(57)【要約】【課題】制御回路を使用しない簡易な構成でありながら循環電流を抑制できる循環電流低減回路を提供する。【解決手段】トランス装置２１と、トランス装置２１と並列に接続されるトランス装置２２と、トランス装置２１の一次コイル部２１ａ及びトランス装置２２の一次コイル部２２ａに対する電流の供給タイミングを制御するスイッチング素子１５と、を有するトランスユニット１に接続され、循環電流を低減する循環電流低減回路を構成する。この際、循環電流低減回路は、トランス装置２１の一次コイル部２１ａとスイッチング素子１５との間に接続される第一回路１１と、トランス装置２２の一次コイル部２２ａとスイッチング素子１５の間に接続される第二回路１２と、を含む。【選択図】図１
2019030124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一のトランス装置と、当該第一のトランス装置と並列に接続される第二のトランス装置と、前記第一のトランス装置の一次側の第一の一次コイル部及び前記第二のトランス装置の一次側の第二の一次コイル部に対する電流の供給タイミングを制御する制御素子と、を有するトランスユニットに接続され、前記トランスユニットで発生する循環電流を低減する循環電流低減回路であって、
前記第一のトランス装置の一次側の第一の一次コイル部と前記制御素子との間に接続される第一回路と、
前記第二のトランス装置の一次側の第二の一次コイル部と前記制御素子の間に接続される第二回路と、を含む、循環電流低減回路。
【請求項２】
前記第一回路が前記第一のトランス装置において前記第一の一次コイル部よりも上流に設けられる場合、前記第二回路は前記第二のトランス装置において前記第二の一次コイル部よりも上流に設けられ、前記第一回路が前記第一のトランス装置において前記第一の一次コイル部よりも下流に設けられる場合、前記第二回路は前記第二のトランス装置において前記第二の一次コイル部よりも下流に設けられる、請求項１に記載の循環電流低減回路。
【請求項３】
前記第一回路及び前記第二回路は、前記循環電流が流れる方向を規制する整流素子と、前記循環電流を消費する抵抗素子と、をそれぞれ含む、請求項１または２に記載の循環電流低減回路。
【請求項４】
前記第一回路及び前記第二回路は、第一整流素子、第一抵抗素子、第二整流素子及び第二抵抗素子を含み、
前記第一回路は前記第一の一次コイル部と直列に接続され、前記第二回路は前記第二の一次コイル部と直列に接続され、前記第一整流素子及び前記第一抵抗素子と前記第二整流素子及び前記第二抵抗素子とが並列に接続される、請求項３に記載の循環電流低減回路。
【請求項５】
前記第一回路において、前記第一抵抗素子及び前記第一整流素子の抵抗値と、前記第二抵抗素子及び前記第二整流素子の抵抗値と、は、前記第一の一次コイル部のインピーダンスよりも低く、
前記第二回路において、前記第一抵抗素子及び前記第一整流素子の抵抗値と、前記第二抵抗素子及び前記第二整流素子の抵抗値と、は、前記第二の一次コイル部のインピーダンスよりも低い、請求項４に記載の循環電流低減回路。
【請求項６】
第一のトランス装置と、
前記第一のトランス装置と並列に接続された第二のトランス装置と、
前記第一のトランス装置の一次側の第一の一次コイル部及び前記第二のトランス装置の一次側の第二の一次コイル部に対する電流の供給タイミングを制御する制御素子と、
前記制御素子と前記第一の一次コイル部との間に接続される第一回路と、
前記制御素子と前記第二の一次コイル部との間に接続される第二回路と、を含む、トランスユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランス装置で発生する循環電流を低減する循環電流低減回路及び、この循環電流低減回路を備えたトランス装置を含むトランスユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、トランス装置を含む回路には多様な種類や用途があって、複数のトランス装置が接続されて回路を構成するものも多い。そして、複数のトランス装置を含む回路には、同じ仕様のトランス装置を複数含むものばかりでなく、仕様が異なるトランス装置を複数含むもがある。なお、ここでいうトランス装置の仕様は、トランス装置のコイルの巻数やインダクタンス等のトランス装置の機能にかかるパラメータである。
トランス装置の一次側のコイルに供給される電流は、一定の周波数でオン、オフされている。そして、電流がオンからオフに切り替わるとき、複数の並列に接続されたトランス装置の一次側で形成される閉ループにおいて、インピーダンスの高い方から低い方へ流れる循環電流が発生する。循環電流の発生は、回路を流れる電流にリンギング（異常）を生じ、その程度によっては回路素子を破壊する恐れがある。
【０００３】
循環電流の発生を防ぐ公知の回路としては、例えば、特許文献１に記載のスイッチング電源装置がある。特許文献１に記載のスイッチング電源装置では、第一トランス装置、第二のトランス装置の一次コイルに複数のスイッチを接続し、一次コイル、二次コイルの両方にコンデンサを接続している。また、特許文献１に記載のスイッチング電源装置は、複数のスイッチのそれぞれに信号を送信して制御する制御回路を備えている。そして、制御回路は、スイッチング素子のオン、オフに合わせて各スイッチを離接するように制御し、第一トランスの一次コイルと第二トランスの一次コイルとの間に流れる循環電流を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２８４２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したスイッチング電源装置は、複数のスイッチを制御する制御回路が必要になるため、装置全体の簡易化及び小型化に不利な構成であるといえる。また、このようなスイッチング電源装置では、スイッチの制御の精度を高めるために制御回路に高機能のものを用いるとすると、装置がいっそう複雑化し、高コスト化することが予測される。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、制御回路を使用しない簡易な構成でありながら、第一トランス装置及び第二トランス装置の一次コイル間に流れる循環電流を抑制できる循環電流低減回路、この循環電流低減回路を備えたトランスユニットに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の循環電流低減回路は、第一のトランス装置と、当該第一のトランス装置と並列に接続される第二のトランス装置と、前記第一のトランス装置の一次側の第一の一次コイル部及び前記第二のトランス装置の一次側の第二の一次コイル部に対する電流の供給タイミングを制御する制御素子と、を有するトランスユニットに接続され、前記トランスユニットで発生する循環電流を低減する循環電流低減回路であって、前記第一のトランス装置の一次側の第一の一次コイル部と前記制御素子との間に接続される第一回路と、前記第二のトランス装置の一次側の第二の一次コイル部と前記制御素子の間に接続される第二回路と、を含む。
本発明のトランスユニットは、第一のトランス装置と、前記第一のトランス装置と並列に接続された第二のトランス装置と、前記第一のトランス装置の一次側の第一の一次コイル部及び前記第二のトランス装置の一次側の第二の一次コイル部に対する電流の供給タイミングを制御する制御素子と、前記制御素子と前記第一の一次コイル部との間に接続される第一回路と、前記制御素子と前記第二の一次コイル部との間に接続される第二回路と、を含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、制御回路を使用しない簡易な構成でありながら、第一トランス装置及び第二トランス装置の一次コイル間に流れる循環電流を抑制できる循環電流低減回路、この循環電流低減回路を備えたトランスユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態のトランスユニットを説明するための図である。
【図２】本発明の一実施形態の循環電流低減回路の効果を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、すべての図面において、同様の構成要素には同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
［トランスユニット］
図１は、本発明の一実施形態のトランスユニットを説明するための図である。本実施形態のトランスユニット１は、二つのトランス装置２１、トランス装置２２を含んでいる。二つのトランス装置２１、２２は、互いにコイルの巻数比が異なっていて、このためにインピーダンスも相違している。このようなトランスユニット１では、インピーダンスの高い側のトランス装置の一次コイルと低い側のトランス装置の一次コイルとの間に循環電流が流れる。本実施形態のトランスユニットは、このような循環電流を低減する循環電流低減回路を有している。循環電流低減回路は、トランスユニットを流れる電流にリンギングが生じることをなくし、ひいては過剰なリンギングによってトランスユニットを構成する素子が誤作動する、あるいは破損することを防ぐものである。
ここで、「低減」とは、トランスユニットに循環電流低減回路がない場合には循環電流が発生する、または循環電流低減回路がない場合には循環電流低減回路がある場合に比べて循環電流が多く発生することをいう。
【００１０】
図１に示したトランスユニットは、トランス装置２１（第一のトランス装置）と、トランス装置２１と並列に接続されたトランス装置２２（第二のトランス装置）と、を有している。トランス装置２１の一次側の一次コイル部２１ａ（第一の一次コイル部）及びトランス装置２２の一次側の一次コイル部２２ａ（第二の一次コイル部）に対する電流の供給タイミングを制御する制御素子であるスイッチング素子１５と一次コイル部２１ａとの間に接続される第一回路１１と、スイッチング素子１５と一次コイル部２２ａとの間に接続される第二回路１２と、を含んでいる。
第一回路１１及び第二回路１２は、トランスユニット１に接続される循環電流低減回路を構成する。つまり、本実施形態の循環電流低減回路は、トランス装置２１と、トランス装置２１と並列に接続されるトランス装置２２と、トランス装置２１の一次側の一次コイル部２１ａ及びトランス装置２２の一次コイル部２２ａに対する電流の供給タイミングを制御するスイッチング素子１５と、を有するトランスユニット１に接続され、トランスユニットで発生する循環電流を低減する循環電流低減回路に含まれる。
以下、上記構成をより詳細に説明する。
【００１１】
［トランス装置］
トランス装置２１は、一次コイル部２１ａと二次コイル部２１ｂを備えている。トランス装置２２は、一次コイル部２２ａと二次コイル部２２ｂを備えている。「コイル部」は、一次コイル、二次コイルを構成する導線のうち、巻回されてコイルを形成する部分を指す。導線のうちのコイルを形成する部分を「巻線」とも記す。一次コイル部２１ａ、２２ａは、トランス装置２１、２２の入力側であり、一次コイル部２１ａと接続する導線の端部は一次側の入力端子Ａとなっている。二次コイル部２１ｂ、２２ｂは、トランス装置２１、２２の出力側である。
トランス装置２１、トランス装置２２のいずれにあっても、一次コイル部２１ａ、２２ａに電流を流すことによって一次コイル部２１ａ、２２ａを貫く磁束が変化する。磁束の変化によって自己誘導起電力が発生する。理想的なトランス装置では、二次コイル部２１ｂ、２２ｂにおいても一次コイル部２１ａ、２２ａと同じだけ磁束が変化し、相互誘導起電力が発生する。
【００１２】
相互誘導起電力の発生によって二次コイル部２１ｂに電流が流れ、この電流はダイオード２１ｃによって整流される。また、トランス装置２１の出力側には二次コイル部２１ｂと直列にコンデンサ２１ｄが接続されている。二次コイル部２１ｂに流れる電流からは、所望の周波数の信号が取り出される。また、同様に、二次コイル部２２ｂに電流が流れ、この電流はダイオード２２ｃによって整流される。また、トランス装置２２の出力側には二次コイル部２２ｂと直列にコンデンサ２２ｄが接続されている。二次コイル部２２ｂに流れる電流からは、所望の周波数の信号が取り出される。
このようなトランス装置２１、２２では、一次側の巻線の巻数ｎ１と二次側の巻線の巻数ｎ２との比ｎ１／ｎ２が、入力側の電圧Ｖ１と出力側の電圧Ｖ２との比Ｖ１／Ｖ２に結合係数ｋを乗じたｋ・Ｖ１／Ｖ２に等しくなっている。このことから、トランス装置２１、２２における巻線の巻数は、所望の変圧比に応じて設計される。
【００１３】
トランス装置２１、２２は、多くの場合、鉄心等に絶縁被覆をした銅線を巻回す、または鉄心との絶縁を確保したボビン等に銅線を巻き回して構成される。鉄心に使用される鉄材としては、例えば、ケイ素鋼板や方向性鋼板、フェライト等の磁性体が好適である。銅線を覆う絶縁性材料としては、例えば、シリコーン油や合成樹脂が用いられる。なお、高周波用のトランス装置２１、２２には、鉄心を用いない構成のものもある。
【００１４】
［制御素子］
本実施形態では、制御素子としてのスイッチング素子１５を電界効果トランジスタ（FET: Field Effect Transistor）とした例を説明する。電界効果トランジスタはＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor）ＦＥＴ、ジャンクションＦＥＴ、ＭＥＳ（Metal-Semiconductor）ＦＥＴ等のいずれであってもよい。ただし、本実施形態のスイッチング素子１５は電界効果トランジスタに限定されるものでなく、電流の流出、停止を制御する機能を有するものであればどのような素子であってもよい。このため、スイッチング素子１５は、例えば、バイポーラトランジスタ（Bipolar transistor）であってもよい。
スイッチング素子１５は、入力端子Ａとグランドとの間に設けられている。スイッチング素子１５のゲート端子には、パルス電圧を発生するパルスジェネレータ（図示せず）から抵抗素子１７を介してパルス電圧が印加される。スイッチング素子１５は、パルス電圧の印加によってオン、オフを繰り返す。スイッチング素子１５がオン状態になったとき、入力端子Ａとグランドとの間が導通し、一次コイル部２１ａ、２２ａに供給される電流の流路が形成される。また、スイッチング素子１５がオフ状態になったとき、一次コイル部２１ａ、２２ａに供給される電流の流路が切断されて一次コイル部２１ａ、２２ａへの電流の供給が停止する。したがって、トランスユニット１の動作の周波数は、スイッチング素子１５に加えられるパルス電圧の周波数に応じて決定される。
循環電流は、スイッチング素子１５がオフすることによって一次コイル部２１ａ、一次コイル部２２ａで発生した磁束が減少し、この減少を補うように発生する電流をいう。スイッチング素子１５のドレイン側とグランド側との間には抵抗素子１９が接続されているが、抵抗素子１９の接続は任意である。
【００１５】
［循環電流低減回路］
循環電流低減回路である第一回路１１は、スイッチング素子１５と一次コイル部２１ａとの間に設けられている。また、第二回路１２は、スイッチング素子１５と一次コイル部２２ａとの間に設けられている。本実施形態でいう「回路」は、電気的な素子が電気伝導体で接続された電流の閉ループを指す。したがって、本実施形態の回路は、電気的な素子間を流れる電流がループを形成していないものを除く。
本実施形態の第一回路１１及び第二回路１２は、同一の構成を有している。第一回路１１は、循環電流が流れる方向を規制する整流素子であるダイオード１１ｃ、１１ｄと、循環電流を消費する抵抗素子１１ａ、１１ｂと、を含んでいる。そして、第二回路１２は、循環電流が流れる方向を規制するダイオード１２ｃ、１２ｄと、循環電流を消費する抵抗素子１２ａ、１２ｂと、を含んでいる。
第一回路１１に含まれるダイオード１１ｃ、１１ｄと第二回路１２に含まれるダイオード１２ｃ、１２ｄとのパラメータ（閾値等）は等しくてもよいし、相違していてもよい。また、第一回路１１に含まれる抵抗素子１１ａ、１１ｂと、第二回路１２に含まれる抵抗素子１２ａ、１２ｂの抵抗値等のパラメータは等しくてもよいし、相違していてもよい。
なお、ここで、「循環電流が流れる方向を規制する」とは、ダイオード１１ｃからダイオード１２ｄに閾値以上の電圧が印加されたとき、ダイオード１１ｃからダイオード１２ｄが予め定められた方向にのみ電流を流す機能を有することをいう。また、「循環電流を消費する」とは、循環電流が閉ループ内を循環することによって閉ループの外部に出る循環電流の成分をなくす、または低減することをいう。
【００１６】
第一回路１１において、ダイオード１１ｃは第一整流素子であり、抵抗素子１１ｂは第一抵抗素子である。また、ダイオード１１ｄは第二整流素子であり、抵抗素子１１ａは第二抵抗素子である。第二回路１２において、ダイオード１２ｃは第一整流素子であり、抵抗素子１２ｂは第一抵抗素子である。また、ダイオード１２ｄは第二整流素子であり、抵抗素子１２ａは第二抵抗素子である。第一回路１１は、一次コイル部２１ａと直列に接続されている。また、第二回路１２は、一次コイル部２２ａと直列に接続されている。
さらに、第一回路１１においては、ダイオード１１ｃ及び抵抗素子１１ｂとダイオード１１ｄ及び抵抗素子１１ａとが並列に接続されている。また、第二回路１２においては、ダイオード１２ｃ及び抵抗素子１２ｂとダイオード１２ｄ及び抵抗素子１２ａとが並列に接続されている。
上記構成において、第一回路１１の抵抗素子１１ａ、１１ｂの抵抗値、ダイオード１１ｃ、１１ｄの順電圧等の規格は、入力端子Ａから供給される電流、スイッチング素子１５がオン、オフする周波数及び発生する循環電流等によって決定される。また、第二回路１２の抵抗素子１２ａ、１２ｂの抵抗値、ダイオード１２ｃ、１２ｄの順電圧等の規格も、同様に入力端子Ａから供給される電流、スイッチング素子１５がオン、オフする周波数及び発生する循環電流等によって決定される。
【００１７】
［動作］
次に、以上説明したトランスユニット１の動作について説明する。なお、ここで説明する動作は、図示しない電源から供給される交流電流の流れ方向が変化しない間に行われる動作である。入力端子Ａから電流が供給されてスイッチング素子１５がオン状態になると、入力端子Ａ・グランド間の電流流路が形成される。このとき、入力端子Ａから供給された電流が一次コイル部２１ａ及び一次コイル部２２ａに流れ、一次コイル部２１ａ、２２ａの中心を通る磁束が変化する。一次コイル部２１ａを通った電流は第一回路１１のダイオード１１ｄ、抵抗素子１１ａを通り、オン状態のスイッチング素子１５のソースからドレインを通ってグランドに向かう。
また、一次コイル部２２ａを通った電流は第二回路１２のダイオード１２ｄ、抵抗素子１２ａを通り、オン状態のスイッチング素子１５のソースからドレインを通ってグランドに向かう。
【００１８】
次に、スイッチング素子１５がオフ状態になると、入力端子Ａ・グランド間の電流流路が遮断される。このとき、電流が一次コイル部２１ａ及び一次コイル部２２ａに流れなくなり、一次コイル部２１ａ、２２ａの中心を通る磁束が変化する。磁束の変化により、この変化を打ち消す方向に自己誘導起電力が発生し、自己誘導起電力によって循環電流が生じる。一次コイル部２１ａで発生した循環電流は、第一回路１１のダイオード１１ｄ、抵抗素子１１ａ、ダイオード１１ｃ及び抵抗素子１１ｂを通る過程で消失する。また、一次コイル部２２ａで発生した循環電流は、第二回路１２のダイオード１２ｄ、抵抗素子１２ａ、ダイオード１２ｃ及び抵抗素子１２ｂを通る過程で消失する。換言すると、本実施形態では、循環電流が第一回路１１または第二回路１２の閉ループ内で消失する。
そして、第一回路１１、第二回路１２の循環電流が消失する本実施形態は、循環電流が第一回路１１及び第二回路１２の外部に流れることを防ぎ、トランスユニット１に循環電流が影響を及ぼすことを防ぐことができる。
【００１９】
なお、上記動作においては、循環電流がスイッチング素子１５のオンから次のオンまでの時間に消失することが望ましい。このため、第一回路１１、第二回路１２を構成するダイオード１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄの整流作用が働く閾値や抵抗素子１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂの抵抗値は、スイッチング素子１５に印加されるパルス電圧の周波数や一次コイル部２１ａ、一次コイル部２２ａの巻数及び一次コイル部２１ａ、一次コイル部２２ａに供給される電流の大きさ等に応じて決定することが好ましい。循環電流をスイッチング素子１５が次にオンするまでに消失させることにより、本実施形態は、入力端子Ａ・グランド間に形成される電流の経路に循環電流が流れることを防ぎ、循環電流がリンギングとしてトランスユニット１に与える影響を抑えることができる。
【００２０】
また、本実施形態の第一回路１１は、スイッチング素子１５がオンしている間はトランス装置２１からグランドへ向かう電流の流れを妨げない。同様に、第二回路１２は、スイッチング素子１５がオンしている間はトランス装置２２からグランドへ向かう電流の流れを妨げない。このようにするため、本実施形態では、第一回路１１において、抵抗素子１１ｂ及びダイオード１１ｃの抵抗値と、抵抗素子１１ａ及びダイオード１１ｄの抵抗値とは、一次コイル部２１ａのインピーダンスよりも低く設定される。また、第二回路１２においては、抵抗素子１２ｂ及びダイオード１２ｃの抵抗値と、抵抗素子１２ａ及びダイオード１２ｄの抵抗値とは、一次コイル部２２ａのインピーダンスよりも低く設定される。
なお、ここでダイオードの抵抗値は、ダイオードにかかる電圧が整流素子としての動作を開始する閾値電圧に達するまでの抵抗値である。
【００２１】
以上説明した本実施形態は、トランスユニット１に第一回路１１及び第二回路１２を接続するだけで循環電流を消失させることができる。このため、制御回路を使用しない簡易な構成でありながら、第一トランス装置及び第二トランス装置の一次コイル間に流れる循環電流を抑制することができる。また、本実施形態は、第一回路１１及び第二回路１２を、ダイオード及び抵抗素子を含む簡易な回路で構成することができる。このような本実施形態は、発生した循環電流が回路を通るだけで消失するので、回路構成をいっそう簡易化することができる。さらに、本実施形態は、第一回路１１、第二回路１２を構成するダイオードや抵抗素子の仕様を調整することによって第一回路１１、第二回路１２の機能を任意に設定することができる。このため、本実施形態は、循環電流の大きさやスイッチング素子１５のオン、オフのタイミングに応じて循環電流の消失に好適な循環電流低減回路を得ることができる。
【００２２】
［効果］
ここで、以上説明した本実施形態の循環電流低減回路の効果を説明する。
図２（ａ）から図２（ｈ）は、本実施形態の循環電流低減回路（第一回路１１及び第二回路１２）の効果を説明するための図である。図２（ａ）から図２（ｈ）の縦軸は電流または電圧の大きさを示し、横軸は時間を示している。図２（ａ）は、図１に示したトランスユニット１のうち、第一回路１１及び第二回路１２がない回路（以下、「比較例」と記す）のトランス装置２１の一次コイル部２１ａへ入力される電流（トランス装置２１のトランス入力電流）を示している。図２（ｂ）は、本実施形態のトランス装置２１のトランス入力電流を示している。図２（ｃ）は、比較例のトランス装置２２の一次コイル部２２ａへ入力される電流（トランス装置２２のトランス入力電流）を示している。図２（ｄ）は、本実施形態のトランス装置２２のトランス入力電流を示している。
図２（ｅ）は、比較例のスイッチング素子１５のドレインに流れるドレイン電流を示している。図２（ｆ）は、本実施形態のスイッチング素子１５のドレインに流れるドレイン電流を示している。図２（ｇ）は、比較例のスイッチング素子１５のソース・ドレイン間のドレイン電圧を示している。図２（ｈ）は、本実施形態のスイッチング素子１５のドレイン電圧を示している。
【００２３】
図２（ａ）から図２（ｆ）のように、入力電流及びドレイン電流はいずれの場合であっても一定の周波数ののこぎり波になっている。のこぎり波の周波数は、スイッチング素子１５のオン、オフの周波数によって決定する。図２（ａ）から図２（ｈ）の例では、のこぎり波の立ち上りから立下りまでの間はスイッチング素子１５がオン状態になり、立下りから次の立ち上りまでの間はスイッチング素子１５がオフ状態になっている。また、図２（ｇ）及び図２（ｈ）に示したように、スイッチング素子１５のドレイン電圧は、スイッチング素子１５のゲート端子に印加されるパルス電圧に応じた矩形波になっている。本実施形態では、矩形波の立ち上りから立下りまでの間はスイッチング素子１５がオン状態になり、矩形波の立下がりから次の立ち上りまでの間はスイッチング素子１５がオフ状態になっている。
図２（ａ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｇ）から明らかなように、比較例では、トランス装置２１、トランス装置２２の出力電流の立下りにリンギングが発生している。また、一次側のドレイン電圧の立ち上りにリンギングが発生している。一方、図２（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）、（ｈ）に示すように、本実施形態のトランスユニット１にあっては、出力電流、ドレイン電流及びドレイン電圧のいずれにあってもリンギングは観測されていない。このことから、本実施形態のトランスユニット１では、循環電流低減回路であるトランスユニット１及び第二回路１２が循環電流を低減してリンギングをも低減したものと考えられる。
【００２４】
［変形例］
また、本実施形態は、以上説明したように、第一回路１１及び第二回路１２を、図１に示した箇所に接続する構成に限定されるものではない。第一回路１１及び第二回路１２は、トランスユニット１の他の箇所に設けるものであってもよい。ただし、トランスユニット１においては、スイッチング素子１５を基準にした一次コイル部２１ａ側の状態と一次コイル部２２ａ側の状態とが等しいことが必要である。この「状態」は、例えば素子の接続の状態をいう。例えば、図１においては、一次コイル部２１ａ側にはスイッチング素子１５、第一回路１１、一次コイル部２１ａが順に接続されている。また、一次コイル部２２ａ側には、スイッチング素子１５、第二回路１２、一次コイル部２２ａが順に接続されている。
このように、本実施形態では、第一回路１１及び第二回路１２は、第一回路１１が一次コイル部２１ａの上流側（高圧側）にある場合には第二回路１２が一次コイル部２２ａの上流に接続されている。また、本実施形態は、第一回路１１が一次コイル部２１ａの下流側（低圧側）にある場合には第二回路１２が一次コイル部２２ａの下流に接続してもよい。
【００２５】
ここで、「一次コイル部の上流側（高圧側）」とは、電流が一次コイル部を通る以前に通るノードを指す。また、「一次コイル部の下流側（低圧側）」とは、電流が一次コイル部を通った後に通るノードを指す。なお、トランスユニット１には交流電流が流れることから、一次コイル部２１ａ、２２ａの上流、下流（高圧側、低圧側）は交流の流れ方向によって入れ替わる。本実施形態でいう一次コイル部の上流側は、所定の時点において電流が一次コイル部を通る以前に通る側のノードを指す。また、一次コイル部の下流側は、上記所定の時点と同じ時点において電流が一次コイル部を通った後に通る側のノードを指す。
【００２６】
図３は、変形例のトランスユニットの一部を拡大して示したものである。図３においては、図１に示した入力端子Ａから一次コイル部２１ａの間のノードをＮ２、一次コイル部２１ａからスイッチング素子１５に向かうノードをＮ１とする。また、図３においては、入力端子Ａから一次コイル部２２ａの間のノードをＮ４、一次コイル部２２ａからスイッチング素子１５に向かうノードをＮ３とする。
先に説明したトランスユニット１は、図３に示したノードＮ１に第一回路１１が、ノードＮ３に第二回路１２が設けられている。図１に示した第一回路１１、第二回路１２の配置は、第一回路１１及び第二回路１２を一次コイル部２１ａ、２２ａの下流側（低圧側）に配置した例である。
一方、図３に示した変形例では、ノードＮ２に第一回路３１が、ノードＮ４に第二回路３２が設けられている。図３に示した第一回路３１、第二回路３２の配置は、第一回路３１及び第二回路３２を一次コイル部２１ａ、２２ａの上流側（高圧側）に配置した例である。
第一回路３１は、第一回路１１と同様に、ダイオード３１ｃ、３１ｃ及び抵抗素子３１ａ、３１ｂを有している。また、第二回路３２は、第二回路１２と同様に、ダイオード３２ｃ、３２ｃ及び抵抗素子３２ａ、３２ｂを有している。第一回路３１、第二回路３２を上記位置に設けることにより、本実施形態は、トランスユニットにおいて循環電流を低減し、かつ、トランスユニットの正常な動作を妨げることがない。
【００２７】
なお、以上説明した本実施形態は、上記の形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態のトランスユニットは、トランス装置を二つ接続する構成に限定されるものでなく、トランス装置をいくつ接続するものであってもよい。また、本実施形態は、トランス装置を三個以上接続する場合、全てのトランス装置の仕様が異なるものに限定されず、少なくとも一部の仕様が異なるものに適用してもよい。
また、本実施形態は、第一回路、第二回路を、ダイオード及び抵抗素子を並列に接続した構成に限定するものではない。第一回路及び第二回路の具体的な構成は、発生した循環電流を閉ループ内に囲い込み、消失させることが可能な回路であればどのようなものであってもよい。
【００２８】
上記実施形態および実施例は以下の技術思想を包含するものである。
＜１＞  第一のトランス装置と、当該第一のトランス装置と並列に接続される第二のトランス装置と、前記第一のトランス装置の一次側の第一の一次コイル部及び前記第二のトランス装置の一次側の第二の一次コイル部に対する電流の供給タイミングを制御する制御素子と、を有するトランスユニットに接続され、前記トランスユニットで発生する循環電流を低減する循環電流低減回路であって、前記第一のトランス装置の一次側の第一の一次コイル部と前記制御素子との間に接続される第一回路と、前記第二のトランス装置の一次側の第二の一次コイル部と前記制御素子の間に接続される第二回路と、を含む、循環電流低減回路。
＜２＞  前記第一回路が前記第一のトランス装置において前記第一の一次コイル部よりも上流に設けられる場合、前記第二回路は前記第二のトランス装置において前記第二の一次コイル部よりも上流に設けられ、前記第一回路が前記第一のトランス装置において前記第一の一次コイル部よりも下流に設けられる場合、前記第二回路は前記第二のトランス装置において前記第二の一次コイル部よりも下流に設けられる、＜１＞の循環電流低減回路。
＜３＞  前記第一回路及び前記第二回路は、前記循環電流が流れる方向を規制する整流素子と、前記循環電流を消費する抵抗素子と、をそれぞれ含む、＜１＞または＜２＞の循環電流低減回路。
＜４＞  前記第一回路及び前記第二回路は、第一整流素子、第一抵抗素子、第二整流素子及び第二抵抗素子を含み、前記第一回路は前記第一の一次コイル部と直列に接続され、前記第二回路は前記第二の一次コイル部と直列に接続され、前記第一整流素子及び前記第一抵抗素子と前記第二整流素子及び前記第二抵抗素子とが並列に接続される、＜３＞の循環電流低減回路。
＜５＞  前記第一回路において、前記第一抵抗素子及び前記第一整流素子の抵抗値と、前記第二抵抗素子及び前記第二整流素子の抵抗値と、は、前記第一の一次コイル部のインピーダンスよりも低く、前記第二回路において、前記第一抵抗素子及び前記第一整流素子の抵抗値と、前記第二抵抗素子及び前記第二整流素子の抵抗値と、は、前記第二の一次コイル部のインピーダンスよりも低い、＜４＞の循環電流低減回路。
＜６＞  第一のトランス装置と、前記第一のトランス装置と並列に接続された第二のトランス装置と、前記第一のトランス装置の一次側の第一の一次コイル部及び前記第二のトランス装置の一次側の第二の一次コイル部に対する電流の供給タイミングを制御する制御素子と、前記制御素子と前記第一の一次コイル部との間に接続される第一回路と、前記制御素子と前記第二の一次コイル部との間に接続される第二回路と、を含む、トランスユニット。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・トランスユニット
１１、３１・・・第一回路
１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ・・・抵抗素子
１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄ、３１ｃ、３１ｄ、３２ｃ、３２ｄ・・・ダイオード
１２、３２・・・第二回路
１５・・・スイッチング素子
１７、１９・・・抵抗素子
２１、２２・・・トランス装置
２１ａ、２２ａ・・・一次コイル部
２１ｂ、２２ｂ・・・二次コイル部
２１ｃ、２２ｃ・・・ダイオード
２１ｄ、２２ｄ・・・コンデンサ
Ａ・・・入力端子
Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４・・・ノード
【図１】
2019030124.tif 000003
【図２】
2019030124.tif 000004
【図３】
2019030124.tif 000005