(57)【要約】【課題】一次巻線の故障が発生した場合であっても、二次巻線の出力電圧の低下を抑制し、正常なインバータの動作を行うことが可能なインバータ駆動用電源回路を実現する。【解決手段】プッシュプル方式に対応したＮ個（Ｎは２以上の整数）のトランスＴ１〜Ｔ６を備え、Ｎ個の一次巻線Ｔ１１〜Ｔ６１の第一巻線Ｔ１Ａ〜Ｔ６Ａ同士が第一電源制御部５により制御される一次側電源４に並列接続されると共に、第二巻線Ｔ１Ｂ〜Ｔ６Ｂ同士が第二電源制御部６により制御される一次側電源４に並列接続され、各トランスＴ１〜Ｔ６のコアの飽和磁束密度が、Ｎ個のトランスＴ１〜Ｔ６を構成する回路内に欠損箇所がない正常状態で一次巻線Ｔ１１〜Ｔ６１に流れる電流の最大値によっても磁気飽和を起こさないために最低限必要とされる必要飽和磁束密度に対して｛１＋１／（Ｎ−１）｝倍以上に設定されている。【選択図】図１
2010279093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ回路を構成する複数のインバータ用スイッチング素子を駆動するためのインバータ駆動用電源回路であって、
プッシュプル方式に対応し、一次巻線と二次巻線とのそれぞれに第一巻線と第二巻線とを有し、前記二次巻線の出力電圧を前記インバータ用スイッチング素子に供給するＮ個（Ｎは２以上の整数）のトランスを備え、
Ｎ個の前記一次巻線の前記第一巻線同士が第一電源制御部により制御される一次側電源に並列接続されると共に、Ｎ個の前記一次巻線の前記第二巻線同士が第二電源制御部により制御される一次側電源に並列接続され、
前記各トランスのコアの飽和磁束密度が、Ｎ個の前記トランスを構成する回路内に欠損箇所がない正常状態で前記一次巻線に流れる電流の最大値によっても磁気飽和を起こさないために最低限必要とされる必要飽和磁束密度に対して｛１＋１／（Ｎ−１）｝倍以上に設定されているインバータ駆動用電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ回路を構成する複数のインバータ用スイッチング素子を駆動するためのインバータ駆動用電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
インバータ回路を構成する複数のインバータ用スイッチング素子を駆動するために、各インバータ用スイッチング素子に出力電圧を供給するとともに、互いに絶縁されたフローティング電源が用いられる場合がある。例えば、下記の特許文献１には、一次巻線と二次巻線とをそれぞれ有し、二次巻線の出力電圧をインバータ用スイッチング素子に供給する６個のトランスを備え、６個の一次巻線が一次側電源に並列接続されたフライバック方式の電源回路の構成が記載されている。また、この電源回路は、二次巻線の出力電圧を監視し、一次側電源の電圧を制御する制御回路を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１７８３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に記載された電源回路の構成では、複数のトランスのいずれかにおいて、一次巻線の断線や一次巻線への入力端子の半田クラック等による接触不良等が一箇所でも発生すると、当該断線や接触不良が発生したトランスにおける二次巻線の出力電圧が低下し、正常なインバータ駆動制御を行うことができなくなるという課題がある。例えば当該インバータ回路が電動機を駆動するための回路である場合には、電動機が制御不能になる可能性がある。
【０００５】
そこで、このような一次巻線の断線や接触不良等の故障が発生した場合であっても、二次巻線の出力電圧の低下を抑制し、正常なインバータの動作を行うことが可能なインバータ駆動用電源回路の実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明に係る、インバータ回路を構成する複数のインバータ用スイッチング素子を駆動するためのインバータ駆動用電源回路の特徴構成は、プッシュプル方式に対応し、一次巻線と二次巻線とのそれぞれに第一巻線と第二巻線とを有し、前記二次巻線の出力電圧を前記インバータ用スイッチング素子に供給するＮ個（Ｎは２以上の整数）のトランスを備え、Ｎ個の前記一次巻線の前記第一巻線同士が第一電源制御部により制御される一次側電源に並列接続されると共に、Ｎ個の前記一次巻線の前記第二巻線同士が第二電源制御部により制御される一次側電源に並列接続され、前記各トランスのコアの飽和磁束密度が、Ｎ個の前記トランスを構成する回路内に欠損箇所がない正常状態で前記一次巻線に流れる電流の最大値によっても磁気飽和を起こさないために最低限必要とされる必要飽和磁束密度に対して｛１＋１／（Ｎ−１）｝倍以上に設定されている点にある。
【０００７】
この特徴構成によれば、Ｎ個のトランスのいずれかの一次巻線側の配線の一部に断線や接触不良等の故障等が発生した場合であっても、当該故障が発生したトランスを含む各トランスの二次巻線の出力電圧が低下することを抑制し、正常なインバータの動作を行うことができる。すなわち、Ｎ個の一次巻線の第一巻線同士が第一電源制御部により制御される一次側電源に並列接続されると共に、Ｎ個の前記一次巻線の第二巻線同士が第二電源制御部により制御される一次側電源に並列接続される構成となっているため、Ｎ個のトランスのいずれかの一次巻線側の配線の一部に故障が発生した場合、当該故障した一次巻線における故障部分を通らない回路を構成する巻線の両端の電位が、故障していないトランスの一次巻線における対応する部分の電位に等しくなる。その結果、故障したトランスの一次巻線に故障していないトランスと類似する動作を行わせ、故障したトランスの二次巻線の出力電圧を故障していないトランスと同様に確保することができる。
【０００８】
またこの際、故障していない一又は二以上のトランスのそれぞれの一次巻線には、正常状態で流れる電流に加えて、故障した一次巻線に流れる電流が等分されて流れることになる。しかし、この特徴構成によれば、各トランスのコアの飽和磁束密度が、正常状態で磁気飽和を起こさないために最低限必要とされる必要飽和磁束密度に対して｛１＋１／（Ｎ−１）｝倍以上に設定されているので、故障していないトランスの一次巻線のコアが磁気飽和を起こすことが防止される。よって、故障したトランスの一次巻線を流れる電流を他の故障していないトランスから供給することができ、故障したトランスの一次巻線に故障していないトランスと類似する動作を確実に行わせることが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る電源回路の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るインバータ回路の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電源回路の正常状態での動作を説明するための回路図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電源回路の正常状態での動作を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係る電源回路において一次巻線の一方の巻線が故障した際の電源回路の動作を説明するための回路図である。
【図６】本発明の実施形態に係る電源回路において一次巻線の一方の巻線が故障した際の動作を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係る電源回路において一次巻線の一方の巻線が故障した際の動作を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の実施形態に係る電源回路において一次巻線の中点タップが故障した際の電源回路の動作を説明するための回路図である。
【図９】本発明の実施形態に係る電源回路において一次巻線の中点タップが故障した際の動作を示すタイムチャートである。
【図１０】本発明の実施形態に係る本発明の実施形態に係る電源回路において一次巻線の中点タップが故障した際の動作を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。本発明に係るインバータ駆動用電源回路１（以下単に「電源回路１」という）は、インバータ回路２を構成する複数のインバータ用スイッチング素子３を駆動するための電源回路である。本実施形態においては、インバータ回路２が電動機２１の駆動用として構成されている場合を例として説明する。ここでは、図２に示すように、電動機２１は３相交流電動機とされ、インバータ回路２は電動機２１の３相のそれぞれについて一対、合計６個のインバータ用スイッチング素子３を備えている。一方、図１に示すように、電源回路１は、プッシュプル方式のスイッチング電源として構成されている。また、この電源回路１は、各インバータ用スイッチング素子３に駆動電圧を供給すべく、第一トランスＴ１から第六トランスＴ６の６個のトランスを備え、６組の出力端子Ｏ１〜Ｏ６間にほぼ同じ出力電圧Ｖ１〜Ｖ６を出力するように構成されている。そして、この電源回路１は、これら６個のトランスＴ１〜Ｔ６のいずれかの一次巻線Ｔ１１〜Ｔ６１側の配線の一部に断線や接触不良等の故障等が発生した場合であっても、当該故障が発生したトランスを含む各トランスＴ１〜Ｔ６の出力電圧Ｖ１〜Ｖ６が低下することを抑制し、正常なインバータ２の動作を行うことができるように構成されている点に特徴を有している。以下、詳細に説明する。
【００１１】
１．電源回路の構成
まず、本実施形態に係る電源回路１の構成について説明する。図１に示すように、この電源回路１は、プッシュプル方式のスイッチング電源として構成されており、当該プッシュプル方式に対応した６個のトランスＴ１〜Ｔ６を備えている。各トランスＴ１〜Ｔ６は、一次巻線Ｔ１１〜Ｔ６１と二次巻線Ｔ１２〜Ｔ６２とをそれぞれ有しており、一次巻線Ｔ１１〜Ｔ６１が一次側電源４に接続され、二次巻線Ｔ１２〜Ｔ６２の出力電圧Ｖ１〜Ｖ６が後述するインバータ回路２の６個のインバータ用スイッチング素子３のそれぞれに供給される。そして、この電源回路１は、出力電圧Ｖ１〜Ｖ６を出力する６組の出力端子Ｏ１〜Ｏ６間が互いに絶縁されたフローティング電源とされている。
【００１２】
各トランスＴ１〜Ｔ６を構成する一次巻線Ｔ１１〜Ｔ６１及び二次巻線Ｔ１２〜Ｔ６２は、プッシュプル方式に対応するために、それぞれ第一巻線Ｔ１Ａ〜Ｔ６Ａ、Ｔ１Ｃ〜Ｔ６Ｃと第二巻線Ｔ１Ｂ〜Ｔ６Ｂ、Ｔ１Ｄ〜Ｔ６Ｄとの２つの巻線を有して構成されている。各一次巻線Ｔ１１〜Ｔ６１では、第一巻線Ｔ１Ａ〜Ｔ６Ａの端部と第二巻線Ｔ１Ｂ〜Ｔ６Ｂの端部とが、中点タップを介して接続されている。同様に、各二次巻線Ｔ１２〜Ｔ６２では、第一巻線Ｔ１Ｃ〜Ｔ６Ｃの端部と第二巻線Ｔ１Ｄ〜Ｔ６Ｄの端部とが、中点タップを介して接続されている。本実施形態では、一次巻線Ｔ１１〜Ｔ６１の第一巻線Ｔ１Ａ〜Ｔ６Ａの巻数と第二巻線Ｔ１Ｂ〜Ｔ６Ｂの巻数とを互いに同じ「Ｎｐ」とし、二次巻線Ｔ１２〜Ｔ６２の第一巻線Ｔ１Ｃ〜Ｔ６Ｃの巻数と第二巻線Ｔ１Ｄ〜Ｔ６Ｄの巻数とを互いに同じ「Ｎｓ」としている。なお、Ｎｐ、Ｎｓの値は適宜設定可能であり、「Ｎｓ／Ｎｐ」により各トランスＴ１〜Ｔ６の変圧比が決定される。図１中における各巻線の一方の端部側に付した黒点は、各巻線の極性を示している。このように、各巻線の極性は、一次巻線Ｔ１１〜Ｔ６１の第一巻線Ｔ１Ａ〜Ｔ６Ａの極性と第二巻線Ｔ１Ｂ〜Ｔ６Ｂの極性とが同じとなると共に、二次巻線Ｔ１２〜Ｔ６２の第一巻線Ｔ１Ｃ〜Ｔ６Ｃの極性と第二巻線Ｔ１Ｄ〜Ｔ６Ｄの極性とが同じとなるように設定されている。
【００１３】
一次側電源４は、各トランスＴ１〜Ｔ６の一次巻線Ｔ１１〜Ｔ６１に一次側電圧Ｖｉｎを供給する電源である。そのため、一次側電圧Ｖｉｎが印加される一次側電源４の正極線４１は、各一次巻線Ｔ１１〜Ｔ６１における第一巻線Ｔ１Ａ〜Ｔ６Ａと第二巻線Ｔ１Ｂ〜Ｔ６Ｂとの接続部となる中点タップに接続されている。ここでは、正極線４１に印加される一次側電圧Ｖｉｎは、一次側電圧平滑コンデンサＣ７により平滑化される。本実施形態では、一次側電圧Ｖｉｎは、後述する電動機駆動用電源２３の電圧に比べて大幅に低い電圧、例えば数〔Ｖ〕〜数十〔Ｖ〕程度に設定されている。また、電源回路１は、各トランスＴ１〜Ｔ６の一次側電圧Ｖｉｎを駆動制御するための配線として第一駆動線４２と第二駆動線４３とを有している。第一駆動線４２は、各第一巻線Ｔ１Ａ〜Ｔ６Ａにおける中点タップとは反対側の端部（端点）に接続されていると共に、６個の第一巻線Ｔ１Ａ〜Ｔ６Ａに共通の第一電源スイッチング素子Ｓ１を介してグランドに接続されている。同様に、第二駆動線４３は、各一次巻線Ｔ１１〜Ｔ６１の第二巻線Ｔ１Ｂ〜Ｔ６Ｂにおける中点タップとは反対側の端部（端点）に接続されていると共に、６個の第二巻線Ｔ１Ｂ〜Ｔ６Ｂに共通の第二電源スイッチング素子Ｓ２を介してグランドに接続されている。これにより、６個の一次巻線Ｔ１１〜Ｔ６１の第一巻線Ｔ１Ａ〜Ｔ６Ａ同士が一次側電源４に並列接続されていると共に、６個の一次巻線Ｔ１１〜Ｔ６１の第二巻線Ｔ１Ｂ〜Ｔ６Ｂ同士も一次側電源４に並列接続されている。なお、本実施形態の説明では、一次巻線Ｔ１１〜Ｔ６１又は二次巻線Ｔ１２〜Ｔ６２を構成する第一巻線Ｔ１Ａ〜Ｔ６Ａ、Ｔ１Ｃ〜Ｔ６Ｃ又は第二巻線Ｔ１Ｂ〜Ｔ６Ｂ、Ｔ１Ｄ〜Ｔ６Ｄにおける中点タップとは反対側の端部を適宜「端点」と呼ぶこととする。
【００１４】
第一電源スイッチング素子Ｓ１及び第二電源スイッチング素子Ｓ２として、本実施形態では、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を用いる。第一電源スイッチング素子Ｓ１及び第二電源スイッチング素子Ｓ２は、電源制御回路ＣＣにより駆動制御される。具体的には、第一電源スイッチング素子Ｓ１及び第二電源スイッチング素子Ｓ２は、電源制御回路ＣＣから所定の駆動電圧（ゲート駆動電圧）が印加された際にオン状態となって第一駆動線４２又は第二駆動線４３をグランドに接続し、電源制御回路ＣＣから駆動電圧が印加されない状態ではオフ状態となって第一駆動線４２又は第二駆動線４３をグランドから開放する。後述するように、電源制御回路ＣＣは、第一電源スイッチング素子Ｓ１と第二電源スイッチング素子Ｓ２とを交互にオン状態とすることにより、プッシュプル方式の電源動作を行う。以上より、互いに並列接続された６個の第一巻線Ｔ１Ａ〜Ｔ６Ａに印加される電圧は第一電源スイッチング素子Ｓ１及び電源制御回路ＣＣにより制御され、互いに並列接続された６個の第二巻線Ｔ１Ｂ〜Ｔ６Ｂに印加される電圧は第二電源スイッチング素子Ｓ２及び電源制御回路ＣＣにより制御される。従って、本実施形態においては、電源制御回路ＣＣ及び第一電源スイッチング素子Ｓ１により本発明における第一電源制御部５が構成され、電源制御回路ＣＣ及び第二電源スイッチング素子Ｓ２により本発明における第二電源制御部６が構成されている。
【００１５】
各トランスＴ１〜Ｔ６における二次巻線Ｔ１２〜Ｔ６２から出力端子Ｏ１〜Ｏ６までの構成は、いずれも同じであるので、ここでは、第一トランスＴ１を代表として説明する。第一トランスＴ１の二次巻線Ｔ１２の出力電圧Ｖ１が出力端子Ｏ１間に出力される。出力端子Ｏ１は、出力正極線５１の出力側端部と出力負極線５２の出力側端部とにより構成されている。二次巻線Ｔ１２の第一巻線Ｔ１Ｃと第二巻線Ｔ１Ｄとの接続部となる中点タップは、出力負極線５２に接続されている。二次巻線Ｔ１２の第一巻線Ｔ１Ｃにおける中点タップとは反対側の端部（端点）は、出力端子Ｏ１側から二次巻線Ｔ１２側へ流れる電流を規制する第一ダイオードＤ１を介して出力正極線５１に接続されている。また、二次巻線Ｔ１２の第二巻線Ｔ１Ｄにおける中点タップとは反対側の端部（端点）は、出力端子Ｏ１側から二次巻線Ｔ１２側へ流れる電流を規制する第二ダイオードＤ２を介して出力正極線５１に接続されている。第一ダイオードＤ１の出力線と第二ダイオードＤ２の出力線との接続部より出力端子Ｏ１側の線である出力正極線５１には、第一インダクタＬ１が直列に接続されている。また、出力正極線５１における第一インダクタＬ１より出力端子Ｏ１側において、出力正極線５１と出力負極線５２との間に第一出力平滑コンデンサＣ１が設けられている。第一インダクタＬ１及び第一出力平滑コンデンサＣ１は、出力電圧Ｖ１の平滑化のために設けられている。なお、第一インダクタＬ１を備えない構成としても好適である。
【００１６】
なお、第二トランスＴ２から第六トランスＴ６における、二次巻線Ｔ２２〜Ｔ６２から出力端子Ｏ２〜Ｏ６までの構成は、各部の名称を、適宜、第三ダイオードＤ３〜第十二ダイオードＤ１２、第二インダクタＬ２〜第六インダクタＬ６、第二出力平滑コンデンサＣ２〜第六出力平滑コンデンサＣ６等に置き換えるだけであって、第一トランスＴ１の場合と同様である。よって、詳しい説明は省略する。
【００１７】
また、この電源回路１では、６個のトランスＴ１〜Ｔ６のいずれかの一次巻線Ｔ１１〜Ｔ６１側の配線の一部に断線や接触不良等の故障等が発生した場合であっても、当該故障が発生したトランスを含む各トランスＴ１〜Ｔ６の出力電圧Ｖ１〜Ｖ６が低下することを抑制できるように、各トランスＴ１〜Ｔ６のコアの飽和磁束密度を適切に設定している。具体的には、各トランスＴ１〜Ｔ６のコアは、各コアの飽和磁束密度Ｂｓが必要飽和磁束密度Ｂｎに対して「６／５」倍以上となるように設定している。ここで、「必要飽和磁束密度Ｂｎ」は、６個のトランスＴ１〜Ｔ６を構成する回路内に欠損箇所がない正常状態で一次巻線Ｔ１１〜Ｔ６１に流れる電流の最大値によっても磁気飽和を起こさないために最低限必要とされる飽和磁束密度のこととする。
【００１８】
ところで、本実施形態では、電源回路１がトランスを６個備える場合を例として説明しているが、電源回路１が複数個のトランスを備える場合の各トランスのコアの飽和磁束密度Ｂｓの設定は、電源回路１が備えるトランスの個数Ｎと、各コアの必要飽和磁束密度Ｂｎと、を用いて汎用的な式（１）として表すことができる。
Ｂｓ≧｛１＋１／（Ｎ−１）｝Ｂｎ・・・（１）
ここで、Ｎは２以上の整数である。すなわち、この式（１）に示すように、各Ｎ個のトランスのコアは、各コアの飽和磁束密度Ｂｓが必要飽和磁束密度Ｂｎに対して｛１＋１／（Ｎ−１）｝倍以上となるように設定する。このようなコアの飽和磁束密度Ｂｓの設定は、コアの材質、構造、形状等を適切に設定することにより行う。
【００１９】
２．インバータ回路の構成
次に、本実施形態に係るインバータ回路２の構成について図２に基づいて説明する。このインバータ回路２は、電動機駆動用電源２３の直流電圧を交流電圧に変換して電動機２１に供給するための回路である。電動機駆動用電源２３の電圧は、上述した一次側電圧Ｖｉｎに対して大幅に高い電圧、例えば数百〔Ｖ〕等に設定されている。
【００２０】
インバータ回路２は、複数のインバータ用スイッチング素子３と複数のフリーホイールダイオード１７とを備えている。ここでは、インバータ回路２は、電動機２１の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）のそれぞれについて一対のスイッチング素子、具体的には、Ｕ相用上アーム素子１１及びＵ相用下アーム素子１２、Ｖ相用上アーム素子１３及びＶ相用下アーム素子１４、並びにＷ相用上アーム素子１５及びＷ相用下アーム素子１６の６個のスイッチング素子を備えている。なお、本実施形態において、各素子１１〜１６を特に区別しない場合には、単にインバータ用スイッチング素子３と呼ぶことにする。これら６個のスイッチング素子３として、本実施形態では、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を用いる。各相用の上アーム素子１１、１３、１５のエミッタと下アーム素子１２、１４、１６のコレクタとが、電動機２１の各相のコイルにそれぞれ接続されている。また、各相用の上アーム素子１１、１３、１５のコレクタは電動機駆動用電源２３の正極側に接続され、各相用の下アーム素子１２、１４、１６のエミッタは電動機駆動用電源２３の負極側に接続されている。また、各インバータ用スイッチング素子３には、それぞれフリーホイールダイオード１７が並列接続されている。
【００２１】
各インバータ用スイッチング素子３のゲート・エミッタ間には、ゲート駆動回路２０を介してゲート駆動電圧としての電源回路１の出力電圧Ｖ１〜Ｖ６が印加される。ゲート駆動回路２０は、制御ユニット２２から出力されるスイッチング制御信号としてのゲート駆動信号に従ってオン・オフ動作を行う。そして、ゲート駆動回路２０がオン状態となったときに各インバータ用スイッチング素子３のゲート・エミッタ間に出力電圧Ｖ１〜Ｖ６が印加されて各インバータ用スイッチング素子３がオン状態となる。一方、ゲート駆動回路２０がオフ状態となったときには各インバータ用スイッチング素子３のゲート・エミッタ間の電圧がゼロになり、各インバータ用スイッチング素子３がオフ状態となる。ここでは、各インバータ用スイッチング素子３は、ゲート駆動信号に従って、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御等に従ったスイッチング動作を行う。これにより、インバータ回路２は、電動機駆動用電源２３の直流電圧を交流電圧に変換して電動機２１に供給し、電動機２１を駆動する。なお、電動機２１が発電機として機能する際には、インバータ回路２は、発電された交流電圧を直流電圧に変換して電動機駆動用電源２３に供給する。
【００２２】
インバータ回路２と電動機２１の各相のコイルとの間を流れる各相電流は、電流センサ２４により検出されて制御ユニット２２へ出力される。なお、図２の例では、Ｕ相、Ｖ相の２相のみの電流を測定している。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相電流は平衡状態にあり、瞬時の総和は零であるので、２相の電流を測定して残りの１相の電流は演算により求められる。また、電動機２１のロータの各時点での磁極位置は、回転センサ２５により検出されて制御ユニット２２へ出力される。回転センサ２５は、例えばレゾルバ等により構成される。ここで、磁極位置は、電気角上でのロータの回転角度を表している。
【００２３】
３．正常状態での電源回路の動作
次に、本実施形態に係る電源回路１の正常状態での動作について図３及び図４を用いて説明する。なお、図３並びに故障時の動作の説明に用いる図５及び図８の回路図では、電源回路１が備える６個のトランスＴ１〜Ｔ６の内、第一トランスＴ１及び第二トランスＴ２を除く残りのトランスＴ３〜Ｔ６に関する部分を省略して示している。また、図４並びに故障時の動作の説明に用いる図６、図７、図９及び図１０は、電源回路１の動作中における各部の電圧又は電流の時間変化を示すタイムチャートである。ここでは、図４に示す各タイムチャートにおける電圧又は電流の値は、図３の回路図の各部に矢印で示される方向を基準として取得された値を示している。すなわち、電圧値に関しては、矢印の基端を基準電位（０〔Ｖ〕）とし、矢印の先端側の電位が基準電位より高ければ正、低ければ負の値とする。電流値に関しては、矢印の基端から先端側へ向かって流れる電流を正、それとは逆方向に流れる電流を負とする。このような記載方法は、図６及び図７のタイムチャートと図５の回路図との関係、並びに図９及び図１０のタイムチャートと図８の回路図との関係でも同様である。
【００２４】
正常状態での動作中における６個のトランスＴ１〜Ｔ６の動作は同じであるので、ここでは、電源回路１の第一トランスＴ１に関する部分の動作についてのみ説明する。電源回路１の動作中は、電源制御回路ＣＣにより、第一電源スイッチング素子Ｓ１と第二電源スイッチング素子Ｓ２とが交互にオン状態とされる。ここでは、各電源スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２のオン・オフ動作波形の位相を１８０°ずらして設定すると共に、各電源スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２のオンデューティーを５０％未満に設定し、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎと第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎとの間にデッドタイムを設けている。なお、各電源スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２のオンデューティーは、各電源スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２のオン期間Ｓ１ｏｎ、Ｓ２ｏｎの長さｔｏｎを各電源スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２のオン・オフ動作の周期Ｔで除算して求められる。
【００２５】
まず、トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１側の動作について図４（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。第一電源スイッチング素子Ｓ１がオン状態となった時には、第一巻線Ｔ１Ａの端点の電位はグランドの電位（０〔Ｖ〕）となる。このとき、一次巻線Ｔ１１の中点タップの電位は一次側電圧Ｖｉｎに等しい。従って、図４（ａ）に示すように、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎでは、中点タップの電位を基準とする第一巻線Ｔ１Ａの電圧Ｖ−Ｔ１Ａは「−Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる。ここで、一次巻線Ｔ１１の第一巻線Ｔ１Ａと第二巻線Ｔ１Ｂとは、巻数が同じ（Ｎｐ）であって極性も同じであるため、一次巻線Ｔ１１の第二巻線Ｔ１Ｂには、相互誘導によって第一巻線Ｔ１Ａと同じ大きさ及び向きの電圧が発生する。従って、図４（ｂ）に示すように、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎでは、中点タップの電位を基準とする第二巻線Ｔ１Ｂの電圧Ｖ−Ｔ１Ｂは「Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる。またこのとき、図４（ｃ）に示すように、第一巻線Ｔ１Ａを中点タップ側から端点側へ流れる電流Ｉ−Ｔ１Ａは、瞬間的に一定値まで立ち上がった後、時間の経過に伴って次第に増加するように流れる。ここでは、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎの最後に表れる電流Ｉ−Ｔ１Ａの最大値を「Ｉｐ」とする。一方、このときには第二電源スイッチング素子Ｓ２はオフ状態であるので、第二巻線Ｔ１Ｂには電流は流れず、図４（ｄ）に示すように、第二巻線Ｔ１Ｂを中点タップ側から端点側へ流れる電流Ｉ−Ｔ１Ｂは「０」となっている。
【００２６】
また、第二電源スイッチング素子Ｓ２がオン状態となった時には、第二巻線Ｔ１Ｂの端点の電位はグランドの電位（０〔Ｖ〕）となる。このとき、一次巻線Ｔ１１の中点タップの電位は一次側電圧Ｖｉｎに等しい。従って、図４（ｂ）に示すように、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎでは、第二巻線Ｔ１Ｂの電圧Ｖ−Ｔ１Ｂは「−Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる。このとき、一次巻線Ｔ１１の第一巻線Ｔ１Ａには、相互誘導によって第二巻線Ｔ１Ｂと同じ大きさ及び向きの電圧が発生する。従って、図４（ａ）に示すように、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎでは、第一巻線Ｔ１Ａの電圧Ｖ−Ｔ１Ａは「Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる。またこのとき、図４（ｄ）に示すように、第二巻線Ｔ１Ｂを流れる電流Ｉ−Ｔ１Ｂは、瞬間的に一定値まで立ち上がった後、時間の経過に伴って次第に増加するように流れる。この第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎの最後に表れる電流Ｉ−Ｔ１Ｂの最大値は、電流Ｉ−Ｔ１Ａの最大値と同じ「Ｉｐ」となる。一方、このときには第一電源スイッチング素子Ｓ１はオフ状態であるので、第一巻線Ｔ１Ａには電流は流れず、図４（ｃ）に示すように、第一巻線Ｔ１Ａを流れる電流Ｉ−Ｔ１Ａは「０」となっている。なお、第一電源スイッチング素子Ｓ１及び第二電源スイッチング素子Ｓ２の双方がオフ状態となるデッドタイムでは、電圧Ｖ−Ｔ１Ａ、電圧Ｖ−Ｔ１Ｂ、電流Ｉ−Ｔ１Ａ、及び電流Ｉ−Ｔ１Ｂはいずれも「０」となる。
【００２７】
次に、トランスＴ１の二次巻線Ｔ１２側の動作について図４（ｅ）〜（ｉ）を用いて説明する。上記のとおり、第一電源スイッチング素子Ｓ１がオン状態となった時には、図４（ｃ）に示すように、一次巻線Ｔ１１の第一巻線Ｔ１Ａを流れる電流Ｉ−Ｔ１Ａが時間の経過に伴って次第に増加するように変化する。ここでは、一次巻線Ｔ１１の第一巻線Ｔ１Ａ及び第二巻線Ｔ１Ｂの巻数が「Ｎｐ」、二次巻線Ｔ１２の第一巻線Ｔ１Ｃ及び第二巻線Ｔ１Ｄの巻数が「Ｎｓ」である。従って、図４（ｅ）に示すように、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎでは、トランスＴ１の相互誘導作用により、中点タップの電位を基準とする第一巻線Ｔ１Ｃの電圧Ｖ−Ｔ１Ｃは「−（Ｎｓ／Ｎｐ）Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる。このとき、第一ダイオードＤ１は逆バイアス状態となるため、二次巻線Ｔ１２の第一巻線Ｔ１Ｃには電流が流れず、図４（ｇ）に示すように、第一ダイオードＤ１を出力正極線５１側へ流れる電流Ｉ−Ｄ１は「０」となる。一方、図４（ｆ）に示すように、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎでは、トランスＴ１の相互誘導作用により、中点タップの電位を基準とする第二巻線Ｔ１Ｄの電圧Ｖ−Ｔ１Ｄは「（Ｎｓ／Ｎｐ）Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる。このとき、第二ダイオードＤ２は順バイアス状態となるため、二次巻線Ｔ１２の第二巻線Ｔ１Ｄには、中点タップから端点へ向かう電流が流れる。具体的には、図４（ｈ）に示すように、第二ダイオードＤ２を出力正極線５１側へ流れる電流Ｉ−Ｄ２は、第一電源スイッチング素子Ｓ１がオン状態となる直前に第一インダクタＬ１を流れていた電流Ｉ−Ｌ１（図４（ｉ）参照）と同じ値まで瞬間的に立ち上がった後、時間の経過に伴って次第に増加するように流れる。
【００２８】
また、第二電源スイッチング素子Ｓ２がオン状態となった時には、図４（ｄ）に示すように、一次巻線Ｔ１１の第二巻線Ｔ１Ｂを流れる電流Ｉ−Ｔ１Ｂが時間の経過に伴って次第に増加するように変化する。ここでは、一次巻線Ｔ１１の第一巻線Ｔ１Ａ及び第二巻線Ｔ１Ｂの巻数が「Ｎｐ」、二次巻線Ｔ１２の第一巻線Ｔ１Ｃ及び第二巻線Ｔ１Ｄの巻数が「Ｎｓ」である。従って、図４（ｆ）に示すように、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎでは、トランスＴ１の相互誘導作用により、中点タップの電位を基準とする第二巻線Ｔ１Ｄの電圧Ｖ−Ｔ１Ｄは「−（Ｎｓ／Ｎｐ）Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる。このとき、第二ダイオードＤ２は逆バイアス状態となるため、二次巻線Ｔ１２の第二巻線Ｔ１Ｄには電流が流れず、図４（ｈ）に示すように、第二ダイオードＤ２を出力正極線５１側へ流れる電流Ｉ−Ｄ２は「０」となる。一方、図４（ｅ）に示すように、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎでは、トランスＴ１の相互誘導作用により、中点タップの電位を基準とする第一巻線Ｔ１Ｃの電圧Ｖ−Ｔ１Ｃは「（Ｎｓ／Ｎｐ）Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる。このとき、第一ダイオードＤ１は順バイアス状態となるため、二次巻線Ｔ１２の第一巻線Ｔ１Ｃには、中点タップから端点へ向かう電流が流れる。具体的には、図４（ｇ）に示すように、第一ダイオードＤ１を出力正極線５１側へ流れる電流Ｉ−Ｄ１は、第二電源スイッチング素子Ｓ２がオン状態となる直前に第一インダクタＬ１を流れていた電流Ｉ−Ｌ１（図４（ｉ）参照）と同じ値まで瞬間的に立ち上がった後、時間の経過に伴って次第に増加するように流れる。
【００２９】
そして、図４（ｉ）に示すように、上述した第一ダイオードＤ１を通って流れる電流Ｉ−Ｄ１と第二ダイオードＤ２を通って流れる電流Ｉ−Ｄ２とを合わせた電流が、出力正極線５１のインダクタＬ１を流れる電流Ｉ−Ｌ１となる。なお、第一電源スイッチング素子Ｓ１及び第二電源スイッチング素子Ｓ２の双方がオフ状態となるデッドタイムでは、出力正極線５１を流れる電流Ｉ−Ｌ１の変化を抑制するインダクタＬ１の作用により、インダクタＬ１より出力端子Ｏ１側には、第一電源スイッチング素子Ｓ１及び第二電源スイッチング素子Ｓ２の一方がオン状態とされていたときに流れていた電流を初期値として、時間の経過に伴って次第に減少する電流Ｉ−Ｌ１が流れる。このような電流Ｉ−Ｌ１をインダクタＬ１に流すために、図４（ｇ）及び（ｈ）に示すように、第一巻線Ｔ１Ｃ及び第一ダイオードＤ１を通る経路と、第二巻線Ｔ１Ｄ及び第二ダイオードＤ２を通る経路とに、当該電流Ｉ−Ｌ１を所定の割合で分割した電流が流れる。
【００３０】
以上により、出力正極線５１と出力負極線５２との間、すなわち出力端子Ｏ１間には、インダクタＬ１及び出力平滑コンデンサＣ１によって平滑化された出力電圧Ｖ１が出力される。この出力電圧Ｖ１は、出力負極線５２の電位を基準とした出力正極線５１の電位であり、下記式（２）に示される値となる。ここで、「ｔｏｎ／Ｔ」は、各電源スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２のオンデューティーに相当する。なお、説明の簡略化のため、ここでは第一ダイオードＤ１及び第二ダイオードＤ２の順方向電圧はいずれも「０〔Ｖ〕」として考えている。
Ｖ１＝２（ｔｏｎ／Ｔ）（Ｎｓ／Ｎｐ）Ｖｉｎ〔Ｖ〕・・・（２）
また、残りの５個のトランスＴ２〜Ｔ６について全く同様に動作し、それぞれの出力電圧Ｖ２〜Ｖ６は、Ｖ１と同じ値となる。
【００３１】
４．一次巻線の一方の巻線が故障した際の電源回路の動作
次に、一次巻線Ｔ１１〜Ｔ６１の第一巻線Ｔ１Ａ〜Ｔ６Ａ及び第二巻線Ｔ１Ｂ〜Ｔ６Ｂの一方が故障した際の電源回路１の動作について図５〜図７を用いて説明する。ここでは、図５に示すように、第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１を構成する第二巻線Ｔ１Ｂが故障によって機能不良となった場合を例として説明する。
【００３２】
まず、故障が発生した第一トランスＴ１の動作について、図６のタイムチャートに基づいて説明する。なお、図６は、正常状態での第一トランスＴ１の動作を示す図４に対応しているが、一次巻線Ｔ１１の第二巻線Ｔ１Ｂが機能していないため、第二巻線Ｔ１Ｂの電圧Ｖ−Ｔ１Ｂ、及び第二巻線Ｔ１Ｂを流れる電流Ｉ−Ｔ１Ｂは示していない。
【００３３】
第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１に故障が発生した場合であっても、第一電源スイッチング素子Ｓ１及び第二電源スイッチング素子Ｓ２は、正常状態での動作中と同様に、電源制御回路ＣＣにより交互にオン状態とされる。そして、第一電源スイッチング素子Ｓ１がオン状態となった時には、一次巻線Ｔ１１の第一巻線Ｔ１Ａの端点の電位はグランドの電位（０〔Ｖ〕）となり、このときの一次巻線Ｔ１１の中点タップの電位は一次側電圧Ｖｉｎに等しい。従って、図６（ａ）に示すように、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎでは、中点タップの電位を基準とする第一巻線Ｔ１Ａの電圧Ｖ−Ｔ１Ａは「−Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる。またこのとき、図６（ｂ）に示すように、第一巻線Ｔ１Ａを中点タップ側から端点側へ流れる電流Ｉ−Ｔ１Ａは、瞬間的に一定値まで立ち上がった後、時間の経過に伴って次第に増加するように流れる。このような第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎの動作は、上述した正常状態と同様である。よって、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎの最後に表れる電流Ｉ−Ｔ１Ａの最大値は「Ｉｐ」となる。
【００３４】
一方、第二電源スイッチング素子Ｓ２がオン状態となった時には、本来機能すべき一次巻線Ｔ１１の第二巻線Ｔ１Ｂが機能しないため、第一トランスＴ１単体では、一次巻線Ｔ１１に電圧は発生しない。しかし、正常状態での動作として既に説明したとおり、故障がない他のトランスＴ２〜Ｔ６においては、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎでは、第二巻線Ｔ２Ｂ〜Ｔ６Ｂの電圧は「−Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となり（図７（ｂ）参照）、相互誘導によって第一巻線Ｔ２Ａ〜Ｔ６Ａの電圧は「Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる（図７（ａ）参照）。従って、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎでは、各トランスＴ２〜Ｔ６の一次巻線Ｔ２１〜Ｔ６１における第一巻線Ｔ２Ａ〜Ｔ６Ａの端点の電位は、第二巻線Ｔ２Ｂ〜Ｔ６Ｂの端点電位であるグランド電位（０〔Ｖ〕）に対して「２Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる。これにより、正常なトランスＴ２〜Ｔ６の第一巻線Ｔ２Ａ〜Ｔ６Ａの端点と電気的に接続されている第一トランスＴ１の第一巻線Ｔ１Ａの端点の電位も同じ電位「２Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる。この電位は、第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１の中点タップの電位「Ｖｉｎ〔Ｖ〕」に対して「Ｖｉｎ〔Ｖ〕」高い電位である。従って、図６（ａ）に示すように、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎでは、第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１における第一巻線Ｔ１Ａの電圧Ｖ−Ｔ１Ａは、「Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる。このように、第一トランスＴ１において、一次巻線Ｔ１１の第二巻線Ｔ１Ｂが機能しない場合にも、一次巻線Ｔ１１の第一巻線Ｔ１Ａには正常状態と同様の電圧が発生する。
【００３５】
ところで、このとき第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１を構成する第一巻線Ｔ１Ａの端点の電位は、当該第一巻線Ｔ１Ａにより発生した電位ではなく、当該第一巻線Ｔ１Ａの端点に接続された他のトランスＴ２〜Ｔ６の電位によって持ち上げられたことによる電位である。従って、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎでは、第一巻線Ｔ１Ａに、端点から中点タップへ向かう負の電流Ｉ−Ｔ１Ａが流れる。この電流Ｉ−Ｔ１Ａは、絶対値としてみた場合、図６（ｂ）に示すように、瞬間的に一定値まで立ち上がった後、時間の経過に伴って次第に増加するように流れる。そして、この第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎの最後に表れる電流Ｉ−Ｔ１Ａの最大値は「Ｉｐ」（符合を考慮すれば「−Ｉｐ」）となる。ここで、図３に示すように、正常状態において、第二巻線Ｔ１Ｂを流れる電流Ｉ−Ｔ１Ｂは基準方向を電流Ｉ−Ｔ１Ａと反対としている。従って、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎにおいて第一巻線Ｔ１Ａに流れる電流Ｉ−Ｔ１Ａは、正常状態で第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１を構成する第二巻線Ｔ１Ｂに流れる電流Ｉ−Ｔ１Ｂと大きさ及び向きが同じとなる。なお、後述するように、このときに第一巻線Ｔ１Ａに流れる電流は、当該第一巻線Ｔ１Ａに接続された他のトランスＴ１〜Ｔ６の一次巻線Ｔ２１〜Ｔ６１から流れ込む。
【００３６】
以上のように、この電源回路１の構成によれば、第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１を構成する第二巻線Ｔ１Ｂが機能しない場合には、正常状態で第二巻線Ｔ１Ｂに流れる電流Ｉ−Ｔ１Ｂと同じ電流が第一巻線Ｔ１Ａに流れる。すなわち、第一巻線Ｔ１Ａが第二巻線Ｔ１Ｂの働きを兼ねた動作を行う。これにより、図６（ｃ）〜（ｇ）に示すように、第一トランスＴ１の二次巻線Ｔ１２側では、正常状態のときと全く同じ動作が行われる（図４（ｅ）〜（ｉ）参照）。従って、出力正極線５１と出力負極線５２との間、すなわち出力端子Ｏ１間には、インダクタＬ１及び出力平滑コンデンサＣ１によって平滑化された出力電圧Ｖ１が正常状態のときと同様に出力される。
【００３７】
次に、故障が発生していないトランスＴ２〜Ｔ６の動作について、第二トランスＴ２を代表として図７のタイムチャートに基づいて説明する。なお、残りのトランスＴ３〜Ｔ６の動作は、第二トランスＴ２と同様であるので説明を省略する。
【００３８】
上記のとおり、第一電源スイッチング素子Ｓ１及び第二電源スイッチング素子Ｓ２は、電源制御回路ＣＣにより交互にオン状態とされる。そして、第一電源スイッチング素子Ｓ１がオン状態となった時には、一次巻線Ｔ２１の第一巻線Ｔ２Ａの端点の電位はグランドの電位（０〔Ｖ〕）となり、このときの一次巻線Ｔ２１の中点タップの電位は一次側電圧Ｖｉｎに等しい。従って、図７（ａ）に示すように、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎでは、中点タップの電位を基準とする第一巻線Ｔ２Ａの電圧Ｖ−Ｔ２Ａは「−Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる。ここで、一次巻線Ｔ２１の第一巻線Ｔ２Ａと第二巻線Ｔ２Ｂとは、巻数が同じ（Ｎｐ）であって極性も同じであるため、一次巻線Ｔ２１の第二巻線Ｔ２Ｂには、相互誘導によって第一巻線Ｔ２Ａと同じ大きさ及び向きの電圧が発生する。従って、図７（ｂ）に示すように、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎでは、中点タップの電位を基準とする第二巻線Ｔ２Ｂの電圧Ｖ−Ｔ２Ｂは「Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる。またこのとき、図７（ｃ）に示すように、第一巻線Ｔ２Ａを中点タップ側から端点側へ流れる電流Ｉ−Ｔ２Ａは、瞬間的に一定値まで立ち上がった後、時間の経過に伴って次第に増加するように流れる。このような第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎの動作は、上述した正常状態と同様である（図４（ａ）及び（ｂ）参照）。よって、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎの最後に表れる電流Ｉ−Ｔ２Ａの最大値は「Ｉｐ」となる。一方、このときには第二電源スイッチング素子Ｓ２はオフ状態であるので、第二巻線Ｔ２Ｂには電流は流れず、図７（ｄ）に示すように、第二巻線Ｔ２Ｂを中点タップ側から端点側へ流れる電流Ｉ−Ｔ２Ｂは「０」となっている。
【００３９】
第二電源スイッチング素子Ｓ２がオン状態となった時には、第二巻線Ｔ２Ｂの端点の電位はグランドの電位（０〔Ｖ〕）となり、このときの一次巻線Ｔ２１の中点タップの電位は一次側電圧Ｖｉｎに等しい。従って、図７（ｂ）に示すように、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎでは、第二巻線Ｔ２Ｂの電圧Ｖ−Ｔ２Ｂは「−Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる。このとき、一次巻線Ｔ２１の第一巻線Ｔ２Ａには、相互誘導によって第二巻線Ｔ２Ｂと同じ大きさ及び向きの電圧が発生する。従って、図７（ａ）に示すように、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎでは、第一巻線Ｔ２Ａの電圧Ｖ−Ｔ２Ａは「Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる。このような第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎにおける第二巻線Ｔ２Ｂの電圧Ｖ−Ｔ２Ｂ及び第一巻線Ｔ２Ａの電圧Ｖ−Ｔ２Ａの動作は、上述した正常状態と同様である（図４（ａ）及び（ｂ）参照）。一方、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎにおける第一巻線Ｔ２Ａを流れる電流Ｉ−Ｔ２Ａ及び第二巻線Ｔ２Ｂを流れる電流Ｉ−Ｔ２Ｂは、正常状態とはやや異なる。
【００４０】
すなわち、上述のとおり、このときの第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１を構成する第一巻線Ｔ１Ａには、端点から中点タップへ向かう負の電流Ｉ−Ｔ１Ａが流れる。この電流Ｉ−Ｔ１Ａは、絶対値としてみた場合、図６（ｂ）に示すように、瞬間的に一定値まで立ち上がった後、時間の経過に伴って次第に増加するように流れる。この電流Ｉ−Ｔ１Ａの最大値は「Ｉｐ」（符合を考慮すれば「−Ｉｐ」）となっている。そして、この電流Ｉ−Ｔ１Ａは、第一トランスＴ１以外の他のトランスＴ２〜Ｔ６の一次巻線Ｔ２１〜Ｔ６１を通って第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１へ流れ込む。具体的には、第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１を構成する第一巻線Ｔ１Ａを流れる電流Ｉ−Ｔ１Ａは、残りの５個のトランスＴ２〜Ｔ６の一次巻線Ｔ２１〜Ｔ６を構成する第一巻線Ｔ２Ａ〜Ｔ６Ａのそれぞれに均等に分割されて、すなわち５等分されて流れる。これにより、第一電源スイッチング素子Ｓ１がオフ状態であるにも関わらず、図７（ｃ）に示すように、第二トランスＴ２の一次巻線Ｔ２１を構成する第一巻線Ｔ２Ａには、第一トランスＴ１の第一巻線Ｔ１Ａを流れる電流Ｉ−Ｔ１Ａの「１／５」の値の電流Ｉ−Ｔ２Ａが中点タップから端点へ向かう方向に流れる。従って、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎの最後に表れる電流Ｉ−Ｔ２Ａの最大値は「Ｉｐ／５」となる。
【００４１】
一方、このとき第二トランスＴ２の一次巻線Ｔ２１を構成する第二巻線Ｔ２Ｂを中点タップから端点へ向かう方向に流れる電流Ｉ−Ｔ２Ｂは、図７（ｄ）に示すように、瞬間的に一定値まで立ち上がった後、時間の経過に伴って次第に増加するように流れる。このような電流Ｉ−Ｔ２Ｂの動作自体は正常状態と類似している。但し、このとき第二巻線Ｔ２Ｂには、正常状態で流れる電流（最大値は「Ｉｐ」）に加えて、第一巻線Ｔ２Ａを流れる電流Ｉ−Ｔ２Ａの増加分に応じた電流（最大値は「Ｉｐ／５」）が更に流れる。ここで、電流Ｉ−Ｔ２Ａの増加分に応じた電流は、当該電流Ｉ−Ｔ２Ａとは反対方向、すなわち第二巻線Ｔ２Ｂを中点タップから端点へ向かう方向に流れる。これにより、第二巻線Ｔ２Ｂを流れる電流Ｉ−Ｔ２Ｂは、正常状態で流れる電流値に対して２０％（１／５）増となる。従って、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎの最後に表れる電流Ｉ−Ｔ２Ｂの最大値は「６Ｉｐ／５」となる。
【００４２】
そして、図７（ｅ）〜（ｉ）に示すように、第二トランスＴ２の二次巻線Ｔ２２側では、正常状態のときと全く同じ動作が行われる（図４（ｅ）〜（ｉ）参照）。従って、出力正極線５１と出力負極線５２との間、すなわち出力端子Ｏ２間には、インダクタＬ２及び出力平滑コンデンサＣ２によって平滑化された出力電圧Ｖ２が正常状態のときと同様に出力される。
【００４３】
なお、以上では、第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１を構成する第二巻線Ｔ１Ｂが故障した場合を例として説明したが、当該一次巻線Ｔ１１の第一巻線Ｔ１Ａが故障によって機能不良となった場合の電源回路１の動作も同様である。また、第一トランスＴ１以外のいずれかのトランスＴ２〜Ｔ６について、一次巻線Ｔ２１〜Ｔ６１の第一巻線Ｔ２Ａ〜Ｔ６Ａ及び第二巻線Ｔ２Ｂ〜Ｔ６Ｂのいずれか一方が故障によって機能不良となった場合の電源回路１の動作も同様である。
【００４４】
ところで、本実施形態では、電源回路１がトランスを６個備える場合を例として説明しているが、上記のようにいずれかのトランスの一次巻線を構成する第一巻線及び第二巻線の一方が故障した際に、他の故障していないトランスの一次巻線に流れる電流の最大値は、電源回路１が備えるトランスの個数Ｎと、全てのトランスが正常状態であるときに一次巻線を構成する第一巻線及び第二巻線のそれぞれに流れる電流の最大値「Ｉｐ」と、を用いて汎用的な式として表すことができる。すなわち、いずれか一つのトランスの一次巻線を構成する第一巻線及び第二巻線の一方が故障し他方が正常である場合において、他の故障していないトランスの一次巻線を構成する第一巻線及び第二巻線の一方を故障側巻線、他方を正常側巻線とすると、故障していない各トランスの正常側巻線に流れる電流の最大値は「Ｉｐ」となる。一方、上記のとおり、故障していない（Ｎ−１）個のトランスのそれぞれの故障側巻線には、故障したトランスに流れる電流が均等に分割されて、すなわち（Ｎ−１）等分されて流れることから、正常状態であるときの電流の最大値「Ｉｐ」に「｛１／（Ｎ−１）｝Ｉｐ」を加算した電流が最大値として流れることになる。すなわち、故障していない各トランスの故障側巻線に流れる電流の最大値は「｛１＋１／（Ｎ−１）｝Ｉｐ」となる。従って、故障していない各トランスの一次巻線全体として見た場合における電流の最大値も「｛１＋１／（Ｎ−１）｝Ｉｐ」となる。
【００４５】
５．中点タップが故障した際の電源回路の動作
次に、一次巻線Ｔ１１〜Ｔ６１の中点タップが故障した際の電源回路１の動作について図８〜図１０を用いて説明する。ここでは、図８に示すように、第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１の中点タップが故障によって機能不良となり、一次側電源４からの一次側電圧Ｖｉｎが第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１に印加されない場合を例として説明する。
【００４６】
まず、故障が発生した第一トランスＴ１の動作について、図９のタイムチャートに基づいて説明する。なお、図９は、正常状態での第一トランスＴ１の動作を示す図４に対応しているが、ここでは一次巻線Ｔ１１の中点タップが機能していないため、一次巻線Ｔ１１に作用する電圧は、中点タップを基準とせず、第二巻線Ｔ１Ｂの端点の電位を基準とする一次巻線Ｔ１１の電圧Ｖ−Ｔ１ＡＢとして表す。
【００４７】
第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１に故障が発生した場合であっても、第一電源スイッチング素子Ｓ１及び第二電源スイッチング素子Ｓ２は、正常状態での動作中と同様に、電源制御回路ＣＣにより交互にオン状態とされる。そして、第一電源スイッチング素子Ｓ１がオン状態となった時には、第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１における第一巻線Ｔ１Ａの端点の電位がグランドの電位（０〔Ｖ〕）となり、第二電源スイッチング素子Ｓ２がオン状態となった時には、第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１における第二巻線Ｔ１Ｂの端点の電位がグランドの電位（０〔Ｖ〕）となる。しかし、本例では、一次巻線Ｔ１１の中点タップが故障により機能しないために、一次側電源４からの一次側電圧Ｖｉｎが第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１に印加されず、第一トランスＴ１単体では一次巻線Ｔ１１に電圧は発生しない。
【００４８】
一方、正常状態での動作として既に説明したとおり、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎでは、故障がない他のトランスＴ２〜Ｔ６では、相互誘導によって第二巻線Ｔ２Ｂ〜Ｔ６Ｂの電圧は「Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となり（図１０（ｂ）参照）、グランドに対する電位は「２Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる。同様に、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎでは、相互誘導によって第一巻線Ｔ２Ａ〜Ｔ６Ａの電圧は「Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となり（図１０（ａ）参照）、グランドに対する電位は「２Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる。そして、故障した第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１も、正常なトランスＴ２〜Ｔ６の一次巻線Ｔ２１〜Ｔ６１と電気的に接続されているため、第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１の両端の電位は、正常な他のトランスＴ２〜Ｔ６の一次巻線Ｔ２１〜Ｔ６１の両端の電位と同じになる。すなわち、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎでは、第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１における第二巻線Ｔ１Ｂの端点の電位が「２Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となり、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎでは、第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１における第一巻線Ｔ１Ａの端点の電位が「２Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる。従って、図９（ａ）に示すように、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎでは、第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１の電圧Ｖ−Ｔ１ＡＢは「−２Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となり、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎでは、第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１の電圧Ｖ−Ｔ１ＡＢは「２Ｖｉｎ〔Ｖ〕」となる。このように、第一トランスＴ１において中点タップが機能しない場合にも、一次巻線Ｔ１１の両端には、正常状態と同様の電圧が発生する。
【００４９】
ところで、このときの第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１における高い側の電位（２Ｖｉｎ〔Ｖ〕）は、当該一次巻線Ｔ１１により発生した電位ではなく、当該一次巻線Ｔ１１の端点に接続された他のトランスＴ２〜Ｔ６の電位によって持ち上げられたことによる電位である。従って、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎでは、一次巻線Ｔ１１に、第二巻線Ｔ１Ｂの端点から第一巻線Ｔ１Ａの端点へ向かう正の電流Ｉ−Ｔ１ＡＢが流れる。この電流Ｉ−Ｔ１ＡＢは、図９（ｂ）に示すように、瞬間的に一定値まで立ち上がった後、時間の経過に伴って次第に増加するように流れる。そして、この第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎの最後に表れる電流Ｉ−Ｔ１ＡＢの最大値は「Ｉｐ／２」となる。同様に、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎでは、一次巻線Ｔ１１に、第一巻線Ｔ１Ａの端点から第二巻線Ｔ１Ｂの端点へ向かう負の電流Ｉ−Ｔ１ＡＢが流れる。この電流Ｉ−Ｔ１ＡＢは、絶対値としてみた場合、図９（ｂ）に示すように、瞬間的に一定値まで立ち上がった後、時間の経過に伴って次第に増加するように流れる。そして、この第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎの最後に表れる電流Ｉ−Ｔ１ＡＢの最大値は「Ｉｐ／２」（符合を考慮すれば「−Ｉｐ／２」）となる。
【００５０】
ここでは、図８に示すように、第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１は、中点タップが機能せず、一次巻線Ｔ１１を構成する第一巻線Ｔ１Ａと第二巻線Ｔ１Ｂとが一体として機能する状態となっている。従って、この一次巻線Ｔ１１は、正常状態での第一巻線Ｔ１Ａ又は第二巻線Ｔ１Ｂに対して、巻数が２倍（２Ｎｐ）であって両端の電圧も２倍（２Ｖｉｎ〔Ｖ〕）となるため、流れる電流は大きさが「１／２」となっている。なお、後述するように、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎ及び第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎに一次巻線Ｔ１１に流れる電流は、当該一次巻線Ｔ１１に接続された他のトランスＴ１〜Ｔ６の一次巻線Ｔ２１〜Ｔ６１から流れ込む。
【００５１】
以上のように、この電源回路１の構成によれば、第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１の中点タップが機能しない場合には、一次巻線Ｔ１１は巻数が２倍（２Ｎｐ）であって流れる電流Ｉ−Ｔ１ＡＢの大きさが「１／２」となっている。これにより、一次巻線Ｔ１１側の動作は正常状態のときと異なっているが、第一トランスＴ１の二次巻線Ｔ１２側では、図９（ｃ）〜（ｇ）に示すように、正常状態のときと全く同じ動作が行われる（図４（ｅ）〜（ｉ）参照）。従って、出力正極線５１と出力負極線５２との間、すなわち出力端子Ｏ１間には、インダクタＬ１及び出力平滑コンデンサＣ１によって平滑化された出力電圧Ｖ１が正常状態のときと同様に出力される。
【００５２】
次に、故障が発生していないトランスＴ２〜Ｔ６の動作について、第二トランスＴ２を代表として図１０のタイムチャートに基づいて説明する。なお、残りのトランスＴ３〜Ｔ６の動作は、第二トランスＴ２と同様であるので説明を省略する。
【００５３】
上記のとおり、第一電源スイッチング素子Ｓ１及び第二電源スイッチング素子Ｓ２は、電源制御回路ＣＣにより交互にオン状態とされる。そして、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、このとき、故障が発生していない第二トランスＴ２の一次巻線Ｔ２１を構成する第一巻線Ｔ２Ａの電圧Ｖ−Ｔ２Ａ、及び第二巻線Ｔ２Ｂの電圧Ｖ−Ｔ２Ｂの動作は、正常状態と同様である（図４（ａ）及び（ｂ）参照）。一方、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎ及び第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎにおける、第一巻線Ｔ２Ａを流れる電流Ｉ−Ｔ２Ａ及び第二巻線Ｔ２Ｂを流れる電流Ｉ−Ｔ２Ｂは、正常状態とはやや異なる。
【００５４】
すなわち、上述のとおり、第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１には、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎでは第二巻線Ｔ１Ｂの端点から第一巻線Ｔ１Ａの端点へ向かう正の電流Ｉ−Ｔ１ＡＢ、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎでは第一巻線Ｔ１Ａの端点から第二巻線Ｔ１Ｂの端点へ向かう負の電流Ｉ−Ｔ１ＡＢが流れる。この電流Ｉ−Ｔ１ＡＢは、絶対値としてみた場合、図９（ｂ）に示すように、瞬間的に一定値まで立ち上がった後、時間の経過に伴って次第に増加するように流れる。この電流Ｉ−Ｔ１ＡＢの絶対値の最大値は「Ｉｐ／２」となっている。そして、この電流Ｉ−Ｔ１ＡＢは、第一トランスＴ１以外の他のトランスＴ２〜Ｔ６の一次巻線Ｔ２１〜Ｔ６１を通って第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１へ流れ込む。具体的には、第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１を構成する第一巻線Ｔ１Ａを流れる電流Ｉ−Ｔ１ＡＢは、残りの５個のトランスＴ２〜Ｔ６の一次巻線Ｔ２１〜Ｔ６を構成する第一巻線Ｔ２Ａ〜Ｔ６Ａのそれぞれに均等に分割されて、すなわち５等分されて流れる。
【００５５】
これにより、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎには、第二電源スイッチング素子Ｓ２がオフ状態であるにも関わらず、図１０（ｄ）に示すように、第二トランスＴ２の一次巻線Ｔ２１を構成する第二巻線Ｔ２Ｂには、第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１を流れる電流Ｉ−Ｔ１ＡＢの「１／５」の値の電流Ｉ−Ｔ２Ｂが中点タップから端点へ向かう方向に流れる。従って、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎの最後に表れる電流Ｉ−Ｔ２Ｂの最大値は「Ｉｐ／１０」となる。一方、このとき第二トランスＴ２の一次巻線Ｔ２１を構成する第一巻線Ｔ２Ａを中点タップから端点へ向かう方向に流れる電流Ｉ−Ｔ２Ａは、図１０（ｃ）に示すように、瞬間的に一定値まで立ち上がった後、時間の経過に伴って次第に増加するように流れる。このような電流Ｉ−Ｔ２Ａの動作自体は正常状態と類似している。但し、このとき第一巻線Ｔ２Ａには、正常状態で流れる電流（最大値は「Ｉｐ」）に加えて、第二巻線Ｔ２Ｂを流れる電流Ｉ−Ｔ２Ｂの増加分に応じた電流（最大値は「Ｉｐ／１０」）が更に流れる。ここで、電流Ｉ−Ｔ２Ｂの増加分に応じた電流は、当該電流Ｉ−Ｔ２Ｂとは反対方向、すなわち第一巻線Ｔ２Ａを中点タップから端点へ向かう方向に流れる。これにより、第一巻線Ｔ２Ａを流れる電流Ｉ−Ｔ２Ａは、正常状態で流れる電流値に対して１０％（１／１０）増となる。従って、第一電源スイッチング素子Ｓ１のオン期間Ｓ１ｏｎの最後に表れる電流Ｉ−Ｔ２Ａの最大値は「１１Ｉｐ／１０」となる。
【００５６】
同様に、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎには、第一電源スイッチング素子Ｓ１がオフ状態であるにも関わらず、図１０（ｃ）に示すように、第二トランスＴ２の一次巻線Ｔ２１を構成する第一巻線Ｔ２Ａには、第一トランスＴ１の一次巻線Ｔ１１を流れる電流Ｉ−Ｔ１ＡＢの「１／５」の値の電流Ｉ−Ｔ２Ａが中点タップから端点へ向かう方向に流れる。一方、このとき第二トランスＴ２の一次巻線Ｔ２１を構成する第二巻線Ｔ２Ｂを中点タップから端点へ向かう方向に流れる電流Ｉ−Ｔ２Ｂは、図１０（ｄ）に示すように、瞬間的に一定値まで立ち上がった後、時間の経過に伴って次第に増加するように流れる。このとき第二巻線Ｔ２Ｂには、正常状態で流れる電流（最大値は「Ｉｐ」）に加えて、第一巻線Ｔ２Ａを流れる電流Ｉ−Ｔ２Ａの増加分に応じた電流（最大値は「Ｉｐ／１０」）が更に流れる。これにより、第二巻線Ｔ２Ｂを流れる電流Ｉ−Ｔ２Ｂは、正常状態で流れる電流値に対して１０％（１／１０）増となる。従って、第二電源スイッチング素子Ｓ２のオン期間Ｓ２ｏｎの最後に表れる電流Ｉ−Ｔ２Ｂの最大値は「１１Ｉｐ／１０」となる。
【００５７】
そして、図１０（ｅ）〜（ｉ）に示すように、第二トランスＴ２の二次巻線Ｔ２２側では、正常状態のときと全く同じ動作が行われる（図４（ｅ）〜（ｉ）参照）。従って、出力正極線５１と出力負極線５２との間、すなわち出力端子Ｏ２間には、インダクタＬ２及び出力平滑コンデンサＣ２によって平滑化された出力電圧Ｖ２が正常状態のときと同様に出力される。
【００５８】
なお、以上では、第一トランスＴ１における一次巻線Ｔ１１の中点タップが故障した場合を例として説明したが、第一トランスＴ１以外のいずれかのトランスＴ２〜Ｔ６について、一次巻線Ｔ２１〜Ｔ６１の中点タップが故障によって機能不良となった場合の電源回路１の動作も同様である。また、中点タップそのものが故障した場合だけでなく、一次側電源４の正極端子からいずれかのトランスＴ１〜Ｔ６の中点タップまでの配線のいずれかの部位が故障した場合についても同様である。
【００５９】
ところで、本実施形態では、電源回路１がトランスを６個備える場合を例として説明しているが、上記のようにいずれかのトランスの一次巻線の中点タップが故障した際に、他の故障していないトランスの一次巻線に流れる電流の最大値は、電源回路１が備えるトランスの個数Ｎと、全てのトランスが正常状態であるときに一次巻線を構成する第一巻線及び第二巻線のそれぞれに流れる電流の最大値「Ｉｐ」と、を用いて汎用的な式として表すことができる。すなわち、いずれか一つのトランスにおける一次巻線の中点タップが故障した場合において、故障していない（Ｎ−１）個のトランスのそれぞれの一次巻線の第一巻線又は第二巻線には、故障したトランスに流れる電流が均等に分割されて、すなわち（Ｎ−１）等分されて流れることから、正常状態であるときの電流の最大値「Ｉｐ」に「〔１／｛２（Ｎ−１）｝〕Ｉｐ」を加算した電流が最大値として流れることになる。すなわち、故障していない各トランスの故障側巻線に流れる電流の最大値は「〔１＋１／｛２（Ｎ−１）｝〕Ｉｐ」となる。従って、故障していない各トランスの一次巻線全体として見た場合における電流の最大値も「〔１＋１／｛２（Ｎ−１）｝〕Ｉｐ」となる。
【００６０】
６．各トランスのコアの設定
以上のとおり、いずれかのトランスの一次巻線を構成する第一巻線及び第二巻線の一方が故障した際に故障していないトランスの一次巻線に流れる電流の最大値の方が、いずれかのトランスの一次巻線の中点タップが故障した際に故障していないトランスの一次巻線に流れる電流の最大値よりも大きい。そして、このような故障していないトランスの一次巻線に流れる電流の最大値は、上記のとおり、「｛１＋１／（Ｎ−１）｝Ｉｐ」となる。よって、この「｛１＋１／（Ｎ−１）｝Ｉｐ」によって各トランスのコアの磁束飽和が生じないように、各コアの飽和磁束密度Ｂｓを設定すれば、いずれかのトランスの一次巻線又はその周辺に断線や接触不良等の故障が発生した場合にも、各トランスの動作を保証することができる。
【００６１】
ここで、各トランスのコアに流れる磁束は、各トランスの巻線に流れる電流に比例する。そこで、この電源回路１では、上記の式（１）に示すとおり、各トランスのコアの飽和磁束密度Ｂｓを、Ｎ個のトランスを構成する回路内に欠損箇所がない正常状態で一次巻線に流れる電流の最大値Ｉｐによっても磁気飽和を起こさないために最低限必要とされる必要飽和磁束密度Ｂｎに対して｛１＋１／（Ｎ−１）｝倍以上に設定している。本実施形態では、電源回路１は６個のトランスＴ１〜Ｔ６を備えている（Ｎ＝６）。従って、各トランスＴ１〜Ｔ６のコアは、各コアの飽和磁束密度Ｂｓが必要飽和磁束密度Ｂｎに対して「６／５」倍以上となるように設定している。
【００６２】
各コアの飽和磁束密度Ｂｓをこのように設定することにより、複数のトランスの一次巻線のいずれかの部位が故障した際に、当該故障した一次巻線に流れる電流が、故障していないトランスの一次巻線に等分されて流されることによって故障していないトランスの一次巻線のコアが磁気飽和を起こすことが防止される。よって、故障したトランスの一次巻線を流れる電流を他の故障していないトランスから供給することができ、上記のように、故障したトランスの一次巻線に故障していないトランスと類似する動作を確実に行わせることが可能となっている。
【００６３】
以上では、各トランスのコアの飽和磁束密度Ｂｓの下限値の設定について説明した。一方、各トランスのコアの飽和磁束密度Ｂｓの上限値に関しては特に制限はなく、自由に設定することが可能である。従って、コアの飽和磁束密度Ｂｓが上述した下限値以上となる範囲内で、製造の容易性やコスト等を考慮して適切な材質、構造、形状等を設定すると好適である。但し、上記のように一次巻線が故障した際であっても正常状態と同様の出力電圧を確保可能な状態であって一つのトランスの一次巻線に流れる最大の電流値を考えると、当該最大電流値は「Ｎ・Ｉｐ」となる。このような最大電流値（Ｎ・Ｉｐ）は、Ｎ個のトランスの一次巻線の内で１個のみが故障がなく、残りの（Ｎ−１）個の一次巻線における第一巻線及び第二巻線の一方が故障した状態において、故障がない一次巻線を流れる電流値に相当する。そこで、このような最大電流値（Ｎ・Ｉｐ）によって各トランスのコアの磁束飽和が生じないように、各コアの飽和磁束密度Ｂｓを設定すれば、上記のように（Ｎ−１）個のトランスの一次巻線に故障が発生した場合にも、各トランスの動作を保証することができる。逆に、正常状態と同様の出力電圧を確保可能な状態で、このような最大電流値（Ｎ・Ｉｐ）を超える電流が一次巻線に流れることはなく、これ以上の電流値を想定して各トランスのコアの飽和磁束密度Ｂｓを設定することは不要である。この点から、各トランスのコアの飽和磁束密度Ｂｓは、必要飽和磁束密度Ｂｎに対してＮ倍以下に設定されていると好適である。この場合、各トランスのコアの飽和磁束密度Ｂｓの設定は、上述した下限値の設定と併せて、下記の式（３）により表すことができる。
｛１＋１／（Ｎ−１）｝Ｂｎ≦Ｂｓ≦Ｎ・Ｂｎ・・・（３）
【００６４】
なお、上記のような設定以外にも、例えば、Ｎ個のトランスの内の（Ｎ／２）個のトランスの一次巻線の故障までを許容する設定とする場合には、各トランスのコアの飽和磁束密度Ｂｓは、必要飽和磁束密度Ｂｎに対して２倍以下に設定されていると好適である。このように、各トランスのコアの飽和磁束密度Ｂｓの上限値は、電源回路１の使用状況等に鑑みてどの程度の故障までを許容するかに応じて適宜設定すると好適である。
【００６５】
７．その他の実施形態
（１）上記の実施形態では、電源回路１が６個のトランスＴ１〜Ｔ６を備える場合を例として主に説明し、数式等に関する一部の説明のみについてトランスの個数をＮ個（Ｎは２以上の整数）に一般化して説明した。当然ながら、本発明に係る電源回路１が備えるトランスの個数は６個に限定されるものではなく、２個以上のあらゆる個数について同様に適用することが可能である。従って、例えば、電源回路１がトランスを４個備え、或いは１２個備える構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【００６６】
（２）上記の実施形態では、第一電源スイッチング素子Ｓ１及び第二電源スイッチング素子Ｓ２としてＦＥＴを用いる場合を例として説明した。しかし、これらのスイッチング素子の具体的構成はこれに限定されるものではなく、例えば、ＩＧＢＴやバイポーラ型トランジスタ等のように、公知の各種構造のパワートランジスタを好適に用いることができる。同様に、インバータ回路２の各インバータ用スイッチング素子３としても、ＩＧＢＴの他に、ＦＥＴやバイポーラ型トランジスタ等の公知の各種構造のパワートランジスタを好適に用いることができる。
【００６７】
（３）上記の実施形態では、本発明に係る電源回路１による駆動対象を、電動機２１の駆動用のインバータ回路２とする場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、電源装置等のような公知の各種用途のインバータ回路における、複数のインバータ用スイッチング素子を駆動するためのインバータ駆動用の電源回路として、本発明は好適に用いることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、インバータ回路を構成する複数のインバータ用スイッチング素子を駆動するためのインバータ駆動用電源回路として好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１：インバータ駆動用電源回路
２：インバータ回路
３：インバータ用スイッチング素子
４：一次側電源
５：第一電源制御部
６：第二電源制御部
Ｔ１〜Ｔ６：トランス
Ｔ１１〜Ｔ６１：一次巻線
Ｔ１Ａ〜Ｔ６Ａ：一次巻線の第一巻線
Ｔ１Ｂ〜Ｔ６Ｂ：一次巻線の第二巻線
Ｔ１２〜Ｔ６２：二次巻線
Ｔ１Ｃ〜Ｔ６Ｃ：二次巻線の第一巻線
Ｔ１Ｄ〜Ｔ６Ｄ：二次巻線の第二巻線
Ｖ１〜Ｖ６：出力電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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