ｎ１２／ｎ１１）×Ｖ１１となる。つまり、第１入力電圧Ｖ１１と第１出力電圧Ｖ１２との比率は、ｎ１１：ｎ１２である。なお、第１入力電圧Ｖ１１と第１出力電圧Ｖ１２との比率を、「第１変換部１の変圧比」という。
【００８３】
次いで、図１０〜図１２を参照して、スイッチング回路１１がハーフブリッジ動作する場合について、説明する。図１０は、スイッチング回路１１がハーフブリッジ動作する場合の各駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１６の波形図である。図１０（ａ）は駆動信号Ｇ１１を示している。図１０（ｂ）は駆動信号Ｇ１２を示している。図１０（ｃ）は駆動信号Ｇ１３を示している。図１０（ｄ）は駆動信号Ｇ１４を示している。図１０（ｅ）は駆動信号Ｇ１５を示している。図１０（ｆ）は駆動信号Ｇ１６を示している。
【００８４】
制御部４は、スイッチング回路１１をハーフブリッジ動作させるとき、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）にそれぞれ示す駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１４を生成し、生成した各駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１４を各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４に入力する。各駆動信号Ｇ１１，Ｇ１２はそれぞれ、所定周波数の矩形パルス波であり、デューティ比が約５０％である。駆動信号Ｇ１１と駆動信号Ｇ１２とは、互いに反転した信号である。駆動信号Ｇ１１がオン信号のとき、駆動信号Ｇ１２がオフ信号となり、反対に、駆動信号Ｇ１１がオフ信号のとき、駆動信号Ｇ１２がオン信号となる。また、駆動信号Ｇ１３は、常時オフ信号であり、駆動信号Ｇ１４は、常時オン信号である。なお、駆動信号Ｇ１３を常時オン信号にし、駆動信号Ｇ１４を常時オフ信号にしてもよい。
【００８５】
制御部４は、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）に示す各駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１４を、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４に入力することで、スイッチング素子Ｑ１３が常時オフであり、かつ、スイッチング素子Ｑ１４が常時オンである状態を維持したまま、スイッチング素子Ｑ１１がオンであり、かつ、スイッチング素子Ｑ１２がオフである期間（期間Ｐ３）と、スイッチング素子Ｑ１１がオフであり、かつ、スイッチング素子Ｑ１２がオンである期間（期間Ｐ４）とを、交互に切り替える。なお、貫通電流の発生を防止するために、期間Ｐ３と期間Ｐ４との間に、デッドタイム期間を設けてもよい。当該デッドタイム期間は、複数のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２をすべてオフにする（複数の駆動信号Ｇ１１，Ｇ１２をすべてオフ信号にする）期間である。
【００８６】
図１１および図１２は、スイッチング回路１１がハーフブリッジ動作するときの電流経路を示している。図１１は、期間Ｐ３のときの電流経路を示しており、図１２は、期間Ｐ４の時の電流経路を示している。
【００８７】
期間Ｐ３においては、つまり、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１４がオンであり、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１３がオフである期間においては、図１１に示すように、絶縁トランスＴＲ１の一次側において、入力端子Ｔ１１ａ→スイッチング素子Ｑ１１→共振コンデンサＣｒ１→一次巻き線Ｗ１１→共振リアクトルＬｒ１→スイッチング素子Ｑ１４→入力端子Ｔ１１ｂの経路で電流が流れる。この電流により、絶縁トランスＴＲ１の二次側において、図１１に示すように、各二次巻き線Ｗ１２ｂに誘導起電力が発生し、各二次巻き線Ｗ１２ｂからスイッチング素子Ｑ１６を介して、出力コンデンサＣ１２に電流が流れ、出力コンデンサＣ１２が充電される。つまり、フルブリッジ動作時の期間Ｐ１と同じ電流経路となる。出力コンデンサＣ１２の両端電圧は、第１出力電圧Ｖ１２であり、負荷ＬＯに供給される。なお、期間Ｐ３においては、スイッチング素子Ｑ１５がオフとなり、スイッチング素子Ｑ１６がオンとなるように、制御部４は、オフ信号の駆動信号Ｇ１５をスイッチング素子Ｑ１５に入力し、オン信号の駆動信号Ｇ１６をスイッチング素子Ｑ１６に入力する（図１０（ｅ）および図１０（ｆ）参照）。
【００８８】
一方、期間Ｐ４においては、つまり、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４がオンであり、かつ、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３がオフである期間においては、共振コンデンサＣｒ１に蓄積された電力が放出されて、図１２に示すように、絶縁トランスＴＲ１の一次側において、共振コンデンサＣｒ１→スイッチング素子Ｑ１２→スイッチング素子Ｑ１４→共振リアクトルＬｒ１→一次巻き線Ｗ１１→共振コンデンサＣｒ１の経路で電流が流れる。この電流により、絶縁トランスＴＲ１の二次側において、各二次巻き線Ｗ１２ａに誘導起電力が発生し、図１２に示すように、各二次巻き線Ｗ１２ａからスイッチング素子Ｑ１５を介して、出力コンデンサＣ１２に電流が流れ、出力コンデンサＣ１２が充電される。先述のとおり、出力コンデンサＣ１２の両端電圧は、第１出力電圧Ｖ１２であり負荷ＬＯに供給される。なお、期間Ｐ４においては、スイッチング素子Ｑ１５がオンとなり、スイッチング素子Ｑ１６がオフとなるように、制御部４は、オン信号の駆動信号Ｇ１５をスイッチング素子Ｑ１５に入力し、オフ信号の駆動信号Ｇ１６をスイッチング素子Ｑ１６に入力する（図１０（ｅ）および図１０（ｆ）参照）。
【００８９】
スイッチング回路１１は、上記のようにハーフブリッジ動作することで、入力される直流電圧を交流電圧に変換している。このとき、スイッチング回路１１から出力される電圧の電圧レベルは、スイッチング回路１１に入力される電圧の電圧レベルのおよそ半分（１／２倍）となる。したがって、スイッチング回路１１がハーフブリッジ動作する場合、第１出力電圧Ｖ１２は、絶縁トランスＴＲ１の変圧比（ｎ１１：ｎ１２）と第１入力電圧Ｖ１１とを用いて、Ｖ１２＝（ｎ１２／ｎ１１）×（Ｖ１１／２）となる。つまり、第１入力電圧Ｖ１１と第１出力電圧Ｖ１２との比率（第１変換部１の変圧比）は、２×ｎ１１：ｎ１２である。
【００９０】
以上のように、スイッチング回路１１は、制御部４によって、フルブリッジ動作とハーフブリッジ動作とが切り替わる。このとき、先述のとおり、スイッチング回路１１がフルブリッジ動作する場合と、スイッチング回路１１がハーフブリッジ動作する場合とで、第１変換部１の変圧比が変わる。スイッチング回路１１がフルブリッジ動作することで、第１変換部１が第１変圧比で変圧を行う第１変圧状態となり、スイッチング回路１１がハーフブリッジ動作することで、第１変換部１が第２変圧比で変圧を行う第２変圧状態となる。よって、電源装置Ａ１では、第２変圧比は第１変圧比よりも大きい。
【００９１】
第２変換部２は、第１変換部１と同じ動作原理で動作する。よって、第２変換部２の詳細な動作の説明は、省略する。
【００９２】
第２変換部２は、第１変換部１と同様に、スイッチング回路２１は、制御部４によって、フルブリッジ動作とハーフブリッジ動作とが切り替わる。このとき、スイッチング回路２１がフルブリッジ動作する場合と、スイッチング回路２１がハーフブリッジ動作する場合とで、第２変換部２の変圧比が変わる。スイッチング回路２１がフルブリッジ動作することで、第２変換部２が第３変圧比で変圧を行う第３変圧状態となり、スイッチング回路２１がハーフブリッジ動作することで、第２変換部２が第４変圧比で変圧を行う第４変圧状態となる。よって、電源装置Ａ１では、第４変圧比は第３変圧比よりも大きい。
【００９３】
次に、図１３および図１４を参照して、補助変換部３の動作について説明する。補助変換部３において、スイッチング回路３１は、制御部４から入力される各駆動信号Ｇ３１，Ｇ３２によって、スイッチング素子Ｑ３１がオンであり、かつ、スイッチング素子Ｑ３２がオフである期間（第１期間）と、スイッチング素子Ｑ３１がオフであり、かつ、スイッチング素子Ｑ３２がオンである期間（第２期間）とを、交互に切り替える。なお、貫通電流の発生を防止するために、第１期間と第２期間との間に、デッドタイム期間を設けてもよい。当該デッドタイム期間は、２つのスイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２をすべてオフにする（複数の駆動信号Ｇ３１，Ｇ３２をすべてオフ信号にする）期間である。
【００９４】
図１３は、第１期間のときの電流経路を示しており、図１４は、第２期間のときの電流経路を示している。
【００９５】
第１期間においては、つまり、スイッチング素子Ｑ３１がオンであり、かつ、スイッチング素子Ｑ３２がオフである期間においては、図１３に示すように、入力端子Ｔ３１ａ→スイッチング素子Ｑ３１→リアクトルＬｒ３１→出力コンデンサＣ３２→入力端子Ｔ３１ｂの経路で電流が流れる。このとき、出力コンデンサＣ３２に電流が流れ、出力コンデンサＣ３２が充電される。出力コンデンサＣ３２の両端電圧は、補助出力電圧Ｖ３２であり、負荷ＬＯに供給される。
【００９６】
一方、第２期間においては、つまり、スイッチング素子Ｑ３１がオフであり、かつ、スイッチング素子Ｑ３２がオンである期間においては、リアクトルＬｒ３１に蓄積された電力が放出されて、図１４に示すように、リアクトルＬｒ３１→出力コンデンサＣ３２→スイッチング素子Ｑ３２→リアクトルＬｒ３１の経路で電流が流れる。このとき、出力コンデンサＣ３２に電流が流れ、出力コンデンサＣ３２が充電される。出力コンデンサＣ３２の両端電圧は、補助出力電圧Ｖ３２であり、負荷ＬＯに供給される。
【００９７】
補助変換部３は、上記のように動作することで、入力される直流電圧（補助入力電圧Ｖ３１）を変圧（降圧）して、出力する（補助出力電圧Ｖ３２を発生させる）。このとき、上記第２期間においては、直流電源Ｐからの電力供給はなく、リアクトルＬｒ３１に蓄積された電力を放出するため、第１期間に対して第２期間が長い場合、補助変換部３の変圧比（降圧比）は大きくなる。したがって、第１期間が第２期間よりも長くなるように各駆動信号Ｇ３１，Ｇ３２のデューティ比を設定することで、補助変換部３の変圧比が小さくなり、第１期間が第２期間よりも短くなるように各駆動信号Ｇ３１，Ｇ３２のデューティ比を設定することで、補助変換部３の変圧比が大きくなる。
【００９８】
次に、電源装置Ａ１の動作例について説明する。直流電源Ｐから電源装置Ａ１に供給される電源電圧Ｖｉｎは、たとえば３６〜６０Ｖの範囲で変動するものとする。当該電源装置Ａ１は、供給される電源電圧Ｖｉｎに応じて、各スイッチング回路１１，２１がフルブリッジ動作するときとハーフブリッジ動作するときとで、選択的に切り替わる。以下の例示においては、電源装置Ａ１は、供給される電源電圧Ｖｉｎを、１Ｖ（目標レベル）の出力電圧Ｖｏｕｔに変換するものとする。また、第１変換部１の絶縁トランスＴＲ１の巻き数比が９：１であるものとする。したがって、スイッチング回路１１がフルブリッジ動作するとき、第１変換部１の変圧比（Ｖ１１：Ｖ１２）は、９：１となり、スイッチング回路１１がハーフブリッジ動作するとき、第１変換部１の変圧比（Ｖ１１：Ｖ１２）は、１８：１となる。一方、第２変換部２の絶縁トランスＴＲ２の巻き数比が１６：１であるものとする。したがって、スイッチング回路２１がフルブリッジ動作するとき、第２変換部２の変圧比（Ｖ２１：Ｖ２２）は、１６：１となり、スイッチング回路２１がハーフブリッジ動作するとき、第２変換部２の変圧比（Ｖ２１：Ｖ２２）は、３２：１となる。
【００９９】
まず、電源電圧Ｖｉｎの電圧レベルが４８Ｖであった場合の電源装置Ａ１の動作について説明する。つまり、４８Ｖの電源電圧Ｖｉｎを１Ｖの出力電圧Ｖｏｕｔに降圧する場合の電源装置Ａ１の動作について説明する。この場合、制御部４は、第１変換部１のスイッチング回路１１をフルブリッジ動作させることで、第１変換部１によって９Ｖの第１入力電圧Ｖ１１を１Ｖの第１出力電圧Ｖ１２に降圧させる。また、制御部４は、第２変換部２のスイッチング回路２１をハーフブリッジ動作させることで、第２変換部２によって３２Ｖの第２入力電圧Ｖ２１を１Ｖの第２出力電圧Ｖ２２に降圧させる。そして、制御部４は、補助変換部３によって７Ｖの補助入力電圧Ｖ３１を１Ｖの補助出力電圧Ｖ３２に降圧させる。電源装置Ａ１は、以上のように動作して、４８Ｖの電源電圧Ｖｉｎを、第１変換部１、第２変換部２および補助変換部３にそれぞれ分担させ、１Ｖの出力電圧Ｖｏｕｔに変換（降圧）する。
【０１００】
次いで、電源電圧Ｖｉｎの電圧レベルが３６Ｖであった場合の電源装置Ａ１の動作について説明する。つまり、３６Ｖの電源電圧Ｖｉｎを１Ｖの出力電圧Ｖｏｕｔに降圧する場合の電源装置Ａ１の動作について説明する。この場合、制御部４は、第１変換部１のスイッチング回路１１をハーフブリッジ動作させることで、第１変換部１によって１８Ｖの第１入力電圧Ｖ１１を１Ｖの第１出力電圧Ｖ１２に降圧させる。また、制御部４は、第２変換部２のスイッチング回路２１をフルブリッジ動作させることで、第２変換部２によって１６Ｖの第２入力電圧Ｖ２１を１Ｖの第２出力電圧Ｖ２２に降圧させる。そして、制御部４は、補助変換部３によって２Ｖの補助入力電圧Ｖ３１を１Ｖの補助出力電圧Ｖ３２に降圧させる。電源装置Ａ１は、以上のように動作して、３６Ｖの電源電圧Ｖｉｎを、第１変換部１、第２変換部２および補助変換部３にそれぞれ分担させ、１Ｖの出力電圧Ｖｏｕｔに変換（降圧）する。
【０１０１】
次いで、電源電圧Ｖｉｎの電圧レベルが６０Ｖであった場合の電源装置Ａ１の動作について説明する。つまり、６０Ｖの電源電圧Ｖｉｎを１Ｖの出力電圧Ｖｏｕｔに降圧する場合の電源装置Ａ１の動作について説明する。この場合、制御部４は、第１変換部１のスイッチング回路１１をハーフブリッジ動作させることで、第１変換部１によって１８Ｖの第１入力電圧Ｖ１１を１Ｖの第１出力電圧Ｖ１２に降圧させる。また、制御部４は、第２変換部２のスイッチング回路２１をハーフブリッジ動作させることで、第２変換部２によって３２Ｖの第２入力電圧Ｖ２１を１Ｖの第２出力電圧Ｖ２２に降圧させる。そして、制御部４は、補助変換部３によって１０Ｖの補助入力電圧Ｖ３１を１Ｖの補助出力電圧Ｖ３２に降圧させる。電源装置Ａ１は、以上のように動作して、６０Ｖの電源電圧Ｖｉｎを、第１変換部１、第２変換部２および補助変換部３にそれぞれ分担させ、１Ｖの出力電圧Ｖｏｕｔに変換（降圧）する。
【０１０２】
電源装置Ａ１は、以上のように、供給される電源電圧Ｖｉｎの電圧レベルに応じて、各スイッチング回路１１，２１がフルブリッジ動作する場合とハーフブリッジ動作する場合とで切り替わる。なお、上記した電源装置Ａ１の動作例においては、出力電圧Ｖｏｕｔの目標レベルが１Ｖである場合を示したが、当該目標レベルは１Ｖに限定されない。たとえば、３．３Ｖ、５Ｖ、１２Ｖ、２４Ｖなどであってもよい。たとえば、絶縁トランスＴＲ１，ＴＲ２の変圧比を適宜変更することで、様々な目標レベルに対応することができる。
【０１０３】
以上のように構成された電源装置Ａ１の作用・効果は、次の通りである。
【０１０４】
電源装置Ａ１によれば、第１変換部１および補助変換部３を備えている。第１変換部１は、第１入力電圧Ｖ１１を第１出力電圧Ｖ１２に変換し、第１変圧比で変圧を行う第１変圧状態と第２変圧比で変圧を行う第２変圧状態とが切り替わる。補助変換部３は、補助入力電圧Ｖ３１を補助出力電圧Ｖ３２に変換し、補助入力電圧Ｖ３１の電圧レベルの変化に連動して変圧比が変化する。この構成によると、電源電圧Ｖｉｎの変動に伴い、第１変換部１および補助変換部３の各変圧比を適宜変更することができる。したがって、電源装置Ａ１は、供給される電源電圧Ｖｉｎが変動した場合であっても、出力電圧の安定化を図ることができる。
【０１０５】
電源装置Ａ１によれば、第１変換部１および補助変換部３はそれぞれ、一対の入力端子Ｔｉｎと一対の出力端子Ｔｏｕｔとの間に接続されている。また、第１変換部１および補助変換部３は、各入力側が直列に接続されて、電源電圧Ｖｉｎが印加される一対の入力端子Ｔｉｎに接続されている。そのため、電源電圧Ｖｉｎが分圧されて、第１入力電圧Ｖ１１および補助入力電圧Ｖ３１が生じる。この構成によると、電源電圧Ｖｉｎを出力電圧Ｖｏｕｔに降圧する上で、第１変換部１と補助変換部３とで分担して行うことができる。
【０１０６】
電源装置Ａ１によれば、第１変換部１は第１変圧状態と第２変圧状態とが切り替わり、第２変換部２は第３変圧状態と第４変圧状態とが切り替わる。電源装置Ａ１と異なり、第１変換部１が第１変圧状態と第２変圧状態との切り替えができず、また、第２変換部２が第３変圧状態と第４変圧状態との切り替えができない場合、電源電圧Ｖｉｎの増加に伴い、補助変換部３が変圧する電力割合（補助変換部３の電力割合）が増加する。一方、電源装置Ａ１においては、電源電圧Ｖｉｎが増加した場合、第１変換部１を、第１変圧状態と第２変圧状態とで相対的に変圧比の大きい変圧状態（本実施形態においては第２変圧状態）に切り替えることができ、また、第２変換部２を、第３変圧状態と第４変圧状態とで相対的に変圧比の大きい変圧状態（本実施形態においては第４変圧状態）に切り替えることができる。これにより、第１変換部１および第２変換部２の電力割合が大きくなり、補助変換部３の電力割合の増加が抑制される。電源装置Ａ１においては、スイッチング回路１１の各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４（第１変換部１）およびスイッチング回路２１の各スイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４（第２変換部２）は、ソフトスイッチングによりスイッチング動作が制御され、スイッチング回路３１の各スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２（補助変換部３）は、ハードスイッチングによりスイッチング動作が制御されている。ハードスイッチングで制御した場合、ソフトスイッチングで制御した場合よりも、スイッチング損失が大きい。したがって、電源装置Ａ１は、電源電圧Ｖｉｎが増加しても、第１変換部１の第１変圧状態と第２変圧状態との切り替え、および、第２変換部２の第３変圧状態と第４変圧状態との切り替えにより、ハードスイッチングで動作する補助変換部３の電力割合の増加を抑制できるので、補助変換部３による電力損失の増加を抑制できる。つまり、電源装置Ａ１は、電力損失の低減を図ることができる。
【０１０７】
電源装置Ａ１によれば、第１変換部１と同様に構成された第２変換部２を備えている。第２変換部２は、第３変圧比で変圧を行う第３変圧状態と第４変圧比で変圧を行う第４変圧状態とが切り替わる。この構成によると、第１変換部１による第１変圧状態と第２変圧状態との切り替えと、第２変換部２による第３変圧状態と第４変圧状態との切り替えとにより、さらに補助変換部３の電力割合を減らすことができる。したがって、電源装置Ａ１は、第１変換部１あるいは第２変換部２のいずれか一方と、補助変換部３とを備える場合よりも、さらに電力損失の低減を図ることができる。
【０１０８】
電源装置Ａ１によれば、第１変換部１は、スイッチング回路１１を含み、当該スイッチング回路１１は、フルブリッジインバータとして動作する状態（フルブリッジ動作）と、ハーフブリッジインバータとして動作する状態（ハーフブリッジ動作）とが切り替わる。先述のとおり、スイッチング回路１１がフルブリッジ動作するとき、スイッチング回路１１の出力電圧はスイッチング回路１１の入力電圧と略同じである。一方、スイッチング回路１１がハーフブリッジ動作するとき、スイッチング回路１１の出力電圧はスイッチング回路１１の入力電圧のおよそ１／２倍になる。したがって、第１変換部１は、スイッチング回路１１のフルブリッジ動作とハーフブリッジ動作とが切り替わることで、第１変圧状態と第２変圧状態とを切り替えることができる。なお、第２変換部２においても同様に、スイッチング回路２１のフルブリッジ動作とハーフブリッジ動作とが切り替わることで、第３変圧状態と第４変圧状態とを切り替えることができる。
【０１０９】
電源装置Ａ１によれば、絶縁トランスＴＲ１は、並列に接続された２つの二次巻き線Ｗ１２を含んでいる。電源装置Ａ１において、絶縁トランスＴＲ１は、一次巻き線Ｗ１１に印加される電圧を、降圧して、各二次巻き線Ｗ１２に伝達している。このとき、各二次巻き線Ｗ１２に流れる電流は、一次巻き線Ｗ１１に流れる電流よりも大きい。特に、絶縁トランスＴＲ１の降圧比が大きいほど、電流差は大きくなり、各二次巻き線Ｗ１２に流れる電流が大きくなる。したがって、２つの二次巻き線Ｗ１２を並列に接続することで、各二次巻き線Ｗ１２に流れる電流を低減することができる。よって、電源装置Ａ１は、各二次巻き線Ｗ１２における電力損失（過電流損失）を低減させることができる。特に、各二次巻き線Ｗ１２ａ，Ｗ１２ｂを１ターン（巻き数ｎ１２が１）とすることで、各二次巻き線Ｗ１２に流れる電流をより低減させることができる。なお、絶縁トランスＴＲ２においても同様である。
【０１１０】
次に、第１実施形態にかかる電源装置Ａ１の各変形例について説明する。
【０１１１】
電源装置Ａ１において、第１変換部１と第２変換部２とをインターリーブ駆動させてもよい。具体的には、第１変換部１から出力される第１出力電圧Ｖ１２と、第２変換部２から出力される第２出力電圧Ｖ２２とで、所定の位相差（たとえば９０°）が生じるように制御してもよい。たとえば、各駆動信号Ｇ２１〜Ｇ２４の各位相を、各駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１４の各位相に対して、所定値（たとえば９０°）ずらすことで、先述の位相差を設けられる。これにより、第１出力電圧Ｖ１２に含まれるリプル成分と、第２出力電圧Ｖ２２に含まれるリプル成分とが互いに打ち消しあうので、出力電圧Ｖｏｕｔに含まれるリプル成分を低減することができる。
【０１１２】
電源装置Ａ１において、図１５に示すように、電源電圧Ｖｉｎを検出する電圧センサＳ１をさらに備え、当該電圧センサＳ１の検出値が制御部４に入力されるように構成してもよい。これにより、制御部４は、電圧センサＳ１から入力される電源電圧Ｖｉｎに基づいて、第１変換部１のフルブリッジ動作とハーフブリッジ動作との切り替え、および、第２変換部２のフルブリッジ動作とハーフブリッジ動作との切り替えの少なくとも一方を、制御することができる。
【０１１３】
電源装置Ａ１において、図１６に示すように、補助入力電圧Ｖ３１を検出する電圧センサＳ２をさらに備え、当該電圧センサＳ２の検出値が制御部４に入力されるように構成してもよい。これにより、制御部４は、電圧センサＳ２から入力される補助入力電圧Ｖ３１の検出値に基づいて、第１変換部１のフルブリッジ動作とハーフブリッジ動作との切り替え、および、第２変換部２のフルブリッジ動作とハーフブリッジ動作との切り替えの少なくとも一方を、制御することができる。
【０１１４】
電源装置Ａ１において、第２変換部２のスイッチング回路２１を、２つのスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２を用いたハーフブリッジで構成してもよい。つまり、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２をハーフブリッジ接続してもよい。この場合、スイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４の代わりにそれぞれコンデンサを接続する。あるいは、２つのスイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４を用いたハーフブリッジで構成してもよい。この場合、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２の代わりにそれぞれコンデンサを接続する。これにより、スイッチング回路２１（第２変換部２）において、スイッチング素子の数を減らすことができるので、制御部４の制御を容易にできる。ただし、当該変形例では、スイッチング回路２１において、フルブリッジ動作とハーフブリッジ動作との切り替えが行えないため、スイッチング回路１１のフルブリッジ動作とハーフブリッジ動作との切り替えによって、電源電圧Ｖｉｎの変動に対応させる必要がある。このとき、第１変換部１（スイッチング回路１１）のフルブリッジ動作とハーフブリッジ動作とを切り替えるタイミングの調整が難しくなることがある。そのため、使用頻度の低い電源電圧Ｖｉｎにおいて、フルブリッジ動作とハーフブリッジ動作との切り替えを行うとよい。使用頻度の低い電源電圧Ｖｉｎとは、電源装置Ａ１に接続されうる直流電源Ｐにおいて設定される可能性が低い電圧レベルのことである。
【０１１５】
電源装置Ａ１において、各スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２（補助変換部３）のスイッチング動作を、ハードスイッチングではなく、ソフトスイッチングで制御してもよい。当該ソフトスイッチングは、ＺＶＳであってもよいしＺＣＳであってもよい。これにより、補助変換部３による電力損失をより低減させることができる。
【０１１６】
電源装置Ａ１において、第１変換部１および第２変換部２の少なくともいずれかが、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータではなく、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータで構成されていてもよい。たとえば、絶縁トランスＴＲ１の代わりに、タップインダクタを用いることで、第１変換部１を非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータとして構成できる。同様に、絶縁トランスＴＲ２の代わりに、タップインダクタを用いることで、第２変換部２を非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータとして構成できる。このようなタップインダクタを用いた非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータは、タップインダクタコンバータと呼ばれる。
【０１１７】
電源装置Ａ１において、各々が第１変換部１あるいは第２変換部２と同様に構成された、１以上の変換部を追加してもよい。これにより、補助変換部３の補助入力電圧Ｖ３１を小さくし、補助変換部３が変圧する電力割合を低減させることができる。したがって、電源装置Ａ１は、補助変換部３による電力損失をより低減させることができる。また、電源装置Ａ１において、各々が補助変換部３と同様に構成された１以上の補助変換部を追加してもよい。
【０１１８】
電源装置Ａ１において、第１変換部１あるいは第２変換部２の少なくとも一方を動作させなくてもよい。たとえば、第１変換部１に入力する駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１４を常時オフ信号にすることで、第１変換部１を動作させないようにできる。同様に、第２変換部２に入力する駆動信号Ｇ２１〜Ｇ２４を常時オフ信号にすることで、第２変換部２を動作させないようにできる。
【０１１９】
電源装置Ａ１において、制御部４は、スイッチング回路１１の先行アームに入力する駆動信号（先行駆動信号）と、スイッチング回路１１の後行アームに入力する駆動信号（後行駆動信号）との、位相差を調整してもよい。第１変換部１において、スイッチング回路１１がフルブリッジ動作しているとき、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１４が先行アームであり、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１３が後行アームである。一方、スイッチング回路１１がハーフブリッジ動作しているとき、スイッチング素子Ｑ１１が先行アームであり、スイッチング素子Ｑ１２が後行アームである。本開示において、「先行」および「後行」の用語は、単にラベルとして用いたものであり、必ずしもそれらの対象物に順列を付することを意図していない。これにより、第１出力電圧Ｖ１２を細かく調整することができるので、電源電圧Ｖｉｎの軽微な変動に対応することができる。なお、第２変換部２においても同様である。スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１４がそれぞれ、特許請求の範囲に記載の「第１先行アーム」に相当し、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１３がそれぞれ、特許請求の範囲に記載の「第１後行アーム」に相当する。スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２４がそれぞれ、特許請求の範囲に記載の「第２先行アーム」に相当し、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２３がそれぞれ、特許請求の範囲に記載の「第２後行アーム」に相当する。また、駆動信号Ｇ１１，Ｇ１４がそれぞれ、特許請求の範囲に記載の「先行第１駆動信号」に相当し、駆動信号Ｇ１２，Ｇ１３がそれぞれ、特許請求の範囲に記載の「後行第１駆動信号」に相当する。駆動信号Ｇ２１，Ｇ２４がそれぞれ、特許請求の範囲に記載の「先行第２駆動信号」に相当し、駆動信号Ｇ２２，Ｇ２３がそれぞれ、特許請求の範囲に記載の「後行第２駆動信号」に相当する。
【０１２０】
電源装置Ａ１において、制御部４は、先述の先行駆動信号および先述の後行駆動信号の各周波数を調整することで、スイッチング回路１１から出力される交流電圧の周波数を調整してもよい。これにより、第１出力電圧Ｖ１２を細かく調整することができるので、電源電圧Ｖｉｎの軽微な変動に対応することができる。なお、第２変換部２においても同様である。
【０１２１】
電源装置Ａ１において、補助変換部３の入力コンデンサＣ３１の容量値を、第１変換部１の入力コンデンサＣ１１および第２変換部２の入力コンデンサＣ２１の各容量値よりも大きくしてもよい。これにより、補助変換部３の電圧変動を抑制し、出力電圧Ｖｏｕｔに含まれるリプル成分を低減できる。さらに、電源装置Ａ１の起動時に発生する電圧サージを抑制できるため、各スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２の耐圧を小さくし、部品コストを低減することができる。あるいは、部品コストの増加を抑制しつつ、各スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２の他の性能（たとえばスイッチング動作の応答性）などを向上させることができる。
【０１２２】
電源装置Ａ１において、補助変換部３の入力コンデンサＣ３１にツェナーダイオードを並列に接続してもよい。これにより、電源装置Ａ１の起動時に発生する電圧サージを抑制できる。したがって、各スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２の耐圧を小さくし、部品コストを低減することができる。あるいは、部品コストの増加を抑制しつつ、各スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２の他の性能（たとえばスイッチング動作の応答性）などを向上させることができる。
【０１２３】
電源装置Ａ１において、電源装置Ａ１の起動時には、補助変換部３を、第１変換部１および第２変換部２よりも先に作動させ、電源装置Ａ１の停止時には、補助変換部３を第１変換部１および第２変換部２よりも後で停止させてもよい。これにより、先述のツェナーダイオードを設けることなく、電源装置Ａ１の起動時に発生する電圧サージを抑制できる。
【０１２４】
電源装置Ａ１において、絶縁トランスＴＲ１の構成を、図１７に示す構成にしてもよい。図１７に示す絶縁トランスＴＲ１は、複数の一次巻き線Ｗ１１が直列に接続され、複数の二次巻き線Ｗ１２が並列に接続されている。また、各二次巻き線Ｗ１２ａ，Ｗ１２ｂは、巻き数ｎ１２が１にして、並列に複数個接続することで、電流を分散させて、電力損失を低減させることができる。なお、二次巻き線Ｗ１２の数は、図１７に示す数に限定されず、多いほど各二次巻き線Ｗ１２（Ｗ１２ａ，Ｗ１２ｂ）に流れる電流を低減できる。ただし、二次巻き線Ｗ１２の数が多いほど、電源装置Ａ１が大型化するため、電源装置Ａ１の仕様に応じて、二次巻き線Ｗ１２の数を設定するとよい。
【０１２５】
電源装置Ａ１において、第１変換部１の第１変圧状態と第２変圧状態との切り替えを、フルブリッジ動作とハーフブリッジ動作との切り替えではなく、各二次巻き線Ｗ１２に１つ以上の接続ポイントが接続された絶縁トランスＴＲ１によって切り替えるようにしてもよい。このような１つ以上の接続ポイントが接続された絶縁トランスＴＲ１は、当該接続ポイントの切り替えによって、変圧比を変化させることができる。したがって、制御部４は、当該接続ポイントを切り替えることで、第１変圧比で変圧する第１変圧状態と第２変圧比で変圧する第２変圧状態との切り替えが可能となる。なお、第２変換部２においても、各二次巻き線Ｗ２２に１つ以上の接続ポイントが接続された絶縁トランスＴＲ２によって切り替えるようにしてもよい。つまり、制御部４は、絶縁トランスＴＲ２の１つ以上の接続ポイントを切り替えることで、第２変換部２の第３変圧状態と第４変圧状態とを切り替えてもよい。
【０１２６】
電源装置Ａ１において、補助変換部３が、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータではなく、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータで構成されていてもよい。これにより、第１変換部１、第２変換部２および補助変換部３の各入力側と各出力側とがすべて絶縁されるため、電源装置Ａ１の入力側と出力側とが絶縁される。したがって、電源装置Ａ１は、電源電圧Ｖｉｎが所定レベル（たとえば６０Ｖ）よりも大きい（たとえば４００Ｖ）である直流電源Ｐを接続することができる。そのため、電源装置Ａ１は、電源電圧Ｖｉｎの許容範囲が広がり、より汎用性が高くなる。
【０１２７】
電源装置Ａ１において、補助変換部３が、降圧型コンバータではなく、昇圧型コンバータで構成されていてもよい。図１８は、昇圧型コンバータとして構成された補助変換部３の回路構成の一例を示している。図１８に示す補助変換部３は、図３に示す補助変換部３と比較して、リアクトルＬｒ３１とスイッチング素子Ｑ３１とが入れ替わっている点で異なる。あるいは、補助変換部３が、昇降圧型コンバータで構成されていてもよい。図１９は、昇降圧型コンバータとして構成された補助変換部３の回路構成の一例を示している。図１９に示す補助変換部３は、スイッチング素子Ｑ３１とスイッチング素子Ｑ３２とが一対の入力端子Ｔ３１ａ，Ｔ３１ｂの間に直列に接続され、スイッチング素子Ｑ３３とスイッチング素子Ｑ３４とが一対の出力端子Ｔ３２ａ，Ｔ３２ｂの間に直列に接続されている。リアクトルＬｒ３１は、一端がスイッチング素子Ｑ３１とスイッチング素子Ｑ３２との接続点に接続され、他端がスイッチング素子Ｑ３３とスイッチング素子Ｑ３４との接続点に接続されている。そして、図１９に示す補助変換部３は、スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３４がオンであり、かつ、スイッチング素子Ｑ３２，Ｑ３３がオフである期間と、スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３４がオフであり、かつ、スイッチング素子Ｑ３２，Ｑ３３がオンである期間とが交互に入れ替わる。
【０１２８】
電源装置Ａ１において、スイッチング回路３１（補助変換部３）のスイッチング素子Ｑ３２は、１つではなく複数であってもよい。図２０は、本変形例にかかる補助変換部３の回路構成の一例を示している。図２０は、図４に示すスイッチング回路３１（降圧型コンバータ）において、複数のスイッチング素子Ｑ３２を接続した構成を示している。複数のスイッチング素子Ｑ３２は、互いに並列に接続されている。各スイッチング素子Ｑ３２のドレイン端子は、スイッチング素子Ｑ３１のソース端子に接続され、各スイッチング素子Ｑ３２のソース端子は、入力端子Ｔ３１ｂに接続される。図２０に示す回路構成においては、複数のスイッチング素子Ｑ３２に対して、ダイオードＤ３１（たとえばショットキーバリアダイオード）が逆並列に接続されているが、当該ダイオードＤ３１はなくてもよい。なお、スイッチング回路３１が複数のスイッチング素子Ｑ３２を含んだ場合、複数のスイッチング素子Ｑ３２は、回路基板ＣＢ１上において、たとえば図２１のように配置されうる。図２１は、図２０に示す回路構成の補助変換部３を備えた電源装置を示す部品レイアウト図であって、回路基板ＣＢ１の第１面側を示している。図２１に示すように、複数のスイッチング素子Ｑ３２は、マトリクス状に固まって配置されており、回路基板ＣＢ１の長手方向において、入力コンデンサＣ３１と絶縁トランスＴＲ１との間に配置されている。以上のように、複数のスイッチング素子Ｑ３２を並列に接続することで、各スイッチング素子Ｑ３２に流れる電流量を少なくできるため、スイッチング回路３１（補助変換部３）における導通損失を低減できる。
【０１２９】
図２２は、第２実施形態にかかる電源装置Ａ２を示している。電源装置Ａ２は、電源装置Ａ１と異なり、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧レベルが電源電圧Ｖｉｎの電圧レベルよりも大きい。電源装置Ａ２は、昇圧型の電圧変換装置である。図２２は、電源装置Ａ２の全体構成を示す概略図である。
【０１３０】
電源装置Ａ２において、一対の入力端子Ｔｉｎには、第１変換部１、第２変換部２および補助変換部３の各入力側がそれぞれ、並列に接続されている。第１入力電圧Ｖ１１、第２入力電圧Ｖ２１および補助入力電圧Ｖ３１はそれぞれ、電源電圧Ｖｉｎと同じである。つまり、Ｖｉｎ＝Ｖ１１＝Ｖ２１＝Ｖ３１である。
【０１３１】
電源装置Ａ２において、一対の出力端子Ｔｏｕｔには、第１変換部１、第２変換部２および補助変換部３の各入力側が直列に接続されている。第１出力電圧Ｖ１２、第２出力電圧Ｖ２２および補助出力電圧Ｖ３２は、合成されて、出力電圧Ｖｏｕｔとして、一対の出力端子Ｔｏｕｔに印加される。つまり、Ｖｏｕｔ＝Ｖ１２＋Ｖ２２＋Ｖ３２である。
【０１３２】
第１変換部１は、第１入力電圧Ｖ１１を第１出力電圧Ｖ１２に昇圧する。よって、第１出力電圧Ｖ１２の電圧レベルは、第１入力電圧Ｖ１１の電圧レベルよりも大きい。電源装置Ａ２において、絶縁トランスＴＲ１は、一次巻き線Ｗ１１の巻き数ｎ１１が各二次巻き線Ｗ１２ａ，Ｗ１２ｂの巻き数ｎ１２よりも少ない。よって、絶縁トランスＴＲ１は、一次側に入力される電圧を昇圧して、二次側から出力する。
【０１３３】
第２変換部２は、第２入力電圧Ｖ２１を第２出力電圧Ｖ２２に昇圧する。よって、第２出力電圧Ｖ２２の電圧レベルは、第２入力電圧Ｖ２１の電圧レベルよりも大きい。電源装置Ａ２において、絶縁トランスＴＲ２は、一次巻き線Ｗ２１の巻き数ｎ２１が各二次巻き線Ｗ２２ａ，Ｗ２２ｂの巻き数ｎ２２よりも少ない。よって、絶縁トランスＴＲ２は、一次側に入力される電圧を昇圧して、二次側から出力する。
【０１３４】
補助変換部３は、図４または図２０に示す降圧型コンバータで構成されていてもよいし、図１８に示す昇圧型コンバータで構成されていてもよいし、図１９に示す昇降圧型コンバータで構成されていてもよい。電源装置Ａ２においては、補助変換部３は、図１８に示す昇圧型で構成され、補助入力電圧Ｖ３１を補助出力電圧Ｖ３２に昇圧する。
【０１３５】
電源装置Ａ２のその他の構成は、電源装置Ａ１と同様である。
【０１３６】
次に、電源装置Ａ２の動作例について説明する。直流電源Ｐから電源装置Ａ２に供給される電源電圧Ｖｉｎは、たとえば１２〜２４Ｖの範囲で変動するものとする。当該電源装置Ａ２は、供給される電源電圧Ｖｉｎに応じて、各スイッチング回路１１，２１がフルブリッジ動作するときとハーフブリッジ動作するときとで、選択的に切り替わる。以下の例示においては、電源装置Ａ２は、供給される電源電圧Ｖｉｎを、４００Ｖ（目標レベル）の出力電圧Ｖｏｕｔに変換するものとする。また、第１変換部１の絶縁トランスＴＲ１の巻き数比が１：１０であるものとする。したがって、スイッチング回路１１がフルブリッジ動作するとき、第１変換部１の変圧比（Ｖ１１：Ｖ１２）は、１：１０となり、スイッチング回路１１がハーフブリッジ動作するとき、第１変換部１の変圧比（Ｖ１１：Ｖ１２）は、１：５となる。一方、第２変換部２の絶縁トランスＴＲ２の巻き数比が１：２０であるものとする。したがって、スイッチング回路２１がフルブリッジ動作するとき、第２変換部２の変圧比（Ｖ２１：Ｖ２２）は、１：２０となり、スイッチング回路２１がハーフブリッジ動作するとき、第２変換部２の変圧比（Ｖ２１：Ｖ２２）は、１：１０となる。
【０１３７】
まず、電源電圧Ｖｉｎの電圧レベルが１２Ｖであった場合の電源装置Ａ２の動作について説明する。つまり、１２Ｖの電源電圧Ｖｉｎを４００Ｖの出力電圧Ｖｏｕｔに昇圧する場合の電源装置Ａ２の動作について説明する。この場合、制御部４は、第１変換部１のスイッチング回路１１をフルブリッジ動作させることで、第１変換部１によって１２Ｖの第１入力電圧Ｖ１１を１２０Ｖの第１出力電圧Ｖ１２に昇圧させる。また、制御部４は、第２変換部２のスイッチング回路２１をフルブリッジ動作させることで、第２変換部２によって１２Ｖの第２入力電圧Ｖ２１を２４０Ｖの第２出力電圧Ｖ２２に昇圧させる。そして、制御部４は、補助変換部３によって１２Ｖの補助入力電圧Ｖ３１を４０Ｖの補助出力電圧Ｖ３２に昇圧させる。電源装置Ａ１は、以上のように動作して、１２Ｖの電源電圧Ｖｉｎを、第１変換部１、第２変換部２および補助変換部３にそれぞれ分担させ、４００Ｖの出力電圧Ｖｏｕｔに変換（昇圧）する。
【０１３８】
次いで、電源電圧Ｖｉｎの電圧レベルが１８Ｖであった場合の電源装置Ａ２の動作について説明する。つまり、１８Ｖの電源電圧Ｖｉｎを４００Ｖの出力電圧Ｖｏｕｔに昇圧する場合の電源装置Ａ２の動作について説明する。この場合、制御部４は、第１変換部１のスイッチング回路１１をフルブリッジ動作させることで、第１変換部１によって１８Ｖの第１入力電圧Ｖ１１を１８０Ｖの第１出力電圧Ｖ１２に昇圧させる。また、制御部４は、第２変換部２のスイッチング回路２１をハーフブリッジ動作させることで、第２変換部２によって１８Ｖの第２入力電圧Ｖ２１を１８０Ｖの第２出力電圧Ｖ２２に昇圧させる。そして、制御部４は、補助変換部３によって１２Ｖの補助入力電圧Ｖ３１を４０Ｖの補助出力電圧Ｖ３２に昇圧させる。電源装置Ａ１は、以上のように動作して、１８Ｖの電源電圧Ｖｉｎを、第１変換部１、第２変換部２および補助変換部３にそれぞれ分担させ、４００Ｖの出力電圧Ｖｏｕｔに変換（昇圧）する。
【０１３９】
次いで、電源電圧Ｖｉｎの電圧レベルが２４Ｖであった場合の電源装置Ａ２の動作について説明する。つまり、２４Ｖの電源電圧Ｖｉｎを４００Ｖの出力電圧Ｖｏｕｔに昇圧する場合の電源装置Ａ２の動作について説明する。この場合、制御部４は、第１変換部１のスイッチング回路１１をハーフブリッジ動作させることで、第１変換部１によって２４Ｖの第１入力電圧Ｖ１１を１２０Ｖの第１出力電圧Ｖ１２に昇圧させる。また、制御部４は、第２変換部２のスイッチング回路２１をハーフブリッジ動作させることで、第２変換部２によって２４Ｖの第２入力電圧Ｖ２１を２４０Ｖの第２出力電圧Ｖ２２に昇圧させる。そして、制御部４は、補助変換部３によって２４Ｖの補助入力電圧Ｖ３１を４０Ｖの補助出力電圧Ｖ３２に昇圧させる。電源装置Ａ１は、以上のように動作して、２４Ｖの電源電圧Ｖｉｎを、第１変換部１、第２変換部２および補助変換部３にそれぞれ分担させ、４００Ｖの出力電圧Ｖｏｕｔに変換（昇圧）する。
【０１４０】
電源装置Ａ２は、以上のように、供給される電源電圧Ｖｉｎの電圧レベルに応じて、各スイッチング回路１１，２１がフルブリッジ動作する場合とハーフブリッジ動作する場合とで切り替わる。なお、上記した電源装置Ａ２の動作例においては、出力電圧Ｖｏｕｔの目標レベルが４００Ｖである場合を示したが、当該目標レベルは４００Ｖに限定されない。また、電源装置Ａ２においても、電源装置Ａ１に対する各変形例を適宜組み合わせてもよい。
【０１４１】
以上のように構成された電源装置Ａ２の作用・効果は、次の通りである。
【０１４２】
電源装置Ａ２によれば、電源装置Ａ１と同様に、第１変換部１および補助変換部３を備えている。この構成によると、電源電圧Ｖｉｎの変動に伴い、第１変換部１および補助変換部３の各変圧比を適宜変更することができる。したがって、電源装置Ａ２は、供給される電源電圧Ｖｉｎが変動した場合であっても、出力電圧の安定化を図ることができる。
【０１４３】
電源装置Ａ２によれば、第１変換部１および補助変換部３はそれぞれ、一対の入力端子Ｔｉｎと一対の出力端子Ｔｏｕｔとの間に接続されている。また、第１変換部１および補助変換部３は、各出力側が直列に接続されて、一対の出力端子Ｔｏｕｔに接続されている。そのため、第１出力電圧Ｖ１２および補助出力電圧Ｖ３２が合成され、出力電圧Ｖｏｕｔが生じる。この構成によると、電源電圧Ｖｉｎを出力電圧Ｖｏｕｔに昇圧する上で、第１変換部１と補助変換部３とで分担して行うことができる。
【０１４４】
電源装置Ａ２によれば、その他、電源装置Ａ１と同一あるいは類似の構成によって、電源装置Ａ１と同じ効果を奏することができる。
【０１４５】
第１実施形態および第２実施形態においては、第１変換部１、第２変換部２および補助変換部３のそれぞれが、出力コンデンサＣ１２，Ｃ２２，Ｃ３２のそれぞれを含んだ場合を示したが、これに限定されない。たとえば、共通の出力コンデンサを、一対の出力端子Ｔｏｕｔの間に接続してもよい。当該共通の出力コンデンサは、第１変換部１、第２変換部２および補助変換部３の各出力側と、一対の出力端子Ｔｏｕｔとの間に配置される。
【０１４６】
第１実施形態および第２実施形態においては、電源装置Ａ１は、制御部４を備えている場合を示したが、これに限定されない。たとえば、制御部４を電源装置Ａ１の外部に設け、外部に設けた制御部４から、各駆動信号Ｇ１１〜Ｇ１６，Ｇ２１〜Ｇ２６，Ｇ３１，Ｇ３２が入力されるように構成してもよい。
【０１４７】
本開示にかかる電源装置は、上記した実施形態に限定されるものではない。本開示の電源装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【０１４８】
本開示にかかる電源装置は、以下の付記に関する実施形態を含む。
［付記１］
直流電源から入力される電源電圧を目標レベルの出力電圧に変換する電源装置であって、
前記電源電圧が印加される入力端子と、
前記出力電圧が印加される出力端子と、
入力される第１入力電圧を第１出力電圧に変換する第１変換部と、
入力される補助入力電圧を補助出力電圧に変換する補助変換部と、
を備えており、
前記第１変換部および前記補助変換部は、前記入力端子と前記出力端子との間に接続されており、
前記第１変換部は、第１変圧比で変圧を行う第１変圧状態と第２変圧比で変圧を行う第２変圧状態とが、選択的に切り替わり、
前記補助変換部は、前記補助入力電圧の電圧レベルの変化に連動して変圧比が変化する、ことを特徴とする電源装置。
［付記２］
前記第１変換部の前記第１変圧状態と前記第２変圧状態との切り替え、および、前記補助変換部の変圧比を変化させる制御部をさらに備えている、付記１に記載の電源装置。
［付記３］
前記第１変換部は、第１スイッチング回路、第１絶縁トランスおよび第１整流回路を含み、
前記第１スイッチング回路は、前記第１絶縁トランスの一次側に接続され、前記第１入力電圧を交流電圧に変換し、
前記第１整流回路は、前記第１絶縁トランスの二次側に接続され、前記第１絶縁トランスによって変圧された交流電圧を整流する、付記２に記載の電源装置。
［付記４］
前記第１変換部は、各々が、前記第１絶縁トランスの一次側の巻き線に対して直列に接続された共振コンデンサおよび共振リアクトルをさらに含んでいる、付記３に記載の電源装置。
［付記５］
前記第１絶縁トランスは、当該第１絶縁トランスの二次側の巻き線に中間タップが接続されており、
前記第１整流回路は、整流用スイッチング素子を用いた全波整流型である、付記３または付記４に記載の電源装置。
［付記６］
前記第１絶縁トランスの一次側は、複数の巻き線が直列に接続されており、
前記第１絶縁トランスの二次側は、複数の巻き線が並列に接続されている、付記３ないし付記５のいずれかに記載の電源装置。
［付記７］
前記第１絶縁トランスは、当該第１絶縁トランスの二次側の巻き線に１以上の接続ポイントが接続されており、
前記制御部は、前記１以上の接続ポイントの切り替えを制御することで、前記第１絶縁トランスの変圧比を変化させ、前記第１変圧状態と前記第２変圧状態とを切り替える、付記３ないし付記６のいずれかに記載の電源装置。
［付記８］
前記第１スイッチング回路は、フルブリッジ接続された複数の第１スイッチング素子を含んでおり、
前記複数の第１スイッチング素子の各々は、前記制御部から第１駆動信号を入力され、当該第１駆動信号に応じて、導通状態と遮断状態とが切り替わるスイッチング動作をし、
前記制御部は、前記複数の第１スイッチング素子の一部のみのスイッチング動作によって、前記第１スイッチング回路をハーフブリッジインバータとして動作させることで、前記第１変換部を前記第１変圧状態にし、前記複数の第１スイッチング素子の全てのスイッチング動作によって、前記第１スイッチング回路をフルブリッジインバータとして動作させることで、前記第１変換部を前記第２変圧状態にする、付記３ないし付記６のいずれかに記載の電源装置。
［付記９］
前記複数の第１スイッチング素子には、第１先行アームおよび第１後行アームがあり、
前記第１先行アームは、前記制御部から先行第１駆動信号が入力され、当該先行第１駆動信号に応じて、スイッチング動作をし、
前記第１後行アームは、前記制御部から後行第１駆動信号が入力され、当該後行第１駆動信号に応じて、スイッチング動作をし、
前記制御部は、前記先行第１駆動信号と前記後行第１駆動信号との位相差を調整する、あるいは、前記先行第１駆動信号および前記後行第１駆動信号の各周波数を調整することで、前記第１出力電圧を調整する、付記８に記載の電源装置。
［付記１０］
入力される第２入力電圧を第２出力電圧に変換する第２変換部をさらに備えている、付記９に記載の電源装置。
［付記１１］
前記第２変換部は、第２スイッチング回路、第２絶縁トランスおよび第２整流回路を含み、
前記第２スイッチング回路は、前記第２絶縁トランスの一次側に接続され、前記第２入力電圧を交流電圧に変換し、
前記第２整流回路は、前記第２絶縁トランスの二次側に接続され、前記第２絶縁トランスによって変圧された交流電圧を整流する、付記１０に記載の電源装置。
［付記１２］
前記第２変換部は、各々が、前記第２絶縁トランスの一次側の巻き線に対して直列に接続された共振コンデンサおよび共振リアクトルをさらに含んでいる、付記１１に記載の電源装置。
［付記１３］
前記第２絶縁トランスは、当該第２絶縁トランスの二次側の巻き線に中間タップが接続されており、
前記第２整流回路は、整流用スイッチング素子を用いた全波整流型である、付記１１または付記１２に記載の電源装置。
［付記１４］
前記第２絶縁トランスの一次側は、複数の巻き線が直列に接続されており、
前記第２絶縁トランスの二次側は、複数の巻き線が並列に接続されている、付記１１ないし付記１３に記載の電源装置。
［付記１５］
前記第２スイッチング回路は、ハーフブリッジ接続された複数の第２スイッチング素子を含んでおり、
前記複数の第２スイッチング素子は、前記制御部から第２駆動信号を入力され、当該第２駆動信号に応じて導通状態と遮断状態とが切り替わるスイッチング動作する、付記１１ないし付記１４のいずれかに記載の電源装置。
［付記１６］
前記第２変換部は、第３変圧比で変圧を行う第３変圧状態と、第４変圧比で変圧を行う第４変圧状態とが、選択的に切り替わる、付記１１ないし付記１４のいずれかに記載の電源装置。
［付記１７］
前記第３変圧比は、前記第１変圧比よりも大きく、
前記第４変圧比は、前記第２変圧比よりも大きい、付記１６に記載の電源装置。
［付記１８］
前記第２絶縁トランスは、当該第２絶縁トランスの二次側の巻き線に１以上の接続ポイントが接続されており、
前記制御部は、前記１以上の接続ポイントの切り替えを制御することで、前記第２絶縁トランスの変圧比を変化させ、前記第３変圧状態と前記第４変圧状態とを切り替える、付記１６または付記１７に記載の電源装置。
［付記１９］
前記第２スイッチング回路は、フルブリッジ接続された複数の第２スイッチング素子を含んでおり、
前記複数の第２スイッチング素子の各々は、前記制御部から第２駆動信号が入力され、当該第２駆動信号に応じて、導通状態と遮断状態とが切り替わるスイッチング動作をし、
前記制御部は、前記複数の第２スイッチング素子の一部のみのスイッチング動作によって、前記第２スイッチング回路をハーフブリッジインバータとして動作させることで、前記第２変換部を前記第３変圧状態にし、前記複数の第２スイッチング素子の全てのスイッチング動作によって、前記第２スイッチング回路をフルブリッジインバータとして動作させることで、前記第２変換部を前記第４変圧状態にする、付記１６または付記１７に記載の電源装置。
［付記２０］
前記複数の第２スイッチング素子には、第２先行アームおよび第２後行アームがあり、
前記第２先行アームは、前記制御部から先行第２駆動信号が入力され、当該先行第２駆動信号に応じて、スイッチング動作をし、
前記第２後行アームは、前記制御部から後行第２駆動信号が入力され、当該後行第２駆動信号に応じて、スイッチング動作をし、
前記制御部は、前記先行第２駆動信号と前記後行第２駆動信号との位相差を調整する、あるいは、前記先行第２駆動信号および前記後行第２駆動信号の各周波数を調整することで、前記第２出力電圧を調整する、付記１９に記載の電源装置。
［付記２１］
前記制御部は、前記第２駆動信号の位相を前記第１駆動信号の位相に対してずらすことで、前記第１スイッチング回路から出力される前記交流電圧と前記第２スイッチング回路から出力される前記交流電圧とに位相差を設ける、付記１９または付記２０に記載の電源装置。
［付記２２］
前記電源電圧の電圧レベルを検出する電圧センサをさらに備えており、
前記制御部は、前記電圧センサによる検出値に基づいて、前記第１変換部の前記第１変圧状態と前記第２変圧状態との切り替えを制御する、付記１６ないし付記２１のいずれかに記載の電源装置。
［付記２３］
前記制御部は、前記電圧センサによる検出値に基づいて、さらに、前記第２変換部の前記第３変圧状態と前記第４変圧状態との切り替えを制御する、付記２２に記載の電源装置。
［付記２４］
前記補助入力電圧の電圧レベルを検出する電圧センサをさらに備えており、
前記制御部は、前記電圧センサによる検出値に基づいて、前記第１変換部の前記第１変圧状態と前記第２変圧状態との切り替えを制御する、付記１６ないし付記２１のいずれかに記載の電源装置。
［付記２５］
前記制御部は、前記電圧センサによる検出値に基づいて、さらに、前記第２変換部の前記第３変圧状態と前記第４変圧状態との切り替えを制御する、付記２４に記載の電源装置。
［付記２６］
前記第１変換部は、前記第１入力電圧を発生させる第１入力コンデンサをさらに含み、
前記第２変換部は、前記第２入力電圧を発生させる第２入力コンデンサをさらに含み、
前記補助変換部は、前記補助入力電圧を発生させる補助入力コンデンサをさらに含んでおり、
前記第１入力コンデンサ、前記第２入力コンデンサおよび前記補助入力コンデンサは、直列に接続され、前記電源電圧を分圧する、付記１０ないし付記２５のいずれかに記載の電源装置。
［付記２７］
前記補助入力コンデンサの容量は、前記第１入力コンデンサおよび前記第２入力コンデンサの各容量よりも大きい、付記２６に記載の電源装置。
［付記２８］
前記補助変換部は、前記補助入力コンデンサに対して並列に接続されたツェナーダイオードをさらに含む、付記２６または付記２７に記載の電源装置。
［付記２９］
前記第１出力電圧、前記第２出力電圧および前記補助出力電圧の各電圧レベルは、前記目標レベルである、付記２６ないし付記２８のいずれかに記載の電源装置。
［付記３０］
前記制御部は、前記電源装置の起動時において、前記補助変換部を前記第１変換部および前記第２変換部よりも先に起動させ、前記電源装置の停止時において、前記補助変換部を前記第１変換部および前記第２変換部よりも後に停止させる、付記１０ないし付記２９のいずれかに記載の電源装置。
［付記３１］
前記補助変換部は、補助スイッチング素子を含んでおり、
前記補助スイッチング素子は、前記制御部から補助駆動信号が入力され、当該補助駆動信号に応じて、導通状態と遮断状態とが切り替わるスイッチング動作をし、
前記制御部は、前記補助駆動信号のデューティを制御することで、前記補助変換部の変圧比を変化させる、付記２ないし付記３０のいずれかに記載の電源装置。
［付記３２］
前記制御部は、前記補助スイッチング素子のスイッチング動作をソフトスイッチングにて行う、付記３１に記載の電源装置。
［付記３３］
前記補助変換部は、降圧型コンバータ、昇圧型コンバータ、あるいは、昇降圧型コンバータのいずれかである、付記３１または付記３２に記載の電源装置。
［付記３４］
前記補助変換部は、入力側と出力側とで絶縁された絶縁型である、付記３１ないし付記３３のいずれかに記載の電源装置。
【符号の説明】
【０１４９】
Ａ１，Ａ２：電源装置
Ｐ        ：直流電源
ＬＯ      ：負荷
Ｔｉｎ    ：入力端子
Ｔｏｕｔ  ：出力端子
１        ：第１変換部
１１      ：スイッチング回路
１２      ：変圧回路
１３      ：整流回路
Ｔ１１ａ，Ｔ１１ｂ：入力端子
Ｔ１２ａ，Ｔ１２ｂ：出力端子
Ｃ１１    ：入力コンデンサ
Ｃ１２    ：出力コンデンサ
Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４，Ｑ１５，Ｑ１６：スイッチング素子
ＴＲ１    ：絶縁トランス
Ｗ１１    ：一次巻き線
Ｗ１２，Ｗ１２ａ，Ｗ１２ｂ：二次巻き線
Ｌｒ１    ：共振リアクトル
Ｃｒ１    ：共振コンデンサ
２        ：第２変換部
２１      ：スイッチング回路
２２      ：変圧回路
２３      ：整流回路
Ｔ２１ａ，Ｔ２１ｂ：入力端子
Ｔ２２ａ，Ｔ２２ｂ：出力端子
Ｃ２１    ：入力コンデンサ
Ｃ２２    ：出力コンデンサ
Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２４，Ｑ２５，Ｑ２６：スイッチング素子
ＴＲ２    ：絶縁トランス
Ｗ２１    ：一次巻き線
Ｗ２２，Ｗ２２ａ，Ｗ２２ｂ：二次巻き線
Ｌｒ２    ：共振リアクトル
Ｃｒ２    ：共振コンデンサ
３        ：補助変換部
３１      ：スイッチング回路
Ｔ３１ａ，Ｔ３１ｂ：入力端子
Ｔ３２ａ，Ｔ３２ｂ：出力端子
Ｃ３１    ：入力コンデンサ
Ｃ３２    ：出力コンデンサ
Ｑ３１，Ｑ３２，Ｑ３３，Ｑ３４：スイッチング素子
Ｄ３１    ：ダイオード
Ｌｒ３１  ：リアクトル
４        ：制御部
ＣＢ１    ：回路基板
Ｓ１，Ｓ２：電圧センサ
【図１】
2020178391.tif 000003
【図２】
2020178391.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2020178391.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020178391.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2020178391.tif 000015
【図１４】
2020178391.tif 000016
【図１５】
2020178391.tif 000017
【図１６】
2020178391.tif 000018
【図１７】
2020178391.tif 000019
【図１８】
2020178391.tif 000020
【図１９】
2020178391.tif 000021
【図２０】
2020178391.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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