(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の一次側コイルと、少なくとも１つの二次側コイルとを磁気的に結合する１つのコアとを有するトランスと、
前記複数の一次側コイルのそれぞれに接続され、電源線から供給された直流電力を同一の位相でスイッチングして前記一次側コイルのそれぞれに同一の位相の電力を供給するスイッチング部と、
前記トランスに接続され、所定の共振周波数で共振する共振部と、
前記二次側コイルに接続され、前記二次側コイルが出力する電力を整流する整流部と
を備え、
前記共振部は、前記トランスの前記一次側コイル又は前記二次側コイルと直列に接続されている共振コンデンサを備える
ことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
前記複数の一次側コイルと同数の前記共振部を備え、
前記複数の一次側コイルのそれぞれには、前記同数の共振部のうちの互いに異なる１つの前記共振部が接続される
ことを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記共振部は、前記二次側コイルに接続される
ことを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記共振部によって、ＬＬＣ共振回路が構成される
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記複数の一次側コイルと同数の前記整流部を備え、
前記トランスは、前記同数の前記二次側コイルを有し、
前記同数の前記二次側コイルのそれぞれは、前記整流部に接続され、
前記同数の前記整流部は、並列に接続される
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項６】
１つの前記整流部を備え、
前記トランスは、前記複数の一次側コイルと同数の前記二次側コイルを有し、
前記同数の前記二次側コイルは、並列に接続されて、さらに前記１つの整流部に接続される
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項７】
１つの前記整流部を備え、
前記トランスは、１つの前記二次側コイルを有し、
前記１つの前記二次側コイルは、前記１つの整流部に接続される
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項８】
１つの前記整流部を備え、
前記トランスは、前記複数の一次側コイルと同数の前記二次側コイルを有し、
前記同数の前記二次側コイルは、直列に接続されて、さらに前記１つの整流部に接続される
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項９】
複数の前記スイッチング部と、１つの前記トランスとの組を複数備え、
前記複数の組のそれぞれの前記スイッチング部は、互いに異なる位相でスイッチングされる
ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のスイッチング電源装置。
【請求項１０】
前記整流部は、２つの整流素子が直列接続された回路を前記複数の組と同数備え、
前記複数の組の各組が有する前記トランスの前記二次側コイルの第１終端がそれぞれ前記２つの整流素子の間に接続され、前記二次側コイルの第２終端が前記複数の組で互いに接続される
ことを特徴とする請求項９に記載のスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、三相交流を整流した電圧のように、複数の電源線から入力される入力電圧に基づいて、所定の直流電圧を出力するスイッチング電源装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このようなスイッチング電源装置では、例えば、各電源線に対してトランス、整流部、及びチョークコイルを備え、三相各相にて整流された電圧を入力とし、それぞれに接続されたトランスにより変換された交流電力を整流部が整流し、平滑用のチョークコイルとコンデンサとで所定の直流電圧を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３５３０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したスイッチング電源装置は、各電源線の入力電圧間にバラツキがあるため、電源線ごとにトランスを備える必要があり、小型化が困難であった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、複数の電源線から入力される入力電圧のバラツキを吸収しつつ、小型化を実現することができるスイッチング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】
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、複数の一次側コイルと、少なくとも１つの二次側コイルとを磁気的に結合する１つのコアとを有するトランスと、前記複数の一次側コイルのそれぞれに接続され、電源線から供給された直流電力を同一の位相でスイッチングして前記一次側コイルのそれぞれに同一の位相の電力を供給するスイッチング部と、前記トランスに接続され、所定の共振周波数で共振する共振部と、前記二次側コイルに接続され、前記二次側コイルが出力する電力を整流する整流部とを備え、前記共振部は、前記トランスの前記一次側コイル又は前記二次側コイルと直列に接続されている共振コンデンサを備えることを特徴とするスイッチング電源装置である。
【０００７】
また、本発明の一態様は、上記のスイッチング電源装置において、前記複数の一次側コイルと同数の前記共振部を備え、前記複数の一次側コイルのそれぞれには、前記同数の共振部のうちの互いに異なる１つの前記共振部が接続されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の一態様は、上記のスイッチング電源装置において、前記共振部は、前記二次側コイルに接続されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の一態様は、上記のスイッチング電源装置において、前記共振部によって、ＬＬＣ共振回路が構成されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の一態様は、上記のスイッチング電源装置において、前記複数の一次側コイルと同数の前記整流部を備え、前記トランスは、前記同数の前記二次側コイルを有し、前記同数の前記二次側コイルのそれぞれは、前記整流部に接続され、前記同数の前記整流部は、並列に接続されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の一態様は、上記のスイッチング電源装置において、１つの前記整流部を備え、前記トランスは、前記複数の一次側コイルと同数の前記二次側コイルを有し、前記同数の前記二次側コイルは、並列に接続されて、さらに前記１つの整流部に接続されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の一態様は、上記のスイッチング電源装置において、１つの前記整流部を備え、前記トランスは、１つの前記二次側コイルを有し、前記１つの前記二次側コイルは、前記１つの整流部に接続されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の一態様は、上記のスイッチング電源装置において、１つの前記整流部を備え、前記トランスは、前記複数の一次側コイルと同数の前記二次側コイルを有し、前記同数の前記二次側コイルは、直列に接続されて、さらに前記１つの整流部に接続されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の一態様は、上記のスイッチング電源装置において、複数の前記スイッチング部と、１つの前記トランスとの組を複数備え、前記複数の組のそれぞれの前記スイッチング部は、互いに異なる位相でスイッチングされることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の一態様は、上記のスイッチング電源装置において、前記整流部は、２つの整流素子が直列接続された回路を前記複数の組と同数備え、前記複数の組の各組が有する前記トランスの前記二次側コイルの第１終端がそれぞれ前記２つの整流素子の間に接続され、前記二次側コイルの第２終端が前記複数の組で互いに接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、共振部が入力電圧のバラツキを吸収し、複数の一次側コイルに対してコアを１つにしたトランスを備えるようにしたので、複数の電源線から入力される入力電圧のバラツキを吸収しつつ、小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータの一例を示すブロック図である。
【図２】第２の実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータの一例を示すブロック図である。
【図３】第３の実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータの一例を示すブロック図である。
【図４】第４の実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータの一例を示すブロック図である。
【図５】第５の実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータの一例を示すブロック図である。
【図６】第６の実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータの一例を示すブロック図である。
【図７】第７の実施形態による電源装置の一例を示すブロック図である。
【図８】第８の実施形態による電源装置の一例を示すブロック図である。
【図９】第９の実施形態による電源装置の一例を示すブロック図である。
【図１０】第１０の実施形態による電源装置の一例を示すブロック図である。
【図１１】第１１の実施形態による電源装置の一例を示すブロック図である。
【図１２】第１２の実施形態による電源装置の一例を示すブロック図である。
【図１３】第１３の実施形態による三相電源装置の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態によるスイッチング電源装置について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１の一例を示すブロック図である。
図１の示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１は、１次変換部（１１−１、１１−２、１１−３）と、共振部（１２−１、１２−２、１２−３）と、トランスＴ１と、整流部（１３−１、１３−２、１３−３）と、平滑コンデンサ（Ｃｏ１、Ｃｏ２、Ｃｏ３）とを備えている。なお、本実施形態では、スイッチング電源装置の一例として、ＤＣ／ＤＣコンバータ１である場合の例を説明する。
【００２０】
なお、本実施形態において、１次変換部１１−１と、１次変換部１１−２と、１次変換部１１−３とのそれぞれは、同一の構成であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１が備える任意の１次変換部を示す場合、又は特に区別しない場合には、１次変換部１１として説明する。
また、共振部１２−１と、共振部１２−２と、共振部１２−３とのそれぞれは、同一の構成であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１が備える任意の共振部を示す場合、又は特に区別しない場合には、共振部１２として説明する。
また、整流部１３−１と、整流部１３−２と、整流部１３−３とのそれぞれは、同一の構成であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１が備える任意の整流部を示す場合、又は特に区別しない場合には、整流部１３として説明する。
【００２１】
トランスＴ１は、複数の一次側コイル（Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３）と、複数の二次側コイル（Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３）と、１つのトランスコアＴＣとを備えている。
一次側コイルＴ１１は、共振部１２−１を介して１次変換部１１−１に接続されている。また、一次側コイルＴ１２は、共振部１２−２を介して１次変換部１１−２に接続されている。また、一次側コイルＴ１３は、共振部１２−３を介して１次変換部１１−３に接続されている。
なお、一次側コイルＴ１１と、一次側コイルＴ１２と、一次側コイルＴ１３とのそれぞれは、トランスＴ１が備える任意の一次側コイルを示す場合、又は特に区別しない場合には、一次側コイルＴ１０として説明する。
【００２２】
二次側コイルＴ２１は、整流部１３−１に接続され、トランスＴ１によって変換された電力を整流部１３−１に供給する。また、二次側コイルＴ２２は、整流部１３−２に接続され、トランスＴ１によって変換された電力を整流部１３−２に供給する。また、二次側コイルＴ２３は、整流部１３−３に接続され、トランスＴ１によって変換された電力を整流部１３−３に供給する。
なお、二次側コイルＴ２１と、二次側コイルＴ２２と、二次側コイルＴ２３とのそれぞれは、トランスＴ１が備える任意の二次側コイルを示す場合、又は特に区別しない場合には、二次側コイルＴ２０として説明する。
【００２３】
トランスコアＴＣ（鉄心；コアの一例）は、一次側コイルＴ１０と二次側コイルＴ２０とを磁気的に結合する。本実施形態では、トランスコアＴＣは、３つの一次側コイルＴ１０と、３つの二次側コイルＴ２０とを磁気的に結合する。すなわち、トランスコアＴＣは、複数の一次側コイルＴ１０と、少なくとも１つの二次側コイルＴ２０とを磁気的に結合する。
【００２４】
１次変換部１１−１は、“＋ＩＮ１”電源線及び“−ＩＮ１”電源線から供給される電圧Ｖ１の直流電力をスイッチングして交流電力に変換し、変換した交流電力を一次側コイルＴ１１に供給する。１次変換部１１−１は、例えば、スイッチング素子を有するハーフブリッジ回路を含んでいる。
１次変換部１１−２は、“＋ＩＮ２”電源線及び“−ＩＮ２”電源線から供給される電圧Ｖ２の直流電力をスイッチングして交流電力に変換し、変換した交流電力を一次側コイルＴ１２に供給する。１次変換部１１−２は、例えば、スイッチング素子を有するハーフブリッジ回路を含んでいる。
【００２５】
１次変換部１１−３は、“＋ＩＮ３”電源線及び“−ＩＮ３”電源線から供給される電圧Ｖ３の直流電力をスイッチングして交流電力に変換し、変換した交流電力を一次側コイルＴ１３に供給する。１次変換部１１−３は、例えば、スイッチング素子を有するハーフブリッジ回路を含んでいる。
なお、１次変換部１１−１と、１次変換部１１−２と、１次変換部１１−３とのそれぞれは、スイッチング部の一例であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１が備える任意の１次変換部を示す場合、又は特に区別しない場合には、１次変換部１１として説明する。
【００２６】
共振部１２−１は、１次変換部１１と、一次側コイルＴ１１との間に接続され、所定の共振周波数で共振する。共振部１２−１は、共振コンデンサＣｒ１と、直列リアクトルＬｒ１とを備えている。共振コンデンサＣｒ１及び直列リアクトルＬｒ１は、一次側コイルＴ１１と直列に接続されている。共振部１２−１は、例えば、共振コンデンサＣｒ１及び直列リアクトルＬｒ１と、一次側コイルＴ１１の励磁インダクタンスとにより、ＬＣＣ共振回路を構成する。
【００２７】
共振部１２−２は、１次変換部１１−２と、一次側コイルＴ１２との間に接続され、所定の共振周波数で共振する。共振部１２−２は、共振コンデンサＣｒ２と、直列リアクトルＬｒ２とを備えている。共振コンデンサＣｒ２及び直列リアクトルＬｒ２は、一次側コイルＴ１２と直列に接続されている。共振部１２−２は、例えば、共振コンデンサＣｒ２及び直列リアクトルＬｒ２と、一次側コイルＴ１２の励磁インダクタンスとにより、ＬＣＣ共振回路を構成する。
【００２８】
共振部１２−３は、１次変換部１１−３と、一次側コイルＴ１３との間に接続され、所定の共振周波数で共振する。共振部１２−３は、共振コンデンサＣｒ３と、直列リアクトルＬｒ３とを備えている。共振コンデンサＣｒ３及び直列リアクトルＬｒ３は、一次側コイルＴ１３と直列に接続されている。共振部１２−３は、例えば、共振コンデンサＣｒ３及び直列リアクトルＬｒ３と、一次側コイルＴ１３の励磁インダクタンスとにより、ＬＣＣ共振回路を構成する。
【００２９】
本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１は、上述したように、複数の一次側コイルＴ１０と同数の共振部１２を備えている。また、複数の一次側コイルＴ１０のそれぞれには、同数の共振部１２のうちの互いに異なる１つの共振部１２が接続されている。すなわち、本実施形態では、１つの一次側コイルＴ１０に対して、１つの共振部１２が接続されている。このように、本実施形態では、共振部１２によって、トランスＴ１の一次側にＬＬＣ共振回路が構成される。
【００３０】
整流部１３−１は、二次側コイルＴ２１に接続され、トランスＴ１が変換した電力のうち、二次側コイルＴ２１が出力する交流電力を整流する。整流部１３−１は、例えば、ダイオードＤ１と、ダイオードＤ２と、ダイオードＤ３と、ダイオードＤ４とを備えている。ここで、ダイオードＤ１と、ダイオードＤ２と、ダイオードＤ３と、ダイオードＤ４とは、整流素子の一例である。
【００３１】
整流部１３−１において、二次側コイルＴ２１の第１終端が、ノードＮ１に接続され、二次側コイルＴ２１の第２終端が、ノードＮ２に接続されている。また、ダイオードＤ１は、アノード端子がノードＮ１に接続され、カソード端子が、“＋ＯＵＴ”電源線に接続されている。ダイオードＤ２は、アノード端子が“−ＯＵＴ”電源線に接続され、カソード端子が、ノードＮ１に接続されている。
また、ダイオードＤ３は、アノード端子がノードＮ２に接続され、カソード端子が、“＋ＯＵＴ”電源線に接続されている。ダイオードＤ４は、アノード端子が“−ＯＵＴ”電源線に接続され、カソード端子が、ノードＮ２に接続されている。
【００３２】
整流部１３−２は、二次側コイルＴ２２に接続され、トランスＴ１が変換した電力のうち、二次側コイルＴ２２が出力する交流電力を整流する。整流部１３−２は、例えば、ダイオードＤ５と、ダイオードＤ６と、ダイオードＤ７と、ダイオードＤ８とを備えている。ここで、ダイオードＤ５と、ダイオードＤ６と、ダイオードＤ７と、ダイオードＤ８とは、整流素子の一例である。
【００３３】
整流部１３−２において、二次側コイルＴ２２の第１終端が、ノードＮ３に接続され、二次側コイルＴ２２の第２終端が、ノードＮ３に接続されている。また、ダイオードＤ５は、アノード端子がノードＮ３に接続され、カソード端子が、“＋ＯＵＴ”電源線に接続されている。ダイオードＤ６は、アノード端子が“−ＯＵＴ”電源線に接続され、カソード端子が、ノードＮ３に接続されている。
また、ダイオードＤ７は、アノード端子がノードＮ４に接続され、カソード端子が、“＋ＯＵＴ”電源線に接続されている。ダイオードＤ８は、アノード端子が“−ＯＵＴ”電源線に接続され、カソード端子が、ノードＮ４に接続されている。
【００３４】
整流部１３−３は、二次側コイルＴ２３に接続され、トランスＴ１が変換した電力のうち、二次側コイルＴ２３が出力する交流電力を整流する。整流部１３−３は、例えば、ダイオードＤ９と、ダイオードＤ１０と、ダイオードＤ１１と、ダイオードＤ１２とを備えている。ここで、ダイオードＤ９と、ダイオードＤ１０と、ダイオードＤ１１と、ダイオードＤ１２とは、整流素子の一例である。
【００３５】
整流部１３−３において、二次側コイルＴ２３の第１終端が、ノードＮ５に接続され、二次側コイルＴ２３の第２終端が、ノードＮ６に接続されている。また、ダイオードＤ９は、アノード端子がノードＮ５に接続され、カソード端子が、“＋ＯＵＴ”電源線に接続されている。ダイオードＤ１０は、アノード端子が“−ＯＵＴ”電源線に接続され、カソード端子が、ノードＮ５に接続されている。
また、ダイオードＤ１１は、アノード端子がノードＮ６に接続され、カソード端子が、“＋ＯＵＴ”電源線に接続されている。ダイオードＤ１２は、アノード端子が“−ＯＵＴ”電源線に接続され、カソード端子が、ノードＮ６に接続されている。
【００３６】
本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１は、上述したように、複数の一次側コイルＴ１０と同数の整流部１３を備えている。また、トランスＴ１は、一次側コイルＴ１０と同数の二次側コイルＴ２０を有し、当該同数の二次側コイルＴ２０のそれぞれは、整流部１３に接続される。この同数の整流部１３は、並列に接続され、“＋ＯＵＴ”電源線、及び“−ＯＵＴ”電源線との間に出力電圧Ｖｏを出力する。
【００３７】
平滑コンデンサ（Ｃｏ１、Ｃｏ２、Ｃｏ３）のそれぞれは、“＋ＯＵＴ”電源線と、“−ＯＵＴ”電源線との間に接続され、整流部１３−１、整流部１３−２、及び整流部１３−３の出力電圧Ｖｏを平滑化する。
【００３８】
次に、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１の動作について説明する。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１は、電圧Ｖ１の直流電力、電圧Ｖ２の直流電力、及び“電圧Ｖ３の直流電力に基づいて、“＋ＯＵＴ”電源線、及び“−ＯＵＴ”電源線との間に出力電圧Ｖｏを出力する。
【００３９】
１次変換部１１−１は、電圧Ｖ１の直流電力をスイッチングして交流電力に変換し、変換した交流電力を、共振部１２−１を介して、トランスＴ１の一次側コイルＴ１１に供給する。トランスＴ１の一次側コイルＴ１１に接続される一次側では、共振部１２−１にＬＬＣ共振回路が構成され、ＬＬＣ共振回路による共振により、１次変換部１１−１は、ソフトスイッチングを実現する。
【００４０】
また、１次変換部１１−２は、電圧Ｖ２の直流電力をスイッチングして交流電力に変換し、変換した交流電力を、共振部１２−２を介して、トランスＴ１の一次側コイルＴ１２に供給する。トランスＴ１の一次側コイルＴ１２に接続される一次側では、共振部１２−２にＬＬＣ共振回路が構成され、ＬＬＣ共振回路による共振により、１次変換部１１−２は、ソフトスイッチングを実現する。
【００４１】
また、１次変換部１１−３は、電圧Ｖ３の直流電力をスイッチングして交流電力に変換し、変換した交流電力を、共振部１２−３を介して、トランスＴ１の一次側コイルＴ１３に供給する。トランスＴ１の一次側コイルＴ１３に接続される一次側では、共振部１２−３にＬＬＣ共振回路が構成され、ＬＬＣ共振回路による共振により、１次変換部１１−３は、ソフトスイッチングを実現する。
【００４２】
次に、トランスＴ１は、ＬＬＣ共振により３つの１次変換部１１から供給された交流電力を、巻数比に応じた交流電力に変換し、変換した交流電力を３つの二次側コイルＴ２０に出力する。
整流部１３−１は、二次側コイルＴ２１から出力された交流電力を整流し、“＋ＯＵＴ”電源線、及び“−ＯＵＴ”電源線との間に出力電圧Ｖｏを出力する。また、整流部１３−２は、二次側コイルＴ２２から出力された交流電力を整流し、“＋ＯＵＴ”電源線、及び“−ＯＵＴ”電源線との間に出力電圧Ｖｏを出力する。また、整流部１３−３は、二次側コイルＴ２３から出力された交流電力を整流し、“＋ＯＵＴ”電源線、及び“−ＯＵＴ”電源線との間に出力電圧Ｖｏを出力する。
また、平滑コンデンサ（Ｃｏ１、Ｃｏ２、Ｃｏ３）のそれぞれは、整流部１３−１、整流部１３−２、及び整流部１３−３の出力電圧Ｖｏを平滑化し、安定した出力電圧Ｖｏを生成する。
【００４３】
本実施形態において、トランスＴ１の二次巻線電圧Ｖｓ（Ｖｓ１＝Ｖｓ２＝Ｖｓ３）は、出力電圧Ｖｏとほぼ同一となる。ここで、３つの１次変換部１１は、所定のＤＵＴＹ（デューティ）によりスイッチングし、スイッチング素子をＯＮ（オン：導通）する時間であるターンオン時間（以下、Ｔｏｎという）が等しくなるように制御する。すると、トランスＴ１の一次巻線電圧Ｖｐは二次巻線電圧Ｖｓを巻数比倍した電圧となるため、各一次側コイルＴ１０の一次巻線電圧Ｖｐが等しくなる（Ｖｐ１＝Ｖｐ２＝Ｖｐ３）。これにより、トランスＴ１のトランスコアＴＣを共通化する（１つにする）ことが可能となる。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１では、共振部１２が入力電圧のバラツキ（例えば、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、及び電圧Ｖ３のバラツキ）を吸収する。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１（スイッチング電源装置）は、トランスＴ１と、１次変換部１１（スイッチング部）と、共振部１２と、整流部１３とを備えている。トランスＴ１は、複数の一次側コイルＴ１０と、少なくとも１つの二次側コイルＴ２０とを磁気的に結合する１つのトランスコアＴＣとを有する。１次変換部１１は、複数の一次側コイルＴ１０のそれぞれに接続され、電源線から供給された直流電力をスイッチングして一次側コイルＴ１０に電力を供給する。共振部１２は、トランスＴ１に接続され、所定の共振周波数で共振する。整流部１３は、二次側コイルＴ２０に接続され、二次側コイルＴ２０が出力する電力を整流する。
これにより、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１は、上述したように、共振部１２が入力電圧のバラツキ（例えば、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、及び電圧Ｖ３のバラツキ）を吸収するので、トランスＴ１を共通化することができる。
【００４５】
なお、それぞれの電源線に接続された１次変換部とトランスにより変換された交流電力を整流部が整流し、平滑用のチョークコイルとコンデンサとで所定の直流電圧を出力するような従来技術のＤＣ／ＤＣコンバータでは、入力電圧が１次変換部を介してトランスの一次巻線に印加される。そのため、従来技術のＤＣ／ＤＣコンバータでは、入力電圧（例えば、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、及び電圧Ｖ３）にバラツキがある場合に、トランスの一次巻線電圧Ｖｐは等しくならない。したがって、従来技術のＤＣ／ＤＣコンバータでは、トランスコアを共通化することが出来ない。
【００４６】
本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１のトランスのトランスコアは、下記の式（１）に示される磁束密度Ｂｍの値がトランスコア固有の飽和磁束密度以下になるように設定する必要がある。ここで、変数Ｎｐは、一次巻線数を示し、Ｔｏｎは１次変換部によりトランスに電圧が印加される時間を示し、変数Ａｅは、トランスコアの断面積を示す。
【００４７】
【数１】
0006621293.tif 000002
【００４８】
ここで、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１において式（１）に示される一次巻線電圧Ｖｐは出力電圧Ｖｏとほぼ同一のため、複数のトランスを備えた場合の断面積に対し、トランスコアを共通化した場合でも同じ断面積でよいことになる。よって、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１は、トランスコアＴＣのサイズを増大させることなしに、トランスＴ１を共通化する（トランスコアＴＣを１つにする）ことができる。
【００４９】
このように、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１は、共振部１２が入力電圧のバラツキを吸収し、複数の一次側コイルＴ１０に対してトランスコアＴＣを１つにしたトランスＴ１を備えるようにしたので、複数の電源線から入力される入力電圧のバラツキを吸収しつつ、小型化、及び低コスト化を実現することができる。
また、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１は、共振によりスイッチング損失を低減することができるので、高効率化を実現することができる。また、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１は、トランスの数を低減することができるので、トランスコアＴＣを備えることによる損失（鉄損）を低減することが可能であり、高効率化を実現することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１は、複数の一次側コイルＴ１０と同数の共振部１２を備えている。複数の一次側コイルＴ１０のそれぞれには、同数の共振部１２のうちの互いに異なる１つの共振部１２が接続される。すなわち、１つの一次側コイルＴ１０に対して、１つの共振部１２が接続される。
これにより、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１は、トランスＴ１の一次側を共振させて、入力電圧のバラツキを吸収するので、トランスＴ１を共通化する（トランスコアＴＣを１つにする）ことができる。
【００５１】
また、本実施形態では、共振部１２によって、ＬＬＣ共振回路が構成される。
これにより、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１は、ＬＬＣという簡易な構成及び簡易な手法により、共振を可能にすることができる。
【００５２】
また、本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１は、複数の一次側コイルＴ１０と同数の整流部１３を備えている。トランスＴ１は、複数の一次側コイルＴ１０と同数の二次側コイルＴ２０を有し、当該同数の二次側コイルＴ２０のそれぞれは、整流部１３に接続されている。そして、当該同数の整流部１３は、並列に接続される。
これにより、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１は、トランスＴ１を共通化しつつ、複数の二次側コイルＴ２０のそれぞれについて、各整流部１３に分散して整流した出力電圧Ｖｏを出力することができる。
【００５３】
［第２の実施形態］
次に、図２を参照して、第２の実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ａについて説明する。なお、本実施形態では、上述した第１の実施形態の複数の二次側コイルＴ２０を直列接続し、整流部１３を１つにした変形例について説明する。
【００５４】
図２は、第２の実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ａの一例を示すブロック図である。
図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ａは、１次変換部１１（１１−１、１１−２、１１−３）と、共振部１２（１２−１、１２−２、１２−３）と、トランスＴ１と、整流部１３（１３−１）と、平滑コンデンサＣｏ１とを備えている。
なお、図２において、図１に示す構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５５】
本実施形態では、整流部１３−１及び平滑コンデンサＣｏ１が１つである点と、二次側コイルＴ２０の接続が異なる点が、第１の実施形態と相違し、以下、この相違点について説明する。
二次側コイルＴ２１と、二次側コイルＴ２２と、二次側コイルＴ２３とは、直列に接続される。二次側コイルＴ２１は、第１終端がノードＮ１に接続され、第２終端が二次側コイルＴ２２の第１終端に接続されている。また、二次側コイルＴ２３は、第１終端が二次側コイルＴ２２の第２終端に接続され、第２終端がノードＮ２に接続されている。
【００５６】
整流部１３−１は、直列に接続されている３つの二次側コイルＴ２０が接続され、トランスＴ１が変換した交流電力を整流し、“＋ＯＵＴ”電源線及び“−ＯＵＴ”電源線に出力する。
なお、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ａの基本的な動作は、第１の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ａは、１つの整流部１３を備える。トランスＴ１は、複数の一次側コイルＴ１０と同数の二次側コイルＴ２０を有し、当該同数の二次側コイルＴ２０は、直列に接続されて、さらに１つの整流部１３に接続される。
これにより、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ａは、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏するとともに、整流部１３及び平滑コンデンサＣｏ１を１つにすることができる。本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ａは、複数の二次側コイルＴ２０を直列に接続することで、整流部１３を１つにすることができるため、さらに小型化することができる。
【００５８】
［第３の実施形態］
次に、図３を参照して、第３の実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｂについて説明する。なお、本実施形態では、上述した第１の実施形態の複数の二次側コイルＴ２０及び整流部１３を１つにした変形例について説明する。
【００５９】
図３は、第３の実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｂの一例を示すブロック図である。
図３に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ｂは、１次変換部１１（１１−１、１１−２、１１−３）と、共振部１２（１２−１、１２−２、１２−３）と、トランスＴ１ａと、整流部１３（１３−１）と、平滑コンデンサＣｏ１とを備えている。
なお、図３において、図１に示す構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６０】
本実施形態では、トランスＴ１ａの二次側コイルＴ２０が１つである点と、整流部１３−１及び平滑コンデンサＣｏ１が１つである点と、二次側コイルＴ２０の接続が異なる点が、第１の実施形態と相違し、以下、この相違点について説明する。
【００６１】
トランスＴ１ａは、複数の一次側コイルＴ１０（Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３）と、１つの二次側コイルＴ２０（Ｔ２１）と、１つのトランスコアＴＣとを備えている。
なお、本実施形態では、一次側コイルＴ１０（Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３）それぞれの巻線数をＮｐとし、二次側コイルＴ２１の巻線数をＮｓとした場合、トランスＴ１の一次巻線電圧Ｖｐ（Ｖｐ１＝Ｖｐ２＝Ｖｐ３）は、出力電圧Ｖｏのｎ倍（ｎは、Ｎｐ／Ｎｓ）となる。
【００６２】
トランスＴ１ａは、例えば、プレーナ構造のトランスであり、一次側コイルＴ１０と二次側コイルＴ２１をサンドイッチ構造にすることで、小型化が可能であり、さらに、導通損失を低減することができる。
なお、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｂの基本的な動作は、第１の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｂは、１つの整流部１３を備える。トランスＴ１ａは、１つの二次側コイルＴ２０を有し、１つの二次側コイルＴ２０は、１つの整流部１３に接続される。
これにより、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｂは、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏するとともに、整流部１３及び平滑コンデンサＣｏ１を１つにすることができる。本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｂは、二次側コイルＴ２０を１つにすることで、整流部１３を１つにすることができるため、さらに小型化することができる。
また、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｂは、二次側コイルＴ２０を１つにすることで、トランスＴ１ａを小型化することができる。
【００６４】
［第４の実施形態］
次に、図４を参照して、第４の実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｃについて説明する。なお、本実施形態では、上述した第２の実施形態の共振部１２をトランスＴ１の二次側に備えるようにした変形例について説明する。
【００６５】
図４は、第４の実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｃの一例を示すブロック図である。
図４に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ｃは、１次変換部１１（１１−１、１１−２、１１−３）と、共振部１２ａと、トランスＴ１と、整流部１３（１３−１）と、平滑コンデンサＣｏ１と、一次側コンデンサ（Ｃｒ２１、Ｃｒ２２，Ｃｒ２３）とを備えている。
なお、図４において、図２に示す構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６６】
本実施形態では、共振部１２（１２−１、１２−２、１２−３）の代わりにトランスＴ１の二次側に共振部１２ａを１つ備える点が、第２の実施形態と相違し、以下、この相違点について説明する。
共振部１２ａは、二次側コイルＴ２０に接続される。共振部１２ａは、例えば、二次側コイルＴ２１の第１終端と、ノードＮ１との間に接続され、所定の共振周波数で共振する。共振部１２ａは、共振コンデンサＣｒ１と、直列リアクトルＬｒ１とを備えている。共振コンデンサＣｒ１及び直列リアクトルＬｒ１は、二次側コイルＴ２１と直列に接続されている。共振部１２ａは、例えば、共振コンデンサＣｒ１及び直列リアクトルＬｒ１と、二次側コイルＴ２０の励磁インダクタンスとにより、ＬＣＣ共振回路を構成する。
【００６７】
一次側コンデンサＣｒ２１は、１次変換部１１−１と、トランスＴ１の一次側コイルＴ１１との間に接続されている。一次側コンデンサＣｒ２２は、１次変換部１１−２と、トランスＴ１の一次側コイルＴ１２との間に接続されている。一次側コンデンサＣｒ２３は、１次変換部１１−３と、トランスＴ１の一次側コイルＴ１３との間に接続されている。
なお、一次側コンデンサＣｒ２１と、一次側コンデンサＣｒ２２と、一次側コンデンサＣｒ２３とのそれぞれは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ｃが備える任意の一次側コンデンサを示す場合、又は特に区別しない場合には、一次側コンデンサＣｒ２０として説明する。
一次側コンデンサＣｒ２０は、共振部１２ａとともに共振動作を行い、入力電圧のバラツキを吸収し、複数の入力電力間の短絡を防止する。
【００６８】
なお、共振部１２ａは、第２の実施形態の共振部１２（１２−１、１２−２、１２−３）と同様に作用して、入力電圧のバラツキ（例えば、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、及び電圧Ｖ３のバラツキ）を吸収する。共振部１２ａが異なる点を除いた本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｃの基本的な動作は、第２の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｃは、共振部１２ａが、二次側コイルＴ２０に接続される。
これにより、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｃは、上述した第２の実施形態と同様の効果を奏するとともに、共振部１２の部品を低減することができる。また、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｃは、一組の共振コンデンサＣｒ１及び直列リアクトルＬｒ１により共振させることができるため、第２の実施形態に比べて共振部１２の部品のバラツキによる影響（例えば、トランスＴ１の一次巻線電圧（Ｖｐ１、Ｖｐ２、Ｖｐ３）のバラツキ）を低減することができる。よって、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｃは、さらに小型化が可能であるとともに、一次巻線電圧（Ｖｐ１、Ｖｐ２、Ｖｐ３）のバラツキ）を低減して更に高効率化することができる。
【００７０】
また、本実施形態におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｃは、１次変換部１１と、一次側コイルＴ１０との間に接続される一次側コンデンサＣｒ２０を備えている。
これにより、本実施形態におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｃは、複数の入力電力間の短絡を防止することができる。
【００７１】
［第５の実施形態］
次に、図５を参照して、第５の実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｄについて説明する。なお、本実施形態では、第４の実施形態と同様に、上述した第３の実施形態の共振部１２をトランスＴ１の二次側に備えるようにした変形例について説明する。
【００７２】
図５は、第５の実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｄの一例を示すブロック図である。
図５に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ｄは、１次変換部１１（１１−１、１１−２、１１−３）と、共振部１２ａと、トランスＴ１ａと、整流部１３（１３−１）と、平滑コンデンサＣｏ１と、一次側コンデンサＣｒ２０（Ｃｒ２１、Ｃｒ２２，Ｃｒ２３）とを備えている。
なお、図５において、図３及び図４に示す構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７３】
本実施形態において、共振部１２ａは、第４の実施形態と同様に作用して、入力電圧のバラツキ（例えば、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、及び電圧Ｖ３のバラツキ）を吸収する。共振部１２ａが異なる点を除いた本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｄの基本的な動作は、第３の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｄは、第４の実施形態と同様に、共振部１２ａが、二次側コイルＴ２０に接続される。
これにより、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｄは、上述した第３の実施形態、及び第４の実施形態と同様の効果を奏する。
【００７５】
［第６の実施形態］
次に、図６を参照して、第６の実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｄについて説明する。なお、本実施形態では、上述した第４の実施形態の二次側コイルＴ２０を並列に接続するようにした変形例について説明する。
【００７６】
図６は、第６の実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｅの一例を示すブロック図である。
図６に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ｅは、１次変換部１１（１１−１、１１−２、１１−３）と、共振部１２ａと、トランスＴ１と、整流部１３（１３−１）と、平滑コンデンサＣｏ１と、一次側コンデンサＣｒ２０（Ｃｒ２１、Ｃｒ２２，Ｃｒ２３）とを備えている。
なお、図６において、図４に示す構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７７】
本実施形態では、複数の二次側コイルＴ２０が並列に接続される点が、第４の実施形態と相違し、以下、この相違点について説明する。
本実施形態では、二次側コイルＴ２１の第１終端と、二次側コイルＴ２２の第１終端と、二次側コイルＴ２３の第１終端とが、共振部１２ａに接続されている。また、二次側コイルＴ２１の第２終端と、二次側コイルＴ２２の第２終端と、二次側コイルＴ２３の第２終端とが、ノードＮ２に接続されている。
なお、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｅの基本的な動作は、第４の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｅは、１つの整流部１３を備えている。トランスＴ１は、複数の一次側コイルＴ１０と同数の二次側コイルＴ２０を有し、当該同数の二次側コイルＴ２０は、並列に接続されて、さらに１つの整流部１３に接続される。
これにより、本実施形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ１ｅは、上述した第４の実施形態と同様の効果を奏する。
なお、上述した第２の実施形態において、本実施形態のように、複数の二次側コイルＴ２０を並列に接続するようにしてもよい。
【００７９】
［第７の実施形態］
次に、図７を参照して、第７の実施形態による電源装置２について説明する。なお、本実施形態では、上述した第２の実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータ１ａを複数備えた電源装置の一例について説明する。
【００８０】
図７は、第７の実施形態による電源装置２の一例を示すブロック図である。なお、本実施形態では、スイッチング電源装置の一例として、電源装置２を説明する。
図７に示すように、電源装置２は、３つのＤＣ／ＤＣコンバータ１ａ（１ａ―１、１ａ―２、１ａ―３）を備えている。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ａは、図２に示す構成と同一である。
例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ａが５ｋＷ（キロワット）の出力が可能である場合、電源装置２は、３つのＤＣ／ＤＣコンバータ１ａを備えることにより、１５ｋＷの大容量化が可能になる。
【００８１】
なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ａ−１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ａ−２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ａ−３とは、内部の１次変換部１１が、互いに異なる位相でスイッチングされる。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１ａ−１の３つの１次変換部１１は、例えば、０度（ｄｅｇ）の位相により、スイッチング素子がターンオンされる。ここで、０度（ｄｅｇ）の位相によりスイッチングされる３つの１次変換部１１は、同相変換部１１Ａに対応する。
【００８２】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ａ−２の３つの１次変換部１１は、例えば、１２０度（ｄｅｇ）の位相により、スイッチング素子がターンオンされる。ここで、１２０度（ｄｅｇ）の位相によりスイッチングされる３つの１次変換部１１は、同相変換部１１Ｂに対応する。
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ａ−３の３つの１次変換部１１は、例えば、２４０度（ｄｅｇ）の位相により、スイッチング素子がターンオンされる。ここで、２４０度（ｄｅｇ）の位相によりスイッチングされる３つの１次変換部１１は、同相変換部１１Ｃに対応する。
このように、電源装置２は、同相変換部１１Ａと、同相変換部１１Ｂと、同相変換部１１Ｃとを備えている。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ａをＮ個とした場合、スイッチングの位相は、（３６０／Ｎ）度の間隔により、異なる位相になるように設定されている。
【００８３】
以上説明したように、本実施形態による電源装置２（スイッチング電源装置の一例）は、互いに異なる電源線から直流電力（例えば、入力電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）が供給される複数の１次変換部１１と、１つのトランスＴ１との組を複数備えている。そして、当該複数の組のそれぞれの１次変換部１１は、互いに異なる位相でスイッチングされる。
これにより、本実施形態による電源装置２は、出力電圧Ｖｏのリップルを低減することができる。また、このことにより、本実施形態による電源装置２は、平滑コンデンサＣｏ１の静電容量を低減することができる。
【００８４】
また、本実施形態による電源装置２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ａを備えているため、トランスＴ１の数を低減することが可能であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ａと同様に、複数の電源線から入力される入力電圧のバラツキを吸収しつつ、小型化を実現することができる。また、本実施形態による電源装置２は、トランスの数を低減することができるので、トランスコアＴＣを備えることによる損失（鉄損）を低減することが可能であり、高効率化を実現することができる。また、本実施形態による電源装置２は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１ａを備えることで、容易に大容量化が可能である。
【００８５】
また、本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ａの数をＮ個とした場合に、互いに異なる位相は、（３６０／Ｎ）度の間隔になるように設定される。
これにより、本実施形態による電源装置２は、効率良く出力電圧Ｖｏのリップルを低減することができる。
【００８６】
また、本実施形態では、複数の二次側コイルＴ２０が直列に接続され、各二次側コイルＴ２０（Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３）には、同一の電流が流れる。そのため、一次側コイルＴ１０（Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３）にも、二次側コイルＴ２０（Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３）に比例した同一の電流がながれる。そのため、本実施形態による電源装置２は、電流バランスを取ることができる。
【００８７】
［第８の実施形態］
次に、図８を参照して、第８の実施形態による電源装置２ａについて説明する。なお、本実施形態では、上述した第２の実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータ１ａの代わりに、第４の実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータ１ｃを複数備えた電源装置の一例について説明する。
【００８８】
図８は、第８の実施形態による電源装置２ａの一例を示すブロック図である。なお、本実施形態では、スイッチング電源装置の一例として、電源装置２ａを説明する。
図８に示すように、電源装置２ａは、３つのＤＣ／ＤＣコンバータ１ｃ（１ｃ―１、１ｃ―２、１ｃ―３）を備えている。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ｃは、図４に示す構成と同一である。
なお、本実施形態による電源装置２ａの基本的な動作は、第７の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００８９】
以上説明したように、本実施形態による電源装置２ａは、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１ｃを備えている。また、本実施形態による電源装置２ａは、複数の１次変換部１１と、１つのトランスＴ１との組を複数備えている。そして、当該複数の組のそれぞれの１次変換部１１は、互いに異なる位相でスイッチングされる。
これにより、本実施形態による電源装置２ａは、上述した第７の実施形態と同様の効果を奏する。また、本実施形態による電源装置２ａは、整流部１３の数を低減させることが可能であるため、さらに小型化が可能である。
【００９０】
［第９の実施形態］
次に、図９を参照して、第９の実施形態による電源装置２ｂについて説明する。なお、本実施形態では、上述した第２の実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータ１ａの代わりに、トランスＴ１ａを備える第３の実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータ１ｂ又は第５の実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータ１ｄを複数備えた電源装置の一例について説明する。
【００９１】
図９は、第９の実施形態による電源装置２ｂの一例を示すブロック図である。なお、本実施形態では、スイッチング電源装置の一例として、電源装置２ｂを説明する。
図９に示すように、電源装置２ｂは、３つのＤＣ／ＤＣコンバータ１ｂ―１〜１ｂ―３（又はＤＣ／ＤＣコンバータ１ｄ―１〜１ｄ―３）を備えている。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ｂ―１〜１ｂ―３は、図３に示すＤＣ／ＤＣコンバータ１ｂの構成と同一である。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ｄ―１〜１ｄ―３は、図５に示すＤＣ／ＤＣコンバータ１ｄの構成と同一である。
なお、本実施形態による電源装置２ｂの基本的な動作は、第８の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００９２】
以上説明したように、本実施形態による電源装置２ｂは、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１ｂ（又はＤＣ／ＤＣコンバータ１ｄ）を備えている。また、本実施形態による電源装置２ｂは、複数の１次変換部１１と、１つのトランスＴ１ａとの組を複数備えている。そして、当該複数の組のそれぞれの１次変換部１１は、互いに異なる位相でスイッチングされる。
これにより、本実施形態による電源装置２ｂは、上述した第７及び第８の実施形態と同様の効果を奏する。また、本実施形態による電源装置２ｂは、整流部１３の数を低減させることが可能であるため、さらに小型化が可能である。
また、トランスＴ１ａは、例えば、プレーナ構造のトランスであり、一次側コイルＴ１０と二次側コイルＴ２１をサンドイッチ構造にすることで、小型化が可能であり、さらに、導通損失を低減することができる。そのため、本実施形態による電源装置２ｂは、さらに小型化及び高効率化を実現することができる。
【００９３】
［第１０の実施形態］
次に、図１０を参照して、第１０の実施形態による電源装置２ｃについて説明する。なお、本実施形態では、上述した第８の実施形態の電源装置２ａの入力電圧（Ｖ１、Ｖ２，Ｖ３）の電源線の接続を変更した変形例について説明する。
【００９４】
図１０は、第１０の実施形態による電源装置２ｃの一例を示すブロック図である。なお、本実施形態では、スイッチング電源装置の一例として、電源装置２ｃを説明する。
図１０に示すように、電源装置２ｃは、３つのＤＣ／ＤＣコンバータ１ｃ（１ｃ―１、１ｃ―２、１ｃ―３）を備えている。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ｃは、図４に示す構成と同一である。
【００９５】
また、本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ｃ−１の全ての１次変換部１１に、入力電圧Ｖ１が供給され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ｃ−２の全ての１次変換部１１に、入力電圧Ｖ２が供給される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１ｃ−３の全ての１次変換部１１に、入力電圧Ｖ２が供給される。
このように、電源装置２ｃは、同一の電源線から直流電力が供給される複数の１次変換部１１と、１つのトランスＴ１との組を複数備え、当該複数の組のそれぞれの１次変換部１１は、互いに異なる位相でスイッチングされる。
なお、本実施形態による電源装置２ｃの基本的な動作は、第７の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００９６】
以上説明したように、本実施形態による電源装置２ｃは、同一の電源線から直流電力が供給される複数の１次変換部１１と、１つのトランスＴ１との組を複数備えている。そして、当該複数の組のそれぞれの１次変換部１１は、互いに異なる位相でスイッチングされる。
これにより、本実施形態による電源装置２ｃは、第８の実施形態と同様の効果を奏する。なお、本実施形態による電源装置２ｃ、及び第８の実施形態の電源装置２ａとは、電源の接続の仕方が異なるのみの違いであり、電源装置２ｃ又は電源装置２ａを選択的に使用することができるので、設計自由度（例えば、部品の配置や配線の引き回しなどの自由度）を高めることが可能になる。
【００９７】
［第１１の実施形態］
次に、図１１を参照して、第１１の実施形態による電源装置３について説明する。なお、本実施形態では、上述した第９の実施形態の電源装置２ｂが備える複数のトランスＴ１ａ（Ｔ１ａ−１、Ｔ１ａ−２、Ｔ１ａ−３）の二次側コイルＴ２１の第２終端を、互いに接続して、整流部１３を小型化させる変形例について説明する。
【００９８】
図１１は、第１１の実施形態による電源装置３の一例を示すブロック図である。なお、本実施形態では、スイッチング電源装置の一例として、電源装置３を説明する。
図１１に示すように、電源装置３は、同相変換部１１Ａと、同相変換部１１Ｂと、同相変換部１１Ｃと、３つのトランスＴ１ａ（Ｔ１ａ−１、Ｔ１ａ−２、Ｔ１ａ−３）と、３つの共振部１２ａ（１２ａ−１、１２ａ−２、１２ａ−３）と、整流部１３ａと、平滑コンデンサＣｏ２と、一次側コンデンサＣｒ２０（Ｃｒ２１−１〜Ｃｒ２１−３、Ｃｒ２２−１〜Ｃｒ２２−３、Ｃｒ２３−１〜Ｃｒ２３−３）とを備えている。
【００９９】
なお、図１１において、図５及び図９に示す構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。ここで、トランスＴ１ａ−１と、トランスＴ１ａ−２と、トランスＴ１ａ−３とは、図５の示すトランスＴ１ａと同一の構成である。また、共振部１２ａ−１と、共振部１２ａ−２と、共振部１２ａ−３とは、図５の示す共振部１２ａと同一の構成である。また、一次側コンデンサＣｒ２１−１〜Ｃｒ２１−３は、図５の示す一次側コンデンサＣｒ２１と同一の構成であり、一次側コンデンサＣｒ２２−１〜Ｃｒ２２−３は、図５の示す一次側コンデンサＣｒ２２と同一の構成である。また、一次側コンデンサＣｒ２３−１〜Ｃｒ２３−３は、図５の示す一次側コンデンサＣｒ２３と同一の構成である。
【０１００】
整流部１３ａは、ダイオードＤ１と、ダイオードＤ２と、ダイオードＤ３と、ダイオードＤ４と、ダイオードＤ５と、ダイオードＤ６とを備えている。整流部１３ａにおいて、トランスＴ１ａ−１の二次側コイルＴ２１の第１終端が、共振部１２ａ―１を介して、ノードＮ１１に接続され、トランスＴ１ａ−２の二次側コイルＴ２１の第１終端が、共振部１２ａ―２を介して、ノードＮ１２に接続され、トランスＴ１ａ−３の二次側コイルＴ２１の第１終端が、共振部１２ａ―３を介して、ノードＮ１３に接続される。
【０１０１】
また、ダイオードＤ１は、アノード端子がノードＮ１１に接続され、カソード端子が、“＋ＯＵＴ”電源線に接続されている。ダイオードＤ２は、アノード端子が“−ＯＵＴ”電源線に接続され、カソード端子がノードＮ１１に接続されている。
また、ダイオードＤ３は、アノード端子がノードＮ１２に接続され、カソード端子が、“＋ＯＵＴ”電源線に接続されている。ダイオードＤ４は、アノード端子が“−ＯＵＴ”電源線に接続され、カソード端子がノードＮ１２に接続されている。
また、ダイオードＤ５は、アノード端子がノードＮ１３に接続され、カソード端子が、“＋ＯＵＴ”電源線に接続されている。ダイオードＤ６は、アノード端子が“−ＯＵＴ”電源線に接続され、カソード端子がノードＮ１３に接続されている。
【０１０２】
トランスＴ１ａ−１〜トランスＴ１ａ−３のそれぞれの二次側コイルＴ２１の第２終端は、ノードＮ３に接続され、互いに接続されている。
なお、本実施形態による電源装置３の基本的な動作は、第９の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０１０３】
以上説明したように、本実施形態による電源装置３では、整流部１３ａは、２つの整流素子が直列接続された回路をトランスＴ１ａと同数（上述した複数の１次変換部１１と、１つのトランスＴ１ａとの組である複数の組と同数）備えている。ここで、２つの整流素子は、例えば、ダイオードＤ１及びダイオードＤ２の２つのダイオード素子と、ダイオードＤ３及びダイオードＤ４の２つのダイオード素子と、ダイオードＤ５及びダイオードＤ６の２つのダイオード素子とを示している。また、当該複数の組の各組が有するトランスＴ１ａの二次側コイルＴ２０の第１終端が、それぞれ２つの整流素子の間に接続され、二次側コイルＴ２０の第２終端が複数の組で互いに接続される。
これにより、本実施形態による電源装置３は、第９の実施形態に比べて、整流部１３ａの部品数を低減することができる。よって、本実施形態による電源装置３は、第９の実施形態と同様の効果を奏するとともに、整流部１３ａを小型化することができる。
【０１０４】
［第１２の実施形態］
次に、図１２を参照して、第１２の実施形態による電源装置３ａについて説明する。なお、本実施形態では、上述した第１１の実施形態の電源装置３が備える複数のトランスＴ１ａ（Ｔ１ａ−１、Ｔ１ａ−２、Ｔ１ａ−３）の一次側コイルＴ１０の第２終端を、互いに接続した変形例について説明する。
【０１０５】
図１２は、第１２の実施形態による電源装置３ａの一例を示すブロック図である。なお、本実施形態では、スイッチング電源装置の一例として、電源装置３ａを説明する。
図１２に示すように、電源装置３ａは、同相変換部１１Ａと、同相変換部１１Ｂと、同相変換部１１Ｃと、３つのトランスＴ１ａ（Ｔ１ａ−１、Ｔ１ａ−２、Ｔ１ａ−３）と、３つの共振部１２ａ（１２ａ−１、１２ａ−２、１２ａ−３）と、整流部１３ａと、平滑コンデンサＣｏ２と、一次側コンデンサＣｒ２０（Ｃｒ２１−１〜Ｃｒ２１−３、Ｃｒ２２−１〜Ｃｒ２２−３、Ｃｒ２３−１〜Ｃｒ２３−３）とを備えている。
【０１０６】
なお、図１２において、図１１に示す構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、３つのトランスＴ１ａ（Ｔ１ａ−１、Ｔ１ａ−２、Ｔ１ａ−３）の一次側コイルＴ１０の配線が異なる点を除いて、図１１に示す第１１の実施形態と同様である。
例えば、トランスＴ１ａ−１〜トランスＴ１ａ−３のそれぞれの一次側コイルＴ１１の第２終端は、ノードＮ４に接続され、互いに接続されている。また、トランスＴ１ａ−１〜トランスＴ１ａ−３のそれぞれの一次側コイルＴ１２の第２終端は、ノードＮ５に接続され、互いに接続されている。また、トランスＴ１ａ−１〜トランスＴ１ａ−３のそれぞれの一次側コイルＴ１３の第２終端は、ノードＮ６に接続され、互いに接続されている。
なお、本実施形態による電源装置３ａの基本的な動作は、第１１の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０１０７】
以上説明したように、本実施形態による電源装置３ａは、上述した第１１の実施形態の構成に、さらに、上述した複数の１次変換部１１と、１つのトランスＴ１ａとの各組が有するトランスＴ１ａの一次側コイルＴ１０の一方の終端（例えば、第２終端）が互いに接続されている。
これにより、本実施形態による電源装置３ａは、上述した第１１の実施形態と同様の効果を奏する。
【０１０８】
［第１３の実施形態］
次に、図１３を参照して、第１３の実施形態による三相電源装置４について説明する。なお、本実施形態では、上述した第１〜第６の実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータ１（１ａ〜１ｅ）を備え、三相交流の商用電源（Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗ）から所定の直流電力に変換するスイッチング電源装置の一例について説明する。
図１３は、第１３の実施形態による三相電源装置４の一例を示すブロック図である。
図１３に示すように、三相電源装置４は、ＰＦＣ（Power Factor Correction：力率改善）部（４１、４２、４３）と、上述したＤＣ／ＤＣコンバータ１（１ａ〜１ｅ）とを備えている。
【０１０９】
ＰＦＣ部４１は、Ｕ相用のＰＦＣ回路であり、三相交流のＵ相交流電力に基づいて、電圧Ｖ１の直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１（１ａ〜１ｅ）に供給する。
また、ＰＦＣ部４２は、Ｖ相用のＰＦＣ回路であり、三相交流のＶ相交流電力に基づいて、電圧Ｖ２の直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１（１ａ〜１ｅ）に供給する。
また、ＰＦＣ部４３は、Ｗ相用のＰＦＣ回路であり、三相交流のＷ相交流電力に基づいて、電圧Ｖ３の直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１（１ａ〜１ｅ）に供給する。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１（１ａ〜１ｅ）は、ＰＦＣ部（４１、４２、４３）から供給された入力電圧Ｖ１、入力電圧Ｖ２、及び入力電圧Ｖ３から所定の出力電圧Ｖｏを出力する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１（１ａ〜１ｅ）の動作の詳細については、上述した通りである。
【０１１０】
このように、本実施形態による三相電源装置４は、上述したＤＣ／ＤＣコンバータ１（１ａ〜１ｅ）を備えているため、ＰＦＣ部（４１、４２、４３）から供給された入力電圧のバラツキを吸収しつつ、小型化を実現することができる。また、本実施形態による三相電源装置４は、共振部１２（１２ａ）による共振によりスイッチング損失を低減することができるので、高効率化を実現することができる。
【０１１１】
なお、本実施形態による三相電源装置４では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１（１ａ〜１ｅ）を備える一例を説明したが、ＤＣ／ＤＣコンバータ１（１ａ〜１ｅ）の代わりに、上述した電源装置２（２ａ〜２ｃ、３、３ａ）を備えるようにしてもよい。上述した電源装置２（２ａ〜２ｃ、３、３ａ）を備える場合でも、三相電源装置４は、同様に、ＰＦＣ部（４１、４２、４３）から供給された入力電圧のバラツキを吸収しつつ、小型化を実現することができ、高効率化を実現することができる。
【０１１２】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の各実施形態において、トランスＴ１（Ｔ１ａ）の一次側コイルＴ１０が３個である場合の例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、一次側コイルＴ１０は、２個、又は４個以上であってもよい。
【０１１３】
また、上記の各実施形態において、共振部１２（１２ａ）によって構成される共振回路は、ＬＬＣ共振回路である例を説明したが、これに限定されるものではなく、他の共振回路であってもよい。
また、上記の各実施形態において、ＬＬＣ共振回路は、直列リアクトルＬｒ１（Ｌｒ２、Ｌｒ３）を備える例を説明したが、例えば、トランスＴ１（Ｔ１ａ）の一次側コイルｔ１０（又は二次側コイルＴ２０）の漏れインダクタンスを利用するようにしてもよい。
【０１１４】
また、上記の各実施形態において、１次変換部１１は、ハーフブリッジ回路によりスイッチングする例を説明したが、これに限定されるものではなく、フルブリッジ回路によりスイッチングするものであってもよい。
また、上記の第２の実施形態において、本実施形態のように、複数の二次側コイルＴ２０を並列に接続しるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１、１ａ〜１ｅ、１ａ−１〜１ａ−３、１ｂ−１〜１ｂ−３、１ｃ−１〜１ｃ−３、１ｄ−１〜１ｄ−３、１ｅ−１〜１ｅ−３  ＤＣ／ＤＣコンバータ
２、２ａ〜２ｃ、３、３ａ  電源装置
４  三相電源装置
１１、１１−１〜１１−３  １次変換部
１１Ａ〜１１Ｃ  同相変換部
１２、１２ａ、１２−１〜１２−３、１２ａ−１〜１２ａ−３  共振部
１３、１３−１〜１３−３  整流部
４１、４２、４３  ＰＦＣ部
Ｃｒ１〜Ｃｒ３  共振コンデンサ
Ｃｒ２１〜Ｃｒ２３、Ｃｒ２１−１〜Ｃｒ２１−３、Ｃｒ２２−１〜Ｃｒ２２−３、Ｃｒ２３−１〜Ｃｒ２３−３  一次側コンデンサ
Ｃｏ１〜Ｃｏ３  平滑コンデンサ
Ｄ１〜Ｄ１２  ダイオード
Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗ  商用電源
Ｌｒ１〜Ｌｒ３  直列リアクトル
Ｔ１、Ｔ１ａ、Ｔ１ａ−１〜Ｔ１ａ−３  トランス
Ｔ１０〜Ｔ１３  一次側コイル
Ｔ２０〜Ｔ２３  二次側コイル
ＴＣ  トランスコア
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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