スイッチング電源装置
【課題】高効率化を図りつつ、部品点数や占有面積の増加の抑制と複数の動作モードの実現とを両立させることが可能なスイッチング電源装置を提供する。
【解決手段】インバータ回路１１を用いた動作モード時には、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄを流れる電流により形成される環状磁路Ｂ１を構成する磁束によって、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃで発生する２つの起電圧同士が互いに逆方向で打ち消し合う。インバータ回路１２を用いた動作モード時には、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃを流れる電流により形成される環状磁路Ｂ２を構成する磁束によって、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄで発生する２つの起電圧同士が互いに逆方向で打ち消し合う。また、２つの動作モードのいずれにおいても、単位動作周期内において、全ての２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄ（全ての整流ダイオード４１〜４４）に対して起電流が流れるようにする。
【解決手段】インバータ回路１１を用いた動作モード時には、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄを流れる電流により形成される環状磁路Ｂ１を構成する磁束によって、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃで発生する２つの起電圧同士が互いに逆方向で打ち消し合う。インバータ回路１２を用いた動作モード時には、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃを流れる電流により形成される環状磁路Ｂ２を構成する磁束によって、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄで発生する２つの起電圧同士が互いに逆方向で打ち消し合う。また、２つの動作モードのいずれにおいても、単位動作周期内において、全ての２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄ（全ての整流ダイオード４１〜４４）に対して起電流が流れるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力電圧をスイッチングして得られるスイッチング出力を電力変換トランスの出力巻線に取り出すように構成されたスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、スイッチング電源装置として種々のＤＣ−ＤＣコンバータが提案され、実用に供されている（例えば、特許文献１参照）。その多くは、電力変換トランス（変圧素子）の１次側巻線に接続されたスイッチング回路（インバータ回路）のスイッチング動作により直流入力電圧をスイッチングし、スイッチング出力（インバータ出力）を電力変換トランス（トランス）の２次側巻線に取り出す方式である。スイッチング回路のスイッチング動作に伴い、２次側巻線に現れる電圧は、整流回路によって整流された後、平滑回路によって直流に変換されて出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２８６９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上記特許文献１では、磁気素子（トランス）が、中足部と、この中足部を共有しつつ中足部と共にループ磁路をそれぞれ構成する複数の外足部とを含んで構成された磁芯を備えている。この磁芯の中足部には中足コイル（中足巻線）が巻回され、磁芯の外足部には外足コイル（外足巻線）が巻回されている。そして、この外足巻線は、外足巻線を流れる電流によって複数の外足部にそれぞれ生ずる磁束が中足部において互いに相殺し合うような態様で、外足部に巻回されている。
【０００５】
したがって、このトランスでは、外足巻線を流れる電流によって複数の外足部にそれぞれ生ずる磁束は中足部において互いに相殺されるため、外足巻線から中足巻線に電圧が誘起されることは実質的にない。一方、中足巻線を流れる電流によって複数の外足部にそれぞれ磁束が生ずるが、それらの磁束によって発生する電圧同士は、複数の外足部において互いに打ち消し合う。すなわち、中足巻線から発生した磁束と外足巻線から発生した磁束とは、互いに他方の巻線が巻回された磁脚で磁束が打ち消しあう、もしくは巻線の電圧が打ち消し合うようになっている。これより、このトランスでは、中足巻線および外足巻線はそれぞれ、共通の磁芯に巻回されているにもかかわらず、互いに影響を及ぼし合うおそれはない。よって、部品点数や占有面積の増加を抑制（低コスト化や小型化）しつつ、複数の動作モード（例えば、中足部に接続されたインバータ回路を用いた動作モードと、外足部に接続されたインバータ回路を用いた動作モードとの２つの動作モード）の実現を可能としている。
【０００６】
ところが、この特許文献１の手法（トランス）では、個々の動作モードのそれぞれについて、単位動作周期内に、一部の２次側巻線（一部の整流素子）に対してのみ起電流が流れるようになっている。具体的には、例えば上記した中足部に接続されたインバータ回路を用いた動作モード時には、この中足部に対応する整流素子のみが動作し、外足部に対応する整流素子は動作しない。一方、逆に上記した外足部に接続されたインバータ回路を用いた動作モード時には、この外足部に対応する整流素子のみが動作し、中足部に対応する整流素子は動作しない。したがって、整流素子の利用効率が低くなってしまうため、装置全体としての効率も十分には高めることができず、改善の余地があった。
【０００７】
このようにして、従来のスイッチング電源装置では、高効率化を図りつつ、部品点数や占有面積の増加の抑制と複数の動作モードの実現とを両立させることが困難であり、改善の余地があった。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高効率化を図りつつ、部品点数や占有面積の増加の抑制と複数の動作モードの実現とを両立させることが可能なスイッチング電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１のスイッチング電源装置は、入力端子対から入力される入力電圧に対して電圧変換を行うことにより出力電圧を生成し、出力端子対から出力するものであって、入力端子対側に配置され、各々がスイッチング素子を含んで構成された第１および第２のインバータ回路と、出力端子対側に配置され、複数の整流素子を含んで構成された整流回路と、インバータ回路と整流回路との間に配置され、第１のインバータ回路に接続された第１の１次側巻線と、第２のインバータ回路に接続された第２の１次側巻線と、複数の整流素子に対して個別に接続された複数の２次側巻線とを有するトランスとを備えたものである。ここで、上記トランスは、互いに対向する２つの基体部と、これら２つの基体部の対向面内で互いに交差する２直線上に一対ずつ配置され、２つの基体部同士を連結する４つの脚部とを有する磁芯と、脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、脚部を巻回すると共に第１の１次側巻線を構成する第１の導電部材と、脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、脚部を巻回すると共に第２の１次側巻線を構成する第２の導電部材と、脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、脚部を巻回すると共に複数の２次側巻線を構成する第３の導電部材とを有している。また、第１および第２のインバータ回路のうちの第１のインバータ回路が選択的に動作する第１の動作モード時に、第１の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、脚部および２つの基体部の内部に第１の磁路が形成されると共に、単位動作周期内において複数の２次側巻線のうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れ、第１および第２のインバータ回路のうちの第２のインバータ回路が選択的に動作する第２の動作モード時に、第２の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、脚部および２つの基体部の内部に第２の磁路が形成されると共に、単位動作周期内において複数の２次側巻線のうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れ、第１の動作モード時には、第１の磁路を構成する磁束によって第２の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第２の１次側巻線全体としては起電圧が発生せず、かつ、第２の動作モード時には、第２の磁路を構成する磁束によって第１の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第１の１次側巻線全体としては起電圧が発生しないように、第１および第２の１次側巻線ならびに複数の２次側巻線が巻回されると共に複数の整流素子が配置されている。
【００１０】
本発明の第１のスイッチング電源装置では、上記第１の動作モード時には、上記第１の磁路を構成する磁束によって第２の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第２の１次側巻線全体としては起電圧が発生しない一方、上記第２の動作モード時には、上記第２の磁路を構成する磁束によって第１の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第１の１次側巻線全体としては起電圧が発生しない。すなわち、一方の１次側巻線を用いた動作モード時に、他方の１次側巻線に対して影響を及ぼすことはないため、磁芯を共有化しつつ２つの１次側巻線の動作が互いに独立したものとなる。また、上記第１の動作モード時に、第１の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、単位動作周期内において複数の２次側巻線のうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れると共に、上記第２の動作モード時にも、第２の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、上記単位動作周期内において複数の２次側巻線のうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れる。すなわち、第１および第２の動作モードのいずれにおいても、１次側巻線を流れる電流による生ずる磁束によって、単位動作周期内において全ての２次側巻線（つまり、複数の整流素子のうちの全ての整流素子）に対して起電流が流れるようになる。言い換えると、第１および第２の１次側巻線のどちらからでも、全ての２次側巻線（全ての整流素子）を共通して利用できるようになる。これにより、個々の動作モードのそれぞれについて、単位動作周期内に一部の２次側巻線（一部の整流素子）に対してのみ起電流が流れる従来の場合と比べ、個々の整流素子の動作点が下がって電力損失が低減する。つまり、複数の動作モードを実現した際の整流素子の利用効率が向上する。
【００１１】
本発明の第２のスイッチング電源装置は、入力端子対から入力される入力電圧に対して電圧変換を行うことにより出力電圧を生成し、出力端子対から出力するものであって、入力端子対側に配置され、各々がスイッチング素子を含んで構成された第１ないし第３のインバータ回路と、出力端子対側に配置され、複数の整流素子を含んで構成された整流回路と、インバータ回路と整流回路との間に配置され、第１のインバータ回路に接続された第１の１次側巻線と、第２のインバータ回路に接続された第２の１次側巻線と、第３のインバータ回路に接続された第３の１次側巻線と、複数の整流素子に対して個別に接続された複数の２次側巻線とを有するトランスとを備えたものである。ここで、上記トランスは、互いに対向する２つの基体部と、これら２つの基体部の対向面内で互いに交差する２直線上に一対ずつ配置され、２つの基体部同士を連結する４つの脚部とを有する磁芯と、脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、脚部を巻回すると共に第１の１次側巻線を構成する第１の導電部材と、脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、脚部を巻回すると共に第２および第３の１次側巻線を個別に構成する第２の導電部材と、脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、脚部を巻回すると共に複数の２次側巻線を構成する第３の導電部材とを有している。また、第１ないし第３のインバータ回路のうちの第１のインバータ回路が選択的に動作する第１の動作モード時に、第１の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、脚部および２つの基体部の内部に第１の磁路が形成されると共に、単位動作周期内において複数の２次側巻線のうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れ、第１ないし第３のインバータ回路のうちの第２のインバータ回路が選択的に動作する第２の動作モード時に、第２の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、脚部および２つの基体部の内部に第２の磁路が形成されると共に、単位動作周期内において複数の２次側巻線のうちの一部の２次側巻線に対して起電流が流れ、第１ないし第３のインバータ回路のうちの第３のインバータ回路が選択的に動作する第３の動作モード時に、第３の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、脚部および２つの基体部の内部に第３の磁路が形成されると共に、単位動作周期内において複数の２次側巻線のうちの上記一部を除いた残りの２次側巻線に対して起電流が流れ、第１の動作モード時には、第１の磁路を構成する磁束によって第２の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第２の１次側巻線全体としては起電圧が発生せず、かつ、第２および第３の動作モード時には、第２または第３の磁路を構成する磁束によって第１の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第１の１次側巻線全体としては起電圧が発生しないように、第１ないし第３の１次側巻線ならびに複数の２次側巻線が巻回されると共に複数の整流素子が配置されている。
【００１２】
本発明の第２のスイッチング電源装置では、上記第１の動作モード時には、上記第１の磁路を構成する磁束によって第２の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第２の１次側巻線全体としては起電圧が発生しない一方、上記第２および第３の動作モード時には、上記第２または第３の磁路を構成する磁束によって第１の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第１の１次側巻線全体としては起電圧が発生しない。すなわち、第１の１次側巻線を用いた動作モード時には第２および第３の１次側巻線に対して影響を及ぼすことがなく、逆に、第２および第３の１次側巻線を用いた動作モード時には第１の１次側巻線に対して影響を及ぼすことがないため、磁芯を共有化しつつ３つの１次側巻線の動作が互いに独立したものとなる。また、上記第１の動作モード時に、第１の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、単位動作周期内において複数の２次側巻線のうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れる。一方、上記第２の動作モード時に、第２の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、上記単位動作周期内において複数の２次側巻線のうちの一部の２次側巻線に対して起電流が流れ、上記第３の動作モード時に、第３の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、上記単位動作周期内において複数の２次側巻線のうちの上記一部を除いた残りの２次側巻線に対して起電流が流れる。すなわち、第１の動作モードでは、１次側巻線を流れる電流による生ずる磁束によって、単位動作周期内において全ての２次側巻線（つまり、複数の整流素子のうちの全ての整流素子）に対して起電流が流れるようになる。また、第２および第３の動作モードを組み合わせると、１次側巻線を流れる電流による生ずる磁束によって、単位動作周期内において全ての２次側巻線（全ての整流素子）に対して起電流が流れるようになる。したがって、第１の１次側巻線と、第２および第３の１次側巻線との組み合わせとのどちらからでも、全ての２次側巻線（全ての整流素子）を共通して利用できるようになる。これにより、個々の動作モードのそれぞれについて、単位動作周期内に一部の２次側巻線（一部の整流素子）に対してのみ起電流が流れる従来の場合と比べ、少なくとも第１の動作モードの分だけ、個々の整流素子の動作点が下がって電力損失が低減する。つまり、複数の動作モードを実現した際の整流素子の利用効率が向上する。
【００１３】
本発明の第１および第２のスイッチング電源装置では、上記第１の動作モード時に、第１の磁路において、４つの脚部のうち、一方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、他方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束の向きがともに第１の方向とは逆の第２の方向を向くように、第１の１次側巻線が巻回されているようにすることが可能である。
【００１４】
本発明の第１および第２のスイッチング電源装置では、上記第２の動作モード時に、第２の磁路において、４つの脚部のうちの一方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束が互いに逆方向を向くように、第２の１次側巻線が上記一方の直線上の２つの脚部に対して選択的に巻回されているようにすることが可能である。
【００１５】
本発明の第１のスイッチング電源装置では、上記トランスが、第２のインバータ回路に対して、第２の１次側巻線と並列接続となるように接続された第３の１次側巻線を更に有し、第２の動作モード時に、この第３の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、脚部および２つの基体部の内部に第３の磁路が形成されると共に、この第３の磁路を構成する磁束によって第１の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うように、第３の１次側巻線が巻回されているようにしてもよい。このように構成した場合、第２の動作モード時に使用する１次側巻線の個数が増加するため、流れる電流が増強される。
【００１６】
本発明の第１のスイッチング電源装置では、上記第２の動作モード時に、上記第３の磁路において、４つの脚部のうちの他方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束が互いに逆方向を向くように、第３の１次側巻線が上記他方の直線上の２つの脚部に対して選択的に巻回されているようにすることが可能である。
【００１７】
本発明の第２のスイッチング電源装置では、上記第３の動作モード時に、上記第３の磁路において、４つの脚部のうちの他方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束が互いに逆方向を向くように、第３の１次側巻線が上記他方の直線上の２つの脚部に対して選択的に巻回されているようにすることが可能である。
【００１８】
本発明の第１のスイッチング電源装置では、上記第１および第２のインバータ回路同士が、入力端子対に対して互いに並列接続されると共に一部のスイッチング素子を共有しているようにしてもよい。このように構成した場合、インバータ回路全体として使用するスイッチング素子の個数が減少するため、更に低コスト化や小型化を図ることができる。
【００１９】
本発明の第２のスイッチング電源装置では、上記第１ないし第３のインバータ回路同士が入力端子対に対して互いに並列接続され、第１および第２のインバータ回路同士が一部のスイッチング素子を共有していると共に第２および第３のインバータ回路同士が一部のスイッチング素子を共有しているようにしてもよい。このように構成した場合も、インバータ回路全体として使用するスイッチング素子の個数が減少するため、更に低コスト化や小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１のスイッチング電源装置によれば、上記第１の動作モード時には、上記第１の磁路を構成する磁束によって第２の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第２の１次側巻線全体としては起電圧が発生しないと共に、上記第２の動作モード時には、上記第２の磁路を構成する磁束によって第１の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第１の１次側巻線全体としては起電圧が発生しないようにしたので、一方の１次側巻線を用いた動作モード時に他方の１次側巻線に対して影響を及ぼすことはないため、磁芯を共有化しつつ２つの１次側巻線の動作を互いに独立したものとすることができる。また、第１および第２の動作モードのいずれにおいても、１次側巻線を流れる電流による生ずる磁束によって、単位動作周期内において全ての２次側巻線（全ての整流素子）に対して起電流が流れるようにしたので、複数の動作モードを実現した際の整流素子の利用効率を向上させることができる。よって、高効率化を図りつつ、部品点数や占有面積の増加の抑制（低コスト化や小型化）と複数の動作モードの実現とを両立させることが可能となる。
【００２１】
本発明の第２のスイッチング電源装置によれば、上記第１の動作モード時には、上記第１の磁路を構成する磁束によって第２の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第２の１次側巻線全体としては起電圧が発生しないと共に、上記第２および第３の動作モード時には、上記第２または第３の磁路を構成する磁束によって第１の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第１の１次側巻線全体としては起電圧が発生しないようにしたので、第１の１次側巻線を用いた動作モード時には第２および第３の１次側巻線に対して影響を及ぼすことがなく、逆に、第２および第３の１次側巻線を用いた動作モード時には第１の１次側巻線に対して影響を及ぼすことがないため、磁芯を共有化しつつ３つの１次側巻線の動作を互いに独立したものとすることができる。また、第１の動作モードでは、１次側巻線を流れる電流による生ずる磁束によって、単位動作周期内において全ての２次側巻線（全ての整流素子）に対して起電流が流れるようにしたので、複数の動作モードを実現した際の整流素子の利用効率を向上させることができる。よって、高効率化を図りつつ、部品点数や占有面積の増加の抑制（低コスト化や小型化）と複数の動作モードの実現とを両立させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に係るスイッチング電源装置の構成を表す回路図である。
【図２】図１に示したトランスにおける主要部の外観構成を表す分解斜視図である。
【図３】図２に示したトランスにおける一方のプリントコイルにおいて形成される環状磁路の例を表す模式図である。
【図４】図２に示したトランスにおける他方のプリントコイルにおいて形成される環状磁路の例を表す模式図である。
【図５】図１に示したスイッチング電源装置において一方のインバータ回路を用いた場合の基本動作を説明するための回路図である。
【図６】図５に続く基本動作を説明するための回路図である。
【図７】図１に示したスイッチング電源装置において他方のインバータ回路を用いた場合の基本動作を説明するための回路図である。
【図８】図７に続く基本動作を説明するための回路図である。
【図９】比較例に係るスイッチング電源装置の模式構成を表す回路図である。
【図１０】図５および図６に示した動作時における図２に示したトランスの作用について説明するための分解斜視図である。
【図１１】図７および図８に示した動作時における図２に示したトランスの作用について説明するための分解斜視図である。
【図１２】整流ダイオードでの利用効率および電力損失について説明するための特性図である。
【図１３】本発明の変形例１に係るスイッチング電源装置におけるトランスの主要部の外観構成を表す分解斜視図である。
【図１４】図１３に示したトランスにおける他方のプリントコイルにおいて形成される環状磁路の例を表す模式図である。
【図１５】本発明の変形例２に係るスイッチング電源装置におけるインバータ回路の構成を表す回路図である。
【図１６】本発明の他の変形例に係るトランスにおける上部コアおよび下部コアの外観構成を表す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
［実施の形態］
（スイッチング電源装置の全体構成）
図１は、本発明の一実施の形態に係るスイッチング電源装置の回路構成を表すものである。このスイッチング電源装置は、入力端子Ｔ１，Ｔ２から入力される直流入力電圧Ｖinに対して電圧変換を行うことにより直流出力電圧Ｖoutを生成し、図示しない低圧バッテリに供給して負荷Ｌを駆動するものである。すなわち、このスイッチング電源装置は、高圧バッテリ１０から供給される高圧の直流入力電圧Ｖinをより低い直流出力電圧Ｖoutに変換し、図示しない低圧バッテリに供給して負荷Ｌを駆動するＤＣ−ＤＣコンバータとして機能するようになっている。
【００２５】
このスイッチング電源装置は、１次側高圧ラインＬ１Ｈと１次側低圧ラインＬ１Ｌとの間に設けられた入力平滑コンデンサ２および６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６と、共振用インダクタＬｒ１，Ｌｒ２と、トランス３と、整流回路４と、平滑回路５と、制御回路６とを備えている。また、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６によって、後述するように、入力端子Ｔ１，Ｔ２に対して互いに並列接続された２つのインバータ回路１１，１２が形成されるようになっている。ただし、詳細は後述するが、スイッチング電源装置では、これらのインバータ回路１１，１２のうちのどちらか一方が択一的（選択的）に動作するようになっており、同時に双方が動作しないようになっている。
【００２６】
入力平滑コンデンサ２は、入力端子Ｔ１，Ｔ２から入力された直流入力電圧Ｖinを平滑化するためのものである。
【００２７】
インバータ回路１１は、上記した６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうちの４つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４により構成されたフルブリッジ型の回路構成となっている。具体的には、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の一端同士が互いに接続されると共にスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の一端同士が互いに接続され、これらの一端同士は、接続ラインＬ２１（共振用インダクタＬｒ１）、トランス３の１次側巻線（後述する１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ）および接続ラインＬ２２を介して、互いに接続されている。スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３の他端同士は、１次側高圧ラインＬ１Ｈ上で互いに接続され、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４の他端同士は、１次側低圧ラインＬ１Ｌ上で互いに接続されている。このような構成により、インバータ回路１１は、後述する制御回路６から供給される制御信号ＳＧ１〜ＳＧ４に従って、直流入力電圧Ｖinを交流電圧に変換して出力するようになっている。
【００２８】
インバータ回路１２は、上記した６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうちの４つのスイッチング素子Ｓ３〜Ｓ６により構成されたフルブリッジ型の回路構成となっている。すなわち、２つのスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４はそれぞれ、インバータ回路１１，１２の双方に属しており、言い換えると、インバータ回路１１，１２同士が、これらのスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４（一部のスイッチング素子）を共有するようになっている。このインバータ回路１２では、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の一端同士が互いに接続されると共にスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６の一端同士が互いに接続され、これらの一端同士は、接続ラインＬ３１（共振用インダクタＬｒ２）、トランス３の１次側巻線（後述する１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃ）および接続ラインＬ３２を介して、互いに接続されている。スイッチング素子Ｓ３，Ｓ５の他端同士は、１次側高圧ラインＬ１Ｈ上で互いに接続され、スイッチング素子Ｓ４，Ｓ６の他端同士は、１次側低圧ラインＬ１Ｌ上で互いに接続されている。このような構成により、インバータ回路１２は、後述する制御回路６から供給される制御信号ＳＧ３〜ＳＧ６に従って、直流入力電圧Ｖinを交流電圧に変換して出力するようになっている。
【００２９】
なお、これらスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６しては、例えば電界効果型トランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ；Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolor Transistor）などのスイッチ素子が用いられる。
【００３０】
トランス３は、後述する互いに対向する上部コアＵＣおよび下部コアＤＣから構成される磁芯３０と、６つの１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ，３１２Ａ，３１２Ｃと、４つの２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄとを有している。これらのうち、４つの１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄは全体としてインバータ回路１１に接続され、２つの１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃは全体としてインバータ回路１２に接続され、４つの２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄはそれぞれ、後述する整流回路４内の４つの整流ダイオード４１〜４４に対して個別に接続されている。
【００３１】
４つの１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄは、互いに直列接続されている。具体的には、１次側巻線３１１Ａでは、一端が、共振用インダクタＬｒ１を介してスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の一端同士に接続され、他端が１次側巻線３１１Ｂの一端に接続されている。この１次側巻線３１１Ｂの他端は１次側巻線３１１Ｃの一端に接続され、この１次側巻線３１１Ｃの他端は１次側巻線３１１Ｄの一端に接続され、この１次側巻線３１１Ｄの他端はスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の一端同士に接続されている。なお、図中に示した黒丸は、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄのそれぞれについての巻き始めの位置を示している。
【００３２】
２つの１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃは、互いに直列接続されている。具体的には、１次側巻線３１２Ａでは、一端が、共振用インダクタＬｒ２を介してスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の一端同士に接続され、他端が１次側巻線３１２Ｃの一端に接続されている。この１次側巻線３１２Ｃの他端は、スイッチング素子Ｓ５，Ｓ６の一端同士に接続されている。なお、図中に示した黒丸は、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃのそれぞれについての巻き始めの位置を示している。
【００３３】
４つの２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄのうち、２次側巻線３２Ａの一端は後述する整流ダイオード４１のカソードに接続され、２次側巻線３２Ｂの一端は後述する整流ダイオード４２のカソードに接続され、これら２次側巻線３２Ａ，３２Ｂの他端同士は互いに出力ラインＬＯ上の接続点Ｃ（センタタップ）に接続されている。一方、２次側巻線３２Ｃの一端は後述する整流ダイオード４３のカソードに接続され、２次側巻線３２Ｄの一端は後述する整流ダイオード４４のカソードに接続され、これら２次側巻線３２Ｃ，３２Ｄの他端同士は互いに出力ラインＬＯ上の接続点（センタタップ）Ｃに接続されている。なお、図中に示した黒丸および白丸はそれぞれ、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれについての巻き始めの位置を示している。ただし、巻線の両端に黒丸および白丸の双方が記してあるもの（具体的には、２次側巻線３２Ｂ，３２Ｄ）については、黒丸が、インバータ回路１１を用いた動作を行っているとき（後述する第１の動作モード時）の巻き始めの位置を、白丸が、インバータ回路１２を用いた動作を行っているとき（後述する第２の動作モード時）の巻き始めの位置を、それぞれ表している。
【００３４】
このトランス３は、インバータ回路１１またはインバータ回路１２によって生成された交流電圧（トランス３の１次側に入力される交流電圧）を変圧し、一対の２次側巻線３２Ａ，３２Ｂの各端部と、一対の２次側巻線３２Ｃ，３２Ｄの各端部とから、変圧された交流電圧を出力するようになっている。この場合の変圧の度合いは、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄまたは１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃと、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄとの巻数比によって定まる。なお、図中に示した環状磁路Ｂ１（第１の磁路），Ｂ２（第２の磁路）はそれぞれ、後述するインバータ回路１１，１２を用いた動作時において形成される環状磁路を、模式的に表したものである。このトランス３の詳細構成については、後述する。
【００３５】
整流回路４は、４つの整流ダイオード４１〜４４を用いて構成された単相全波整流型のものであり、トランス３の２次側から出力される変圧された交流電圧を整流して出力するようになっている。整流ダイオード４１のカソードは２次側巻線３２Ａの一端に接続され、整流ダイオード４２のカソードは２次側巻線３２Ｂの一端に接続され、これら整流ダイオード４１，４２のアノード同士は互いに接続されて接地ラインＬＧに導かれている。一方、整流ダイオード４３のカソードは２次側巻線３２Ｃの一端に接続され、整流ダイオード４４のカソードは２次側巻線３２Ｄの一端に接続され、これら整流ダイオード４３，４４のアノード同士は互いに接続されて接地ラインＬＧに導かれている。すなわち、一対の整流ダイオード４１，４２および一対の整流ダイオード４３，４４ではそれぞれ、センタタップ型のアノードコモン接続の構成となっていると共に、これらが互いに並列接続されている。
【００３６】
平滑回路５は、チョークコイル５１および出力平滑コンデンサ５２により構成されている。チョークコイル５１は出力ラインＬＯ上に挿入配置されており、一端がセンタタップＣに接続され、他端が出力ラインＬＯ上の出力端子Ｔ３に接続されている。出力平滑コンデンサ５２は、出力ラインＬＯと接地ラインＬＧとの間に配置されている。また、接地ラインＬＧの端部には、出力端子Ｔ４が設けられている。このような構成により平滑回路５では、整流回路４において整流された電圧を平滑化して直流出力電圧Ｖoutを生成し、これを出力端子Ｔ３，Ｔ４から低圧バッテリ（図示せず）に出力して給電するようになっている。
【００３７】
制御回路６は、インバータ回路１１，１２内のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を駆動するためのものである。具体的には、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に対してそれぞれ制御信号ＳＧ１〜ＳＧ６を供給し、これらスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を個別にオン・オフ制御（具体的には、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation；パルス幅変調）制御）するようになっている。
【００３８】
（トランス３の詳細構成）
次に、図２〜図４を参照してトランス３の詳細構成について説明する。図２は、トランス３における主要部の外観構成を分解斜視図で表したものである。
【００３９】
トランス３は、互いに対向する上部コアＵＣおよび下部コアＤＣからなるコア材（磁芯３０）に対して、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄを構成するプリントコイル３１０と、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃを構成するプリントコイル３２０と、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄを個別に構成する４枚の板金とが、以下説明する４つの脚部の延在方向（垂直方向）に垂直な面内（水平面内）に巻回された構造となっている。なお、上部コアＵＣおよび下部コアＤＣはそれぞれ、例えばフェライトなどの磁性材料により構成され、プリントコイル３１０，３２０および上記した４枚の板金はそれぞれ、例えば銅やアルミニウムなどの導電性材料により構成されている。
【００４０】
上部コアＵＣは、ベースコアＵＣｂと、このベースコアＵＣｂから上記垂直方向（貫通方向）に延びた４本の脚部分である第１脚部ＵＣ１、第２脚部ＵＣ２、第３脚部ＵＣ３および第４脚部ＵＣ４とから構成されている。下部コアＤＣは、ベースコアＤＣｂと、このベースコアＤＣｂから上記垂直方向（貫通方向）に延びた４本の脚部分である第１脚部ＤＣ１、第２脚部ＤＣ２、第３脚部ＤＣ３および第４脚部ＤＣ４とから構成されている。これらの第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４は、ベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの対向面内で互いに交差する２直線（２つの対角線）上に、一対ずつ離間して配置されている。そして、これらの４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４は、互いに対向する２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂ同士を磁気的に連結するようになっている。
【００４１】
具体的には、ここでは、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４は、ベースコアＵＣｂ，ＤＣｂ上の正方形状の面の四隅をなすように配置されている。すなわち、これら４つの脚部は、矩形状（正方形状）のベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの四隅に配置されている。そして、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１と第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３とが、互いに一方の対角線上の両端に配置されて脚部対（第１の脚部対）を構成すると共に、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２と第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４とが、互いに他方の対角線上の両端に配置されて脚部対（第２の脚部対）を構成している。
【００４２】
プリントコイル３１０には、各脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４が個別に貫通する４つの貫通孔３１０Ａ〜３１０Ｄが設けられている。貫通孔３１０Ａには第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１が貫通し、貫通孔３１０Ｂには第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２が貫通し、貫通孔３１０Ｃには第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３が貫通し、貫通孔３１０Ｄには第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４が貫通している。また、このプリントコイル３１０では、接続ラインＬ２１側から接続ラインＬ２２側へ向けて、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１（貫通孔３１０Ａ）を巻回する１次側巻線３１１Ａと、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２（貫通孔３１０Ｂ）を巻回する１次側巻線３１１Ｂと、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３（貫通孔３１０Ｃ）を巻回する１次側巻線３１１Ｃと、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４（貫通孔３１０Ｄ）を巻回する１次側巻線３１１Ｄとが、この順に互いに直列接続されている。具体的には、上部コアＵＣ側からプリントコイル３１０を見た場合に、１次側巻線３１１Ａ，３１１Ｃはそれぞれ、右回りに３ターン分（３周分）巻回される一方、１次側巻線３１１Ｂ，３１１Ｄはそれぞれ、左回りに３ターン分（３周分）巻回されている。すなわち、対角方向に位置する１次側巻線同士で互いに同じ方向に巻回されていると共に、一対の対角方向の１次側巻線同士では互いに逆向きに巻回されるようになっている。
【００４３】
プリントコイル３２０には、各脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４が個別に貫通する４つの貫通孔３２０Ａ〜３２０Ｄが設けられている。貫通孔３２０Ａには第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１が貫通し、貫通孔３２０Ｂには第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２が貫通し、貫通孔３２０Ｃには第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３が貫通し、貫通孔３２０Ｄには第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４が貫通している。また、このプリントコイル３２０では、接続ラインＬ３１側から接続ラインＬ３２側へ向けて、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３（貫通孔３２０Ｃ）を巻回する１次側巻線３１２Ｃの一部分と、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１（貫通孔３２０Ａ）を巻回する１次側巻線３１２Ａと、上記した１次側巻線３１２Ｃの残りの部分とが、この順に互いに直列接続されている。具体的には、上部コアＵＣ側からプリントコイル３２０を見た場合に、１次側巻線３１２Ｃは、右回りに３ターン分（３周分）巻回される一方、１次側巻線３１２Ａは、左回りに３ターン分（３周分）巻回されている。すなわち、対角線方向に位置する１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃ同士で互いに逆方向に巻回されている。なお、このプリントコイル３２０では、上記したプリントコイル３１０とは異なり、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２（貫通孔３２０Ｂ）および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４（貫通孔３２０Ｄ）にはそれぞれ、（１次側）巻線が巻回されていない。すなわち、プリントコイル３２０では、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃが、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３に対して選択的に巻回されている。
【００４４】
２次側巻線３２Ａ，３２Ｂを構成する２枚の板金はそれぞれ、プリントコイル３２０と上部コアＵＣとの間に配置されている。２次側巻線３２Ａを構成する板金には、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１が貫通する１つの貫通孔が設けられ、２次側巻線３２Ｂを構成する板金には、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３が貫通する１つの貫通孔が設けられている。一方、２次側巻線３２Ｃ，３２Ｄを構成する２枚の板金はそれぞれ、プリントコイル３１０と下部コアＤＣとの間に配置されている。２次側巻線３２Ｃを構成する板金には、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１が貫通する１つの貫通孔が設けられ、２次側巻線３２Ｄを構成する板金には、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３が貫通する１つの貫通孔が設けられている。なお、これらの２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄはそれぞれ、上記した貫通孔に１ターン分（１周分）巻回されるようになっている。
【００４５】
なお、ここでは、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ，３１２Ａ，３１２Ｃおよび２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄがそれぞれ、配線（接続ラインＬ２１，Ｌ２２、接続ラインＬ３１，Ｌ３２、出力ラインＬＯまたは接地ラインＬＧ）を介して、プリントコイル３１０，３２０および４枚の板金の面内方向に沿って外部から取り出しが可能なように構成されている。
【００４６】
このような構成によりトランス３では、プリントコイル３１０において、後述するインバータ回路１１を用いた動作の際に、図２中に示した向きに１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄを流れる１次側の電流Ｉａ１，Ｉｂ１によってそれぞれ、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４内の貫通方向に磁束が形成されるようになっている。また、プリントコイル３２０において、後述するインバータ回路１２を用いた動作の際に、図２中に示した向きに１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃを流れる１次側の電流Ｉｃ１，Ｉｄ１によってそれぞれ、２つの脚部ＵＣ１，ＵＣ３，ＤＣ１，ＤＣ３内の貫通方向に磁束が形成されるようになっている。ここで、このプリントコイル３２０では、上記したように、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２（貫通孔３２０Ｂ）および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４（貫通孔３２０Ｄ）にはそれぞれ巻線が巻回されていないため、これらの部分には磁束が形成されないようになっている。なお、図２中の貫通孔３１０Ａ〜３１０Ｄ，３２０Ａ〜３２０Ｄ等内に示した磁束の向きを表す矢印は、１本線の実線のものが、電流Ｉａ１が流れるときに形成されるものに、１本線の破線のものが、電流Ｉｂ１が流れるときに形成されるものに、２本線の実線のものが、電流Ｉｃ１が流れるときに形成されるものに、２本線の破線のものが、電流Ｉｄ１が流れるときに形成されるものに、それぞれ対応している。
【００４７】
ここで、このような４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４内に形成される磁束の向きは、プリントコイル３１０では、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３からなる第１の脚部対内で互いに同一方向であると共に、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４からなる第２の脚部対内で互いに同一方向となっている。また、これら第１の脚部対と第２の脚部対との間で、磁束の向きが互いに逆方向となっている。言い換えると、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３の各内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４の各内部に生ずる磁束がともに、この第１の方向とは逆の第２の方向を向くようになっている。一方、プリントコイル３２０では、プリントコイル３１０とは異なり、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３からなる第１の脚部対内で互いに逆方向となっている。言い換えると、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１の内部に生ずる磁束が第３の方向を向くと共に、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３の内部に生ずる磁束が、この第３の方向とは逆の第４の方向を向くようになっている。
【００４８】
また、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄを構成する４枚の板金ではそれぞれ、電流Ｉａ１〜Ｉｄ１により形成される４種類の磁束に基づいて起電流（起電力）が発生し、整流ダイオード４１〜４４の向きとの関係で、図２中に示したような２次側の電流Ｉａ２〜Ｉｄ２が流れるようになっている。具体的には、２次側巻線３２Ａを構成する板金からは電流Ｉａ２または電流Ｉｄ２が流れ、２次側巻線３２Ｂを構成する板金からは電流Ｉａ２または電流Ｉｃ２が流れ、２次側巻線３２Ｃを構成する板金からは電流Ｉｂ２または電流Ｉｃ２が流れ、２次側巻線３２Ｄを構成する板金からは電流Ｉｂ２または電流Ｉｄ２が流れるようになっている。そして、詳細は後述するが、後述するインバータ回路１１を用いた動作の際およびインバータ回路１２を用いた動作の際のいずれにおいても、単位動作周期内において、これら複数の２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄのうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れるようになっている。
【００４９】
更に、上記したような電流Ｉａ１〜Ｉｄ１により形成される磁束によって、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４および２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの内部には、図３および図４に示したような磁路（環状磁路）が形成されるようになっている。図３は、プリントコイル３１０を流れる電流Ｉａ１，Ｉｂ１によって形成される磁路（図１に示した環状磁路Ｂ１に対応）を、図４は、プリントコイル３２０を流れる電流Ｉｃ１，Ｉｄ１によって形成される磁路（図１に示した環状磁路Ｂ２に対応）を、それぞれ表している。なお、図３において、環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ２３ａ，Ｂ３４ａ，Ｂ４１ａはそれぞれ、電流Ｉａ１によって形成される環状磁路を、環状磁路Ｂ１２ｂ，Ｂ２３ｂ，Ｂ３４ｂ，Ｂ４１ｂはそれぞれ、電流Ｉｂ１によって形成される環状磁路を、それぞれ示している。また、図４において、環状磁路Ｂ１２ｃ，Ｂ２３ｃ，Ｂ３４ｃ，Ｂ４１ｃはそれぞれ、電流Ｉｃ１によって形成される環状磁路を、環状磁路Ｂ１２ｄ，Ｂ２３ｄ，Ｂ３４ｄ，Ｂ４１ｄはそれぞれ、電流Ｉｄ１によって形成される環状磁路を、それぞれ示している。
【００５０】
具体的には、プリントコイル３１０では、図３に示したように、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂと、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂと、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂと、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４および第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂと、からなる４つの環状磁路が形成される。ここで、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１では、環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂと環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂとが共有化され、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２では、環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂと環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂとが共有化され、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３では、環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂと環状磁路Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂとが共有化され、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４では、環状磁路Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂと環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂとが共有化されている。そして、これらの４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４ではそれぞれ、電流Ｉａ１によって形成される環状磁路同士が互いに同じ方向を向いていると共に、電流Ｉｂ１によって形成される環状磁路同士が互いに同じ方向を向いている。具体的には、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１では、環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ１２ａ同士が同じ方向を向くと共に環状磁路Ｂ４１ｂ，Ｂ１２ｂ同士が同じ方向を向いている。第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２では、環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ２３ａ同士が同じ方向を向くと共に環状磁路Ｂ１２ｂ，Ｂ２３ｂ同士が同じ方向を向いている。第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３では、環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ３４ａ同士が同じ方向を向くと共に環状磁路Ｂ２３ｂ，Ｂ３４ｂ同士が同じ方向を向いている。第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４では、環状磁路Ｂ３４ａ，Ｂ４１ａ同士が同じ方向を向くと共に環状磁路Ｂ３４ｂ，Ｂ４１ｂ同士が同じ方向を向いている。これにより、図３に示したように、プリントコイル３１０を流れる電流Ｉａ１，Ｉｂ１によって、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４のうちの互いに隣り合った２つの脚部と２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂとをそれぞれ一方方向に通る磁路が４つ形成されるようになっている。
【００５１】
一方、プリントコイル３２０においても、原理的には図４（Ａ）に示したように、プリントコイル３１０と同様の４つの環状磁路が形成される。具体的には、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ１２ｃ，Ｂ１２ｄと、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ２３ｃ，Ｂ２３ｄと、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ３４ｃ，Ｂ３４ｄと、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４および第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ４１ｃ，Ｂ４１ｄと、からなる４つの環状磁路が形成される。ただし、プリントコイル３２０ではプリントコイル３１０とは異なり、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２では、環状磁路Ｂ１２ｃ，Ｂ２３ｃ同士が互いに逆方向を向くと共に、環状磁路Ｂ１２ｄ，Ｂ２３ｄ同士も互いに逆方向を向いている。同様に、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４においても、環状磁路Ｂ３４ｃ，Ｂ４１ｃ同士が互いに逆方向を向くと共に、環状磁路Ｂ３４ｄ，Ｂ４１ｄ同士も互いに逆方向を向いている。なお、他の脚部ＵＣ１，ＤＣ１および脚部ＵＣ３，ＤＣ３ではそれぞれ、プリントコイル３１０の場合と同様に、電流Ｉｃ１によって形成される環状磁路同士が互いに同じ方向を向いていると共に、電流Ｉｄ１によって形成される環状磁路同士が互いに同じ方向を向いている。これにより、プリントコイル３２０では、実際には図４（Ｂ）に示したように、対向方向に位置する第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ１３ｃ，Ｂ１３ｄが形成されるようになっている。これは、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４ではそれぞれ、互いに逆方向を向いている環状磁路を構成する磁束同士が互いに打ち消し合うからである。
【００５２】
ここで、入力端子Ｔ１，Ｔ２が本発明における「入力端子対」の一具体例に対応し、出力端子Ｔ３，Ｔ４が本発明における「出力端子対」の一具体例に対応する。インバータ回路１１が本発明における「第１のインバータ回路」の一具体例に対応し、インバータ回路１２が本発明における「第２のインバータ回路」の一具体例に対応する。整流ダイオード４１〜４４が、本発明における「複数の整流素子」の一具体例に対応する。１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄが本発明における「第１の１次側巻線」の一具体例に対応し、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃが本発明における「第２の１次側巻線」の一具体例に対応し、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄが本発明における「複数の２次側巻線」の一具体例に対応する。プリントコイル３１０が本発明における「第１の導電部材」の一具体例に対応し、プリントコイル３２０が本発明における「第２の導電部材」の一具体例に対応し、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄを個別に構成する４枚の板金が、本発明における「第３の導電部材」の一具体例に対応する。ベースコアＵＣｂ，ＤＣｂが本発明における「２つの基体部」の一具体例に対応し、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２、第３脚部ＵＤＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４が、本発明における「４つの脚部」の一具体例に対応する。
【００５３】
続いて、本実施の形態のスイッチング電源装置の作用および効果について説明する。
【００５４】
（スイッチング電源装置の基本動作）
最初に、図５〜図８を参照して、スイッチング電源装置の基本動作について説明する。
【００５５】
このスイッチング電源装置では、インバータ回路１１またはインバータ回路１２において、入力端子Ｔ１，Ｔ２から供給される直流入力電圧Ｖinがスイッチングされて交流電圧が生成され、この交流電圧がトランス３の１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄまたは１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃへ供給される。そしてトランス３ではこの交流電圧が変圧され、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄから、変圧された交流電圧が出力される。
【００５６】
次に、整流回路４では、この変圧された交流電圧が整流ダイオード４１〜４４によって整流される。これにより、出力ラインＬＯ上のセンタタップＣと接地ラインＬＧとの間に、整流出力が発生する。この整流出力は平滑回路５において平滑化され、出力端子Ｔ３，Ｔ４から直流出力電圧Ｖoutとして出力される。そしてこの直流出力電圧Ｖoutは、図示しない低圧バッテリに給電されてその充電に供されると共に、負荷Ｌが駆動される。
【００５７】
ここで、このスイッチング電源装置には、インバータ回路１１を用いて上記動作を行う動作モード（第１の動作モード）と、インバータ回路１２を用いて上記動作を行う動作モード（第２の動作モード）とが存在する。また、インバータ回路１１（第１の動作モード）では、単位動作周期内に、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオン状態になる期間と、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオン状態になる期間とが設けられており、これら２つの期間が交互に繰り返されるようになっている。同様に、インバータ回路１２（第２の動作モード）においても、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ６がオン状態になる期間と、スイッチング素子Ｓ４，Ｓ５がオン状態になる期間とが設けられており、これら２つの期間が交互に繰り返されるようになっている。したがって、このスイッチング電源装置の動作を、動作モード別により詳細に説明すると、以下のようになる。
【００５８】
（インバータ回路１１を用いた動作モード）
まず、図５に示したように、インバータ回路１１のスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がそれぞれオフ状態になると共に、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がそれぞれオン状態になると、トランス３の１次側には、高圧バッテリ１０から、スイッチング素子Ｓ１、共振用インダクタＬｒ１、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄおよびスイッチング素子Ｓ４を順に流れる電流（１次側ループ電流）Ｉａ１が流れる。すると、トランス３では図中に示したように、この電流Ｉａ１により、図３で説明した環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ２３ａ，Ｂ３４ａ，Ｂ４１ａからなる環状磁路Ｂ１が形成される。また、これによりトランス３の２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄにそれぞれ発生する電圧は、整流ダイオード４３，４４に対して逆方向となる一方、整流ダイオード４１，４２に対して順方向となる。このため、トランス３の２次側には、整流ダイオード４１，４２から２次側巻線３２Ａ，３２Ｂ、チョークコイル５１および出力平滑コンデンサ５２を順に通る電流（２次側ループ電流）Ｉａ２が流れる。そしてこの電流Ｉａ２により、直流出力電圧Ｖoutが図示しない低圧バッテリに給電されると共に、負荷Ｌが駆動される。
【００５９】
一方、図６に示したように、インバータ回路１１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がそれぞれオフ状態になると共に、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がそれぞれオン状態になると、トランス３の１次側には、高圧バッテリ１０から、スイッチング素子Ｓ３、１次側巻線３１１Ｄ〜３１１Ａ、共振用インダクタＬｒ１およびスイッチング素子Ｓ２を順に流れる電流（１次側ループ電流）Ｉｂ１が流れる。すると、トランス３では図中に示したように、この電流Ｉｂ１により、図３で説明した環状磁路Ｂ１２ｂ，Ｂ２３ｂ，Ｂ３４ｂ，Ｂ４１ｂからなる環状磁路Ｂ１が形成される。また、これによりトランス３の２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄにそれぞれ発生する電圧は、整流ダイオード４１，４２に対して逆方向となる一方、整流ダイオード４３，４４に対して順方向となる。このため、トランス３の２次側には、整流ダイオード４３，４４から２次側巻線３２Ｃ，３２Ｄ、チョークコイル５１および出力平滑コンデンサ５２を順に通る電流（２次側ループ電流）Ｉｂ２が流れる。そしてこの電流Ｉｂ２により、直流出力電圧Ｖoutが図示しない低圧バッテリに給電されると共に、負荷Ｌが駆動される。なお、図５および図６に示したインバータ回路１１を用いた動作モード時には、インバータ回路１２のみに属するスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６はそれぞれ、常にオフ状態となっている。
【００６０】
また、この第１の動作モードでは、ここでは、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ全体の巻数が１２ターン（３ターン×４）であり、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄの個々の巻数がそれぞれ１ターンであるため、１次側巻線と２次側巻線との巻数比が１２：１となる。したがって、この第１の動作モードでは、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ全体の両端間の電圧と、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄの個々の巻線の両端間の電圧との比も、１２：１となる。
【００６１】
（インバータ回路１２を用いた動作モード）
まず、図７に示したように、インバータ回路１２のスイッチング素子Ｓ４，Ｓ５がそれぞれオフ状態になると共に、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ６がそれぞれオン状態になると、トランス３の１次側には、高圧バッテリ１０から、スイッチング素子Ｓ３、共振用インダクタＬｒ２、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃおよびスイッチング素子Ｓ６を順に流れる電流（１次側ループ電流）Ｉｃ１が流れる。すると、トランス３では図中に示したように、この電流Ｉｃ１により、図４（Ｂ）で説明した環状磁路Ｂ１３ｃからなる環状磁路Ｂ２が形成される。また、これによりトランス３の２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄにそれぞれ発生する電圧は、整流ダイオード４１，４４に対して逆方向となる一方、整流ダイオード４２，４３に対して順方向となる。このため、トランス３の２次側には、整流ダイオード４２，４３から２次側巻線３２Ｂ，３２Ｃ、チョークコイル５１および出力平滑コンデンサ５２を順に通る電流（２次側ループ電流）Ｉｃ２が流れる。そしてこの電流Ｉｃ２により、直流出力電圧Ｖoutが図示しない低圧バッテリに給電されると共に、負荷Ｌが駆動される。
【００６２】
一方、図８に示したように、インバータ回路１２のスイッチング素子Ｓ３，Ｓ６がそれぞれオフ状態になると共に、スイッチング素子Ｓ４，Ｓ５がそれぞれオン状態になると、トランス３の１次側には、高圧バッテリ１０から、スイッチング素子Ｓ５、１次側巻線３１２Ｃ，３１２Ａ、共振用インダクタＬｒ２およびスイッチング素子Ｓ４を順に流れる電流（１次側ループ電流）Ｉｄ１が流れる。すると、トランス３では図中に示したように、この電流Ｉｄ１により、図４（Ｂ）で説明した環状磁路Ｂ１３ｄからなる環状磁路Ｂ２が形成される。また、これによりトランス３の２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄにそれぞれ発生する電圧は、整流ダイオード４２，４３に対して逆方向となる一方、整流ダイオード４１，４４に対して順方向となる。このため、トランス３の２次側には、整流ダイオード４１，４４から２次側巻線３２Ａ，３２Ｄ、チョークコイル５１および出力平滑コンデンサ５２を順に通る電流（２次側ループ電流）Ｉｄ２が流れる。そしてこの電流Ｉｄ２により、直流出力電圧Ｖoutが図示しない低圧バッテリに給電されると共に、負荷Ｌが駆動される。なお、図７および図８に示したインバータ回路１２を用いた動作モード時には、インバータ回路１１のみに属するスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２はそれぞれ、常にオフ状態となっている。
【００６３】
また、この第２の動作モードでは、ここでは、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃ全体の巻数が６ターン（３ターン×２）であり、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄの個々の巻数がそれぞれ１ターンであるため、上記第１の動作モードとは異なり、１次側巻線と２次側巻線との巻数比が６：１となる。したがって、この第２の動作モードでは、１次側巻線３１２Ａ〜３１２Ｃ全体の両端間の電圧と、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄの個々の巻線の両端間の電圧との比も、上記第１の動作モードとは異なり、６：１となる。
【００６４】
（特徴的部分の作用）
次に、図１〜図８に加えて図９〜図１２を参照して、本実施の形態のスイッチング電源装置における特徴的部分の作用について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。図９は、比較例に係るスイッチング電源装置１００の模式構成を回路図で表したものである。なお、本実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００６５】
（比較例の構成・作用）
まず、図９に示した比較例のスイッチング電源装置１００は、本実施の形態のスイッチング電源装置におけるインバータ回路１１，１２の代わりにインバータ回路１０１を、トランス３の代わりにトランス１０３を、整流回路４および平滑回路５の代わりに整流平滑回路１０５を、制御回路６の代わりに制御回路１０６を備えている。
【００６６】
インバータ回路１０１は、６つのスイッチング素子Ｓ１０１〜Ｓ１０６からなる２つのフルブリッジ型のインバータ回路により構成されており、スイッチング素子Ｓ１０３，Ｓ１０４は互いに共有されている。
【００６７】
制御回路１０６は、インバータ回路１０１内のスイッチング素子Ｓ１０１〜Ｓ１０６に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらスイッチング素子Ｓ１０１〜Ｓ１０６を個別にオン・オフ制御（ＰＷＭ制御）するためのものである。
【００６８】
トランス１０３は、中足コイル（中足巻線）７Ａ−１〜７Ａ−３が巻回された中足部と、この中足部を共有しつつ中足部と共にループ磁路をそれぞれ構成する２つの外足部とを含んで構成された磁芯１０４を備えている。一方の外足部には、外足コイル（外足巻線）７Ｂ−１１，７Ｂ−２１，７Ｂ−３１が巻回され、他方の外足部には、外足コイル（外足巻線）７Ｂ−１２，７Ｂ−２２，７Ｂ−３２が巻回されている。外足巻線７Ｂ−１１，７Ｂ−１２により外足巻線７Ｂ−１が構成され、外足巻線７Ｂ−２１，７Ｂ−２２により外足巻線７Ｂ−２が構成され、外足巻線７Ｂ−３１，７Ｂ−３２により外足巻線７Ｂ−３が構成されている。また、これらの巻線のうち、中足巻線７Ａ−１および外足巻線７Ｂ−１はそれぞれ、中足部および外足部に対応する１次巻線を構成し、中足巻線７Ａ−２，７Ａ−２および外足巻線７Ｂ−２，７Ｂ−３はそれぞれ、中足部および外足部に対応する２次巻線を構成している。そして、外足巻線７Ｂ−１〜７Ｂ−３は、これらの外足巻線７Ｂ−１〜７Ｂ−３を流れる電流によって２つの外足部にそれぞれ生ずる磁束が中足部において互いに相殺し合うような態様で、外足部に巻回されている。
【００６９】
整流平滑回路１０５は、中足部の２次側巻線としての中足巻線７Ａ−２，７Ａ−３に個別に接続された整流ダイオードＤ２Ａ，Ｄ１Ａと、外足部の２次側巻線としての外足巻線７Ｂ−２１，７Ｂ−３２に個別に接続された整流ダイオードＤ２Ｂ，Ｄ１Ｂと、チョークコイル５２と、出力平滑コンデンサ５２とを有している。
【００７０】
この比較例のスイッチング電源装置１０１では、外足巻線７Ｂ−１を流れる電流によって２つの外足部にそれぞれ生ずる磁束は中足部において互いに相殺されるため、この外足巻線７Ｂ−１から中足巻線７Ａ−２，７Ａ−３に電圧が誘起されることは実質的にない。一方、中足巻線７Ａ−１を流れる電流によって２つの外足部にそれぞれ磁束が生ずるが、それらの磁束によって発生する電圧同士は、２つの外足部において互いに打ち消し合う。すなわち、中足巻線から発生した磁束と外足巻線から発生した磁束とは、互いに他方の巻線が巻回された磁脚で磁束が打ち消しあう、もしくは巻線の電圧が打ち消し合うようになっている。これより、このトランス１０３では、中足巻線７Ａ−１〜７Ａ−３および外足巻線７Ｂ−１〜７Ｂ−３はそれぞれ、共通の磁芯１０４に巻回されているにもかかわらず、互いに影響を及ぼし合うおそれはない。よって、部品点数や占有面積の増加を抑制（低コスト化や小型化）しつつ、複数の動作モード（中足部に接続されたインバータ回路を用いた動作モードと、外足部に接続されたインバータ回路を用いた動作モードとの２つの動作モード）の実現を可能としている。
【００７１】
ところが、この比較例のトランス１０３では、個々の動作モードのそれぞれについて、単位動作周期内に、一部の２次側巻線（一部の整流ダイオード）に対してのみ起電流が流れるようになっている。具体的には、例えば上記した中足部に接続されたインバータ回路を用いた動作モード時には、この中足部に対応する整流ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂのみが動作し、外足部に対応する整流ダイオードＤ２Ａ，Ｄ２Ｂは動作しない。一方、逆に上記した外足部に接続されたインバータ回路を用いた動作モード時には、この外足部に対応する整流ダイオードＤ２Ａ，Ｄ２Ｂのみが動作し、中足部に対応する整流ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂは動作しない。したがって、この比較例では、整流ダイオードの利用効率が低くなってしまうため、スイッチング電源装置１００全体としての効率も十分には高めることができないことになる。
【００７２】
（本実施の形態の作用）
一方、本実施の形態のスイッチング電源装置では、図５および図６に示したインバータ回路１１を用いた動作モード時（第１の動作モード時）には、図１０に示したように、プリントコイル３２０において、以下のようにして１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃ全体として起電圧が生じないようになっている。具体的には、まず、プリントコイル３１０における１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄを流れる電流Ｉａ１，Ｉｂ１により形成される環状磁路Ｂ１を構成する磁束によって、プリントコイル３２０における１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃで発生する２つの起電圧（図中の２つの起電流ＩｃＡ，ＩｃＣまたは２つの起電流ＩｄＡ，ＩｄＣに対応）同士が互いに逆方向で打ち消し合う。また、プリントコイル３１０における貫通孔３２０Ｂ，３２０Ｄには巻線が巻回されていないため、これらの部分には起電圧（起電流）が発生しない。したがって、この第１の動作モード時には、プリントコイル３２０（１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃ）全体としては起電圧が発生しないことになる。
【００７３】
また、図７および図８に示したインバータ回路１２を用いた動作モード時（第２の動作モード時）には、図１１に示したように、プリントコイル３１０において、以下のようにして１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ全体として起電圧が生じないようになっている。具体的には、まず、プリントコイル３２０における１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃを流れる電流Ｉｃ１，Ｉｄ１により形成される環状磁路Ｂ２を構成する磁束によって、プリントコイル３１０における１次側巻線３１１Ａ，３１１Ｃで発生する２つの起電圧（図中の２つの起電流ＩａＡ，ＩａＣまたは２つの起電流ＩｂＡ，ＩｂＣに対応）同士が互いに逆方向で打ち消し合う。また、プリントコイル３１０における貫通孔３１０Ｂ，３１０Ｄには磁束が貫通していないため、１次側巻線３１１Ｂ，３１１Ｄには起電圧（起電流）が発生しない。したがって、この第２の動作モード時には、プリントコイル３１０（１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ）全体としては起電圧が発生しないことになる。
【００７４】
すなわち、一方の１次側巻線を用いた動作モード時に、他方の１次側巻線に対して影響を及ぼすことはない。これにより、本実施の形態のトランス３においても、上記比較例のトランス１０３と同様に、磁芯３０を共有化しつつ、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄの動作と１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃの動作とが互いに独立したものとなる。
【００７５】
また、本実施の形態のスイッチング電源装置では、上記比較例のスイッチング電源装置１００とは異なり、以下の利点も有している。
【００７６】
すなわち、まず、図５，図６，図１０に示した第１の動作モード時には、プリントコイル３１０における１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄを流れる電流Ｉａ１，Ｉｂ１により形成される環状磁路Ｂ１を構成する磁束によって、上記比較例とは異なり、単位動作周期内において、４つの２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄのうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れる。具体的には、単位動作周期のうちの図５に示した期間では、２つの２次側巻線３２Ａ，３２Ｂおよびそれらに接続された２つの整流ダイオード４１，４２に対してそれぞれ起電流（電流Ｉａ２）が流れる。一方、単位動作周期のうちの図６に示した期間では、２つの２次側巻線３２Ｃ，３２Ｄおよびそれらに接続された２つの整流ダイオード４３，４４に対してそれぞれ起電流（電流Ｉｂ２）が流れる。
【００７７】
また、図７，図８，図１１に示した第２の動作モード時においても、プリントコイル３２０における１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃを流れる電流Ｉｃ１，Ｉｄ１により形成される環状磁路Ｂ２を構成する磁束によって、上記比較例とは異なり、単位動作周期内において、４つの２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄのうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れる。具体的には、単位動作周期のうちの図７に示した期間では、２つの２次側巻線３２Ｂ，３２Ｃおよびそれらに接続された２つの整流ダイオード４２，４３に対してそれぞれ起電流（電流Ｉｃ２）が流れる。一方、単位動作周期のうちの図８に示した期間では、２つの２次側巻線３２Ａ，３２Ｄおよびそれらに接続された２つの整流ダイオード４１，４４に対してそれぞれ起電流（電流Ｉｄ２）が流れる。
【００７８】
すなわち、第１および第２の動作モードのいずれにおいても、１次側巻線を流れる電流による生ずる磁束によって、単位動作周期内において全ての２次側巻線（つまり、４つの整流ダイオード４１〜４４のうちの全ての整流ダイオード）に対して起電流が流れるようになる。言い換えると、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄおよび１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃのどちらからでも、全ての２次側巻線（全ての整流ダイオード）を共通して利用できるようになる。これにより、本実施の形態では上記比較例と比べ、個々の整流ダイオードの動作点が下がって電力損失が低減する。つまり、複数の動作モードを実現した際の整流ダイオードの利用効率が向上する。
【００７９】
具体的には、例えば図１２に示したように、整流回路４内の４つの整流ダイオード４１〜４４のうち、１つの動作モードの単位動作周期内で２つの整流ダイオードのみしか動作しない場合（比較例に対応）、各整流ダイオードの動作点は図中の動作点Ｐ１となる。したがって、この場合には、整流回路４全体に流れる電流を１００Ａとすると、それぞれの整流ダイオード（例えば、図９中の整流ダイオードＤ１Ａ，Ｄ２Ａ）に流れる電流の時比率が０．５であることから、このときの整流回路４全体としての整流ダイオードでの電力損失Ｐ（Ｐ１）は、以下の（１）式に示したようになる。一方、１つの動作モードの単位動作周期内で４つの整流ダイオード４１〜４４の全てが動作する場合（本実施の形態に対応）、各整流ダイオード４１〜４４の動作点は図中の動作点Ｐ２となる。すなわち、上記した動作点Ｐ１と比べ、個々の整流ダイオードの動作点が下がることになる。したがって、この場合には、整流回路４全体に流れる電流を同様に１００Ａとすると、それぞれの整流ダイオードに流れる電流の時比率が０．５であることから、このときの整流回路４全体としての整流ダイオード４１〜４４での電力損失Ｐ（Ｐ２）は、以下の（２）式に示したようになる。このようにして、（１）式および（２）式の結果を比べると、本実施の形態では上記比較例と比べ、実際に個々の整流ダイオード４１〜４４の動作点が下がって電力損失が低減することにより、整流ダイオード４１〜４４の利用効率が向上することが分かる。
Ｐ（Ｐ１）＝（０．７Ｖ×１００Ａ×０．５）×２個＝７０Ｗ ……（１）
Ｐ（Ｐ２）＝（０．６Ｖ×５０Ａ×０．５）×４個＝６０Ｗ ……（２）
【００８０】
以上のように本実施の形態では、インバータ回路１１を用いた第１の動作モード時には、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄを流れる電流Ｉａ１，Ｉｂ１により形成される環状磁路Ｂ１を構成する磁束によって、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃで発生する２つの起電圧同士が互いに逆方向で打ち消し合うことにより、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃ全体としては起電圧が発生しないと共に、インバータ回路１２を用いた第２の動作モード時には、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃを流れる電流Ｉｃ１，Ｉｄ１により形成される環状磁路Ｂ２を構成する磁束によって、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄで発生する２つの起電圧同士が互いに逆方向で打ち消し合うことにより、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ全体としては起電圧が発生しないように、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ，３１２Ａ，３１２Ｃを巻回するようにしたので、一方の１次側巻線を用いた動作モード時に他方の１次側巻線に対して影響を及ぼすことはないため、磁芯３０を共有化しつつ、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄの動作と１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃの動作とを互いに独立したものとすることができる。また、上記第１および第２の動作モードのいずれにおいても、１次側巻線を流れる電流による生ずる磁束によって、単位動作周期内において全ての２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄ（全ての整流ダイオード４１〜４４）に対して起電流が流れるようにしたので、複数の動作モードを実現した際の整流ダイオードの利用効率を向上させることができる。よって、高効率化を図りつつ、部品点数や占有面積の増加の抑制（低コスト化や小型化）と複数の動作モードの実現とを両立させることが可能となる。
【００８１】
また、第１の動作モードと第２の動作モードとの間で、１次側巻線と２次側巻線との巻数比を異ならせることにより、第１の動作モードでは直流入力電圧Ｖinと直流出力電圧Ｖoutとの電圧比が１２：１となると共に、第２の動作モードでは直流入力電圧Ｖinと直流出力電圧Ｖoutとの電圧比が６：１となるようにしたので、動作モードの違いによって電圧変換比を変化させることができる。よって、電圧変換比を動作モード間で同一とした場合と比べ、入力電圧範囲または出力電圧範囲を広くすることが可能となる。
【００８２】
更に、２つのインバータ回路１１，１２同士が、入力端子Ｔ１，Ｔ２に対して互いに並列接続されると共に一部のスイッチング素子を共有しているようにしたので、インバータ回路全体として使用するスイッチング素子の個数が減少し、更に低コスト化や小型化を図ることが可能となる。
【００８３】
加えて、図２等に示した４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４（ＤＣ１〜ＤＣ４）を有する磁芯３０を用いてトランス３を構成するようにしたので、Ｕ型コアを用いた場合と比べ、磁芯３０における磁束密度を低下させてコア損失を低減することができるため、コア厚（基体部の厚み）を薄くして低背化を図ることができる。また、Ｅ型コアを用いた場合と比べて放熱経路が拡大するため、磁芯３０、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ，３１２Ａ，３１２Ｃおよび２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄの冷却がし易くなる。よって、信頼性を向上させつつコスト低減を図ることが可能となる。
【００８４】
また、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ，３１２Ａ，３１２Ｃおよび２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄがそれぞれ、配線（接続ラインＬ２１，Ｌ２２、接続ラインＬ３１，Ｌ３２、出力ラインＬＯまたは接地ラインＬＧ）を介して、プリントコイル３１０，３２０および４枚の板金の面内方向に沿って外部から取り出しが可能なように構成したので、このような配線をプリントコイル３１０，３２０および４枚の板金の面内に垂直な方向から取り出す場合と比べ、配線も含めた低背化を実現することができると共に、配線の取り出し構造が簡易となる。
【００８５】
［変形例］
続いて、本発明の変形例（変形例１，２）について説明する。なお、上記実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００８６】
（変形例１）
図１３は、変形例１に係るスイッチング電源装置におけるトランス（トランス３Ａ）の主要部の外観構成を分解斜視図で表したものである。本変形例のトランス３Ａは、上記実施の形態のトランス３において、プリントコイル３２０の代わりにプリントコイル３２０−１を設けると共に、２次側巻線３２Ｅ〜３２Ｈを個別に構成する４つの板金を更に設けるようにしたものである。なお、これらのプリントコイル３２０−１および４枚の板金はそれぞれ、上記実施の形態と同様に、例えば銅やアルミニウムなどの導電性材料により構成されている。
【００８７】
プリントコイル３２０−１には、プリントコイル３２０と同様に、各脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４が個別に貫通する４つの貫通孔３２０Ａ〜３２０Ｄが設けられている。このプリントコイル３２０−１では、接続ラインＬ３１側から接続ラインＬ３２側へ向けて、プリントコイル３２０と同様にして１次側巻線３１２Ａおよび３１２Ｃ互いに直列接続されている。
【００８８】
ここで、プリントコイル３２０−１では、プリントコイル３２０とは異なり、一対の接続ラインＬ３１，Ｌ３２上の途中の接続点からそれぞれ並列に分岐された一対の接続ラインＬ４１，Ｌ４２間に、更に１次側巻線３１２Ｂ，３１２Ｄが接続されている。具体的には、接続ラインＬ４１側から接続ラインＬ４２側へ向けて、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４（貫通孔３２０Ｄ）を巻回する１次側巻線３１２Ｄの一部分と、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２（貫通孔３２０Ｂ）を巻回する１次側巻線３１２Ｂと、上記した１次側巻線３１２Ｄの残りの部分とが、この順に互いに直列接続されている。すなわち、このプリントコイル３２０−１では、１次側巻線３１２Ｂ，３１２Ｄが、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４に対して選択的に巻回されている。また、上部コアＵＣ側からプリントコイル３２０−１を見た場合に、１次側巻線３１２Ｄは、右回りに３ターン分（３周分）巻回される一方、１次側巻線３１２Ｂは、左回りに３ターン分（３周分）巻回されている。すなわち、対角線方向に位置する１次側巻線３１２Ｂ，３１２Ｄ同士で互いに逆方向に巻回されている。
【００８９】
２次側巻線３２Ｅ，３２Ｆを構成する２枚の板金はそれぞれ、プリントコイル３２０−１と上部コアＵＣとの間に配置されている。２次側巻線３２Ｅを構成する板金には、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２が貫通する１つの貫通孔が設けられ、２次側巻線３２Ｆを構成する板金には、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４が貫通する１つの貫通孔が設けられている。一方、２次側巻線３２Ｇ，３２Ｈを構成する２枚の板金はそれぞれ、プリントコイル３１０と下部コアＤＣとの間に配置されている。２次側巻線３２Ｇを構成する板金には、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２が貫通する１つの貫通孔が設けられ、２次側巻線３２Ｈを構成する板金には、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４が貫通する１つの貫通孔が設けられている。なお、これらの２次側巻線３２Ｅ〜３２Ｈはそれぞれ、上記した貫通孔に１ターン分（１周分）巻回されるようになっている。また、２次側巻線３２Ｅ〜３２Ｈを構成する板金にはそれぞれ、図中に示したように、整流ダイオード４５〜４８が個別に接続されている。すなわち、本変形例のスイッチング電源装置では、４つの整流ダイオード４１〜４４を用いて構成された上記実施の形態の整流回路４の代わりに、８つの整流ダイオード４１〜４８を用いて構成された整流回路（センタタップ型のアノードコモン接続のもの）が設けられている。
【００９０】
なお、本変形例のトランス３Ａにおいても、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ，３１２Ａ〜３１２Ｄおよび２次側巻線３２Ａ〜３２Ｈがそれぞれ、配線（接続ラインＬ２１，Ｌ２２、接続ラインＬ３１，Ｌ３２、接続ラインＬ４１，Ｌ４２、出力ラインＬＯまたは接地ラインＬＧ）を介して、プリントコイル３１０，３２０−１および８枚の板金の面内方向に沿って外部から取り出しが可能なように構成されている。
【００９１】
このような構成によりトランス３Ａでは、プリントコイル３１０において、トランス３と同様に、インバータ回路１１を用いた動作（第１の動作モード）の際に、図１３中に示した向きに１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄを流れる１次側の電流Ｉａ１，Ｉｂ１によってそれぞれ、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４内の貫通方向に磁束が形成されるようになっている。
【００９２】
一方、プリントコイル３２０−１では、インバータ回路１２を用いた動作（第２の動作モード）の際に、図１３中に示した向きに１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃを流れる１次側の電流Ｉｃ１，Ｉｄ１によってそれぞれ、トランス３と同様に、２つの脚部ＵＣ１，ＵＣ３，ＤＣ１，ＤＣ３内の貫通方向に磁束が形成されるようになっている。ただし、このプリントコイル３２０−１では、接続ラインＬ３１，Ｌ３２から接続ラインＬ４１，Ｌ４２に分岐して図中に示した向きに流れる電流Ｉｃ１，Ｉｄ１（接続ラインＬ３１，Ｌ３２に流れているものと区別して考えるため、便宜上、それぞれ、電流Ｉｅ１，Ｉｆ１とする。）によっても、磁束が形成されるようになっている。すなわち、１次側巻線３１２Ｂ，３１２Ｄを流れる１次側の電流Ｉｅ１，Ｉｆ１によってそれぞれ、２つの脚部ＵＣ２，ＵＣ４，ＤＣ２，ＤＣ４内の貫通方向に磁束が形成されるようになっている。
【００９３】
なお、図１３中の貫通孔３１０Ａ〜３１０Ｄ，３２０Ａ〜３２０Ｄ等内に示した磁束の向きを表す矢印は、上記実施の形態と同様に、１本線の実線のものが、電流Ｉａ１が流れるときに形成されるものに、１本線の破線のものが、電流Ｉｂ１が流れるときに形成されるものに、２本線の実線のものが、電流Ｉｃ１が流れるときに形成されるものに、２本線の破線のものが、電流Ｉｄ１が流れるときに形成されるものに、それぞれ対応している。また、それらに加えてここでは、３本線の実線のものが、電流Ｉｅ１が流れるときに形成されるものに、３本線の破線のものが、電流Ｉｆ１が流れるときに形成されるものに、それぞれ対応している。
【００９４】
ここで、このような４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４内に形成される磁束の向きは、プリントコイル３１０では、トランス３と同様になっている。一方、プリントコイル３２０−１では、プリントコイル３２０と同様に、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３からなる第１の脚部対内で互いに逆方向となっていると共に、それに加えて、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４からなる第２の脚部対内においても互いに逆方向となっている。言い換えると、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２の内部に生ずる磁束がそれぞれ第３の方向を向くと共に、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４の内部に生ずる磁束がそれぞれ、この第３の方向とは逆の第４の方向を向くようになっている。
【００９５】
また、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄを構成する４枚の板金ではそれぞれ、電流Ｉａ１〜Ｉｄ１により形成される４種類の磁束に基づいて、上記実施の形態と同様に図１３中に示したような２次側の電流Ｉａ２〜Ｉｄ２が流れるようになっている。また、２次側巻線３２Ｅ〜３２Ｈを構成する４枚の板金においてもそれぞれ、電流Ｉａ１，Ｉｂ１，Ｉｅ１，Ｉｆ１により形成される４種類の磁束に基づいて起電流（起電力）が発生し、整流ダイオード４５〜４８の向きとの関係で、図１３中に示したような２次側の電流Ｉａ２，Ｉｂ２，Ｉｅ２（Ｉｃ２），Ｉｆ２（Ｉｄ２）が流れるようになっている。具体的には、２次側巻線３２Ｅを構成する板金からは電流Ｉｂ２または電流Ｉｆ２が流れ、２次側巻線３２Ｆを構成する板金からは電流Ｉｂ２または電流Ｉｅ２が流れ、２次側巻線３２Ｇを構成する板金からは電流Ｉａ２または電流Ｉｅ２が流れ、２次側巻線３２Ｈを構成する板金からは電流Ｉａ２または電流Ｉｆ２が流れるようになっている。
【００９６】
更に、このトランス３Ａにおいても、プリントコイル３１０を流れる電流Ｉａ１，Ｉｂ１によって、図３に示したトランス３の場合と同様に、環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ２３ａ，Ｂ３４ａ，Ｂ４１ａ，Ｂ１２ｂ，Ｂ２３ｂ，Ｂ３４ｂ，Ｂ４１ｂが形成されるようになっている。また、プリントコイル３２０−１を流れる電流Ｉｃ１，Ｉｄ１によって、図４（Ｂ）に示したトランス３の場合と同様に、環状磁路Ｂ１３ｃ，Ｂ１３ｄが形成されるようになっている。
【００９７】
一方、本変形例のトランス３Ａでは、プリントコイル３２０−１を流れる電流Ｉｅ１，Ｉｆ１によっても、図４（Ａ），（Ｂ）に示した電流Ｉｃ１，Ｉｄ１の場合と同様にして環状磁路（第３の磁路）が形成されるようになっている。すなわち、これらの電流Ｉｅ１，Ｉｆ１によって、原理的には図１４（Ａ）に示したような４つの環状磁路が形成される。具体的には、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ１２ｅ，Ｂ１２ｆと、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ２３ｅ，Ｂ２３ｆと、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ３４ｅ，Ｂ３４ｆと、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４および第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ４１ｅ，Ｂ４１ｆと、からなる４つの環状磁路が形成される。ただし、プリントコイル３２０−１では、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１において、環状磁路Ｂ４１ｅ，Ｂ１２ｅ同士が互いに逆方向を向くと共に、環状磁路Ｂ４１ｆ，Ｂ１２ｆ同士も互いに逆方向を向いている。同様に、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３においても、環状磁路Ｂ２３ｅ，Ｂ３４ｅ同士が互いに逆方向を向くと共に、環状磁路Ｂ２３ｆ，Ｂ３４ｆ同士も互いに逆方向を向いている。なお、他の脚部ＵＣ２，ＤＣ２および脚部ＵＣ４，ＤＣ４ではそれぞれ、プリントコイル３１０の場合と同様に、電流Ｉｅ１によって形成される環状磁路同士が互いに同じ方向を向いていると共に、電流Ｉｆ１によって形成される環状磁路同士が互いに同じ方向を向いている。これにより、プリントコイル３２０−１を流れる電流Ｉｅ１，Ｉｆ１によって、実際には図１４（Ｂ）に示したように、対向方向に位置する第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ２４ｅ，Ｂ２４ｆが形成されるようになっている。これは、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３ではそれぞれ、互いに逆方向を向いている環状磁路を構成する磁束同士が互いに打ち消し合うからである。
【００９８】
このような構成により本変形例においても、上記実施の形態と同様の作用により、同様の効果を得ることができる。すなわち、高効率化を図りつつ、部品点数や占有面積の増加の抑制（低コスト化や小型化）と複数の動作モードの実現とを両立させることが可能となる。
【００９９】
また、特に本変形例では、一対の接続ラインＬ３１，Ｌ３２上の途中の接続点からそれぞれ並列に分岐された一対の接続ラインＬ４１，Ｌ４２間に、１次側巻線３１２Ｂ，３１２Ｄを更に接続するようにしたので、第２の動作モード時に使用する１次側巻線の個数を増加させることができ、流れる電流を増強することが可能となる。
【０１００】
（変形例２）
図１５は、変形例２に係るスイッチング電源装置におけるインバータ回路（インバータ回路１１〜１３）の回路構成を、本変形例に係る制御回路（制御回路６Ｂ）と共に表したものである。本変形例のスイッチング電源装置は、上記実施の形態および変形例１のスイッチング電源装置とは異なり、８つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ８により構成される３つのインバータ回路１１〜１３を備えている。これらのインバータ回路１１〜１３は、入力端子Ｔ１，Ｔ２に対して互いに並列接続されている。スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ８としては、上記実施の形態と同様に、ＭＯＳ−ＦＥＴやＩＧＢＴなどのスイッチ素子が用いられる。また、本変形例のスイッチング電源装置は、上記変形例１で説明したトランス３Ａを備えたものとなっている。なお、図中に示したインバータ回路１１〜１３のうち、インバータ回路１１，１２についてはこれまで説明したものと同様であるため、説明を省略する。
【０１０１】
インバータ回路１３は、上記した８つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ８のうちの４つのスイッチング素子Ｓ５〜Ｓ８により構成されたフルブリッジ型の回路構成となっている。すなわち、２つのスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６はそれぞれ、インバータ回路１２，１３の双方に属しており、言い換えると、インバータ回路１２，１３同士が、これらのスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６（一部のスイッチング素子）を共有するようになっている。このインバータ回路１３では、スイッチング素子Ｓ５，Ｓ６の一端同士が互いに接続されると共にスイッチング素子Ｓ７，Ｓ８の一端同士が互いに接続され、これらの一端同士は、接続ラインＬ４１（共振用インダクタＬｒ３）、トランス３Ａの１次側巻線３１２Ｂ，３１２Ｄおよび接続ラインＬ４２を介して、互いに接続されている。スイッチング素子Ｓ５，Ｓ７の他端同士は、１次側高圧ラインＬ１Ｈ上で互いに接続され、スイッチング素子Ｓ６，Ｓ８の他端同士は、１次側低圧ラインＬ１Ｌ上で互いに接続されている。このような構成により、インバータ回路１３は、図中に示した制御回路６Ｂから供給される制御信号ＳＧ１〜ＳＧ８のうちの制御信号ＳＧ５〜ＳＧ８に従って、直流入力電圧Ｖinを交流電圧に変換して出力するようになっている。
【０１０２】
ここで、本変形例のスイッチング電源装置には、上記実施の形態で説明した、インバータ回路１１を用いた動作モード（第１の動作モード）およびインバータ回路１２を用いた動作モード（第２の動作モード）に加え、インバータ回路１３を用いた動作モード（第３の動作モード）が存在する。また、この第３の動作モードでは、第１および第２の動作モードと同様に、単位動作周期内に、スイッチング素子Ｓ５，Ｓ８がオン状態になる期間と、スイッチング素子Ｓ６，Ｓ７がオン状態になる期間とが設けられており、これら２つの期間が交互に繰り返されるようになっている。
【０１０３】
このスイッチング電源装置では、前述の図１３を用いて説明すると、第１の動作モード時には、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄを流れる電流Ｉａ１，Ｉｂ１により生ずる磁束によって、単位動作周期内において、８つの２次側巻線３２Ａ〜３２Ｈのうちの全ての２次側巻線に対して起電流（電流Ｉａ２，Ｉｂ２）が流れる。一方、第２の動作モード時には、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃを流れる電流Ｉｃ１，Ｉｄ１により生ずる磁束によって、単位動作周期内において、８つの２次側巻線３２Ａ〜３２Ｈのうちの一部の２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄに対して起電流（電流Ｉｃ２，Ｉｄ２）が流れる。また、第３の動作モード時には、１次側巻線３１２Ｂ，３１２Ｄを流れる電流Ｉｅ１，Ｉｆ１により生ずる磁束によって、単位動作周期内において、８つの２次側巻線３２Ａ〜３２Ｈのうちの残りの２次側巻線３２Ｅ〜３２Ｈに対して起電流（電流Ｉｅ２，Ｉｆ２）が流れる。
【０１０４】
すなわち、第１の動作モードでは、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄを流れる電流Ｉａ１，Ｉｂ１による生ずる磁束によって、単位動作周期内において、全ての２次側巻線３２Ａ〜３２Ｈ（８つの整流ダイオード４１〜４８のうちの全ての整流素子）に対して起電流（電流Ｉａ２，Ｉｂ２）が流れるようになる。また、第２および第３の動作モードを組み合わせると、１次側巻線３１２Ａ〜３１２Ｄを流れる電流Ｉｃ１，Ｉｄ１，Ｉｅ１，Ｉｆ１による生ずる磁束によって、単位動作周期内において、全ての２次側巻線３２Ａ〜３２Ｈ（全ての整流ダイオード４１〜４８）に対して起電流（電流Ｉｃ２，Ｉｄ２，Ｉｅ２，Ｉｆ２）が流れるようになる。
【０１０５】
したがって、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄと、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃおよび１次側巻線３１２Ｂ，３１２Ｄの組み合わせと、のどちらからでも、全ての２次側巻線３２Ａ〜３２Ｈ（全ての整流ダイオード４１〜４８）を共通して利用できるようになる。これにより、本変形例においても前述した比較例と比べ、少なくとも第１の動作モードの分だけ、個々の整流ダイオード４１〜４８の動作点が下がって電力損失が低減することにより、複数の動作モードを実現した際の整流ダイオード４１〜４８の利用効率が向上する。
【０１０６】
以上のように本変形例においても、基本的には上記変形例１と同様の作用により、同様の効果を得ることができる。すなわち、高効率化を図りつつ、部品点数や占有面積の増加の抑制（低コスト化や小型化）と複数の動作モードの実現とを両立させることが可能となる。
【０１０７】
また、特に本変形例では、第１，第２，第３の動作モード間で、１次側巻線と２次側巻線との巻数比を異ならせるようにした場合には、上記実施の形態と比べ、入力電圧範囲または出力電圧範囲を更に広くすることが可能となる。
【０１０８】
更に、３つのインバータ回路１１〜１３同士が、入力端子Ｔ１，Ｔ２に対して互いに並列接続されると共に、２つのインバータ回路１１，１２同士が一部のスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４を共有し、２つのインバータ回路１２，１３同士が一部のスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６を共有しているようにしたので、インバータ回路全体として使用するスイッチング素子の個数が減少し、更に低コスト化や小型化を図ることが可能となる。
【０１０９】
（その他の変形例）
以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【０１１０】
例えば、上記実施の形態等では、１次側巻線（プリントコイル）や２次側巻線（板金）の形状を具体的に挙げて説明したが、これら１次側巻線（プリントコイル）や２次側巻線（板金）の形状はこの場合には限られず、他の形状でもよい。また、１次側巻線および２次側巻線が、ともにプリントコイルまたは板金により構成されているようにしてもよい。
【０１１１】
具体的には、例えば上記実施の形態等では、図１６（Ａ）に示した上部コアＵＣ（下部コアＤＣ）のように、４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）の側面が曲面となっている場合について説明したが、各脚部の側面形状は、この場合には限られない。すなわち、例えば図１６（Ｂ），（Ｃ）に示したように、４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）において、少なくとも対向する側面同士が、互いに平行となっているようにしてもよい。このように構成した場合、磁芯３０における磁束最短経路の磁束集中がより効果的に緩和されるため、コア損失がより低減する。また、この場合において更に、例えば図１６（Ｃ）に示したように、４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）において、互いに対向する側面の反対側である外側面が、曲面となっているようにしてもよい。このように構成した場合、各脚部の周囲に対して１次側巻線および２次側巻線が巻回し易くなるため、電流経路が短縮されると共に、角部への電流分布の集中が緩和される。なお、これらの図１６（Ｂ），（Ｃ）に示した４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）において、側面における角部が面取りされることにより、その角部の部分が、曲面または平面からなる側面となっているようにしてもよい。
【０１１２】
また、上記実施の形態等では、４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）が、矩形状（正方形状）のベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの四隅に配置されている場合について説明したが、これらの４つの脚部の配置関係は、この場合には限られない。すなわち、４つの脚部は、ベースコア上の互いに交差する２直線上に、一対ずつ離間して配置されていればよい。また、ベースコアの形状や大きさについても、上記実施の形態等で説明した矩形状（正方形状）のものには限られず、４つの脚部の基体として機能するのであれば、どのような形状や大きさであってもよい。
【０１１３】
更に、上記実施の形態等では、トランス３，３Ａにおいて４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）が設けられている場合について説明したが、トランスにおける脚部の数はこれには限られない。すなわち、トランスにおいて例えば６つの脚部や８つの脚部を設けるようにしてもよく、一般化すると２Ｎ個（Ｎ：２以上の整数）の脚部を設けるようにすればよい。
【０１１４】
加えて、上記実施の形態等では、入力端子Ｔ１，Ｔ２に対して並列接続された複数のインバータ回路同士が、スイッチング素子の一部（スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４やスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６）を共有している場合について説明したが、この場合には限られない。すなわち、例えば、２つのインバータ回路１１，１２同士が、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を共有しているようにしたり、３つのインバータ回路１１〜１３同士がそれぞれ、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を共有しているようにしてもよい。また、複数のインバータ回路同士がスイッチング素子の一部を共有せずに互いに独立した回路構成となっていてもよく、更に、複数のインバータ回路同士が入力端子Ｔ１，Ｔ２に対して互いに並列接続されていなくともよい。
【０１１５】
また、上記実施の形態等では、インバータ回路１１〜１３がフルブリッジ型のインバータ回路である場合について説明したが、インバータ回路の構成はこれには限られず、例えば、ハーフブリッジ型やフォワード型などの構成でもよい。
【０１１６】
更に、上記実施の形態等では、整流回路４がアノードコモン接続のセンタタップ型の整流回路である場合について説明したが、整流回路の構成はこれには限られない。具体的には、例えば、アノードコモン接続ではなくカソードコモン接続のセンタタップ型でもよく、また、センタタップ型以外（例えば、ハーフブリッジ型やフォワード型、フライバック型など）の構成でもよい。また、全波整流型の整流回路ではなく、半波整流型の整流回路でもよい。
【０１１７】
加えて、上記実施の形態等では、直流入力電圧Ｖinを降圧することにより直流出力電圧Ｖoutを生成する降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータについて説明したが、本発明は、逆に、直流入力電圧Ｖinを昇圧することにより直流出力電圧Ｖoutを生成する昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータにも適用することが可能である。また、これらのような一方向へ出力電圧を出力するものには限られず、双方向へ出力電圧を出力可能な双方向コンバータや、多出力型のコンバータ（その場合、インバータ回路同士が並列接続ではない）にも適用することが可能である。
【０１１８】
また、上記実施の形態等では、スイッチング電源装置の一例としてＤＣ−ＤＣコンバータを挙げて説明したが、本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータ以外のスイッチング電源装置（例えば、ＡＣ−ＤＣコンバータやＤＣ−ＡＣインバータなど）にも適用することが可能である。
【０１１９】
更に、上記実施の形態等において説明した変形例等を組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１２０】
１０…高圧バッテリ、１１〜１３…インバータ回路、２…入力平滑コンデンサ、３，３Ａ…トランス、３０…磁芯、３１１Ａ，３１１Ｂ，３１１Ｃ，３１１Ｄ，３１２Ａ，３１２Ｃ…１次側巻線、３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，４２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ，３２Ｇ，３２Ｈ…２次側巻線、３１０，３２０，３２０−１…プリントコイル、３１０Ａ，３１０Ｂ，３１０Ｃ，３１０Ｄ，３２０Ａ，３２０Ｂ，３２０Ｃ，３２０Ｄ…貫通孔（開口部）、４…整流回路、４１〜４８…整流ダイオード、５…平滑回路、５１…チョークコイル、５２…出力平滑コンデンサ、６，６Ｂ…制御回路、Ｌ１Ｈ…１次側高圧ライン、Ｌ１Ｌ…１次側低圧ライン、Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ４１，Ｌ４２…接続ライン、ＬＯ…出力ライン、ＬＧ…接地ライン、Ｔ１，Ｔ２…入力端子、Ｔ３，Ｔ４…出力端子、Ｌ…負荷、Ｌｒ１，Ｌｒ２，Ｌｒ３…共振用インダクタ、Ｖin…直流入力電圧、Ｖout…直流出力電圧、Ｓ１〜Ｓ８…スイッチング素子、ＳＧ１〜ＳＧ８…制御信号、ＵＣ…上部コア、ＤＣ…下部コア、ＵＣｂ，ＤＣｂ…ベースコア（基体部）、ＵＣ１，ＤＣ１…第１脚部、ＵＣ２，ＤＣ２…第２脚部、ＵＣ３，ＤＣ３…第３脚部、ＵＣ４，ＤＣ４…第４脚部、Ｉａ１，Ｉｂ１，Ｉｃ１，Ｉｄ１，Ｉｅ１，Ｉｆ１…電流（１次側ループ電流）、Ｉａ２，Ｉｂ２，Ｉｃ２，Ｉｄ２，Ｉｅ２，Ｉｆ２…電流（２次側ループ電流）、ＩａＡ，ＩａＣ，ＩｂＡ，ＩｂＣ，ＩｃＡ，ＩｃＣ，ＩｄＡ，ＩｄＣ…起電流、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ１２ａ〜Ｂ１２ｆ，Ｂ２３ａ〜Ｂ２３ｆ，Ｂ３４ａ〜Ｂ３４ｆ，Ｂ４１ａ〜Ｂ４１ｆ，Ｂ１３ｃ，Ｂ１３ｄ，Ｂ２４ｅ，Ｂ２４ｆ…環状磁路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力電圧をスイッチングして得られるスイッチング出力を電力変換トランスの出力巻線に取り出すように構成されたスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、スイッチング電源装置として種々のＤＣ−ＤＣコンバータが提案され、実用に供されている（例えば、特許文献１参照）。その多くは、電力変換トランス（変圧素子）の１次側巻線に接続されたスイッチング回路（インバータ回路）のスイッチング動作により直流入力電圧をスイッチングし、スイッチング出力（インバータ出力）を電力変換トランス（トランス）の２次側巻線に取り出す方式である。スイッチング回路のスイッチング動作に伴い、２次側巻線に現れる電圧は、整流回路によって整流された後、平滑回路によって直流に変換されて出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２８６９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上記特許文献１では、磁気素子（トランス）が、中足部と、この中足部を共有しつつ中足部と共にループ磁路をそれぞれ構成する複数の外足部とを含んで構成された磁芯を備えている。この磁芯の中足部には中足コイル（中足巻線）が巻回され、磁芯の外足部には外足コイル（外足巻線）が巻回されている。そして、この外足巻線は、外足巻線を流れる電流によって複数の外足部にそれぞれ生ずる磁束が中足部において互いに相殺し合うような態様で、外足部に巻回されている。
【０００５】
したがって、このトランスでは、外足巻線を流れる電流によって複数の外足部にそれぞれ生ずる磁束は中足部において互いに相殺されるため、外足巻線から中足巻線に電圧が誘起されることは実質的にない。一方、中足巻線を流れる電流によって複数の外足部にそれぞれ磁束が生ずるが、それらの磁束によって発生する電圧同士は、複数の外足部において互いに打ち消し合う。すなわち、中足巻線から発生した磁束と外足巻線から発生した磁束とは、互いに他方の巻線が巻回された磁脚で磁束が打ち消しあう、もしくは巻線の電圧が打ち消し合うようになっている。これより、このトランスでは、中足巻線および外足巻線はそれぞれ、共通の磁芯に巻回されているにもかかわらず、互いに影響を及ぼし合うおそれはない。よって、部品点数や占有面積の増加を抑制（低コスト化や小型化）しつつ、複数の動作モード（例えば、中足部に接続されたインバータ回路を用いた動作モードと、外足部に接続されたインバータ回路を用いた動作モードとの２つの動作モード）の実現を可能としている。
【０００６】
ところが、この特許文献１の手法（トランス）では、個々の動作モードのそれぞれについて、単位動作周期内に、一部の２次側巻線（一部の整流素子）に対してのみ起電流が流れるようになっている。具体的には、例えば上記した中足部に接続されたインバータ回路を用いた動作モード時には、この中足部に対応する整流素子のみが動作し、外足部に対応する整流素子は動作しない。一方、逆に上記した外足部に接続されたインバータ回路を用いた動作モード時には、この外足部に対応する整流素子のみが動作し、中足部に対応する整流素子は動作しない。したがって、整流素子の利用効率が低くなってしまうため、装置全体としての効率も十分には高めることができず、改善の余地があった。
【０００７】
このようにして、従来のスイッチング電源装置では、高効率化を図りつつ、部品点数や占有面積の増加の抑制と複数の動作モードの実現とを両立させることが困難であり、改善の余地があった。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高効率化を図りつつ、部品点数や占有面積の増加の抑制と複数の動作モードの実現とを両立させることが可能なスイッチング電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１のスイッチング電源装置は、入力端子対から入力される入力電圧に対して電圧変換を行うことにより出力電圧を生成し、出力端子対から出力するものであって、入力端子対側に配置され、各々がスイッチング素子を含んで構成された第１および第２のインバータ回路と、出力端子対側に配置され、複数の整流素子を含んで構成された整流回路と、インバータ回路と整流回路との間に配置され、第１のインバータ回路に接続された第１の１次側巻線と、第２のインバータ回路に接続された第２の１次側巻線と、複数の整流素子に対して個別に接続された複数の２次側巻線とを有するトランスとを備えたものである。ここで、上記トランスは、互いに対向する２つの基体部と、これら２つの基体部の対向面内で互いに交差する２直線上に一対ずつ配置され、２つの基体部同士を連結する４つの脚部とを有する磁芯と、脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、脚部を巻回すると共に第１の１次側巻線を構成する第１の導電部材と、脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、脚部を巻回すると共に第２の１次側巻線を構成する第２の導電部材と、脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、脚部を巻回すると共に複数の２次側巻線を構成する第３の導電部材とを有している。また、第１および第２のインバータ回路のうちの第１のインバータ回路が選択的に動作する第１の動作モード時に、第１の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、脚部および２つの基体部の内部に第１の磁路が形成されると共に、単位動作周期内において複数の２次側巻線のうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れ、第１および第２のインバータ回路のうちの第２のインバータ回路が選択的に動作する第２の動作モード時に、第２の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、脚部および２つの基体部の内部に第２の磁路が形成されると共に、単位動作周期内において複数の２次側巻線のうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れ、第１の動作モード時には、第１の磁路を構成する磁束によって第２の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第２の１次側巻線全体としては起電圧が発生せず、かつ、第２の動作モード時には、第２の磁路を構成する磁束によって第１の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第１の１次側巻線全体としては起電圧が発生しないように、第１および第２の１次側巻線ならびに複数の２次側巻線が巻回されると共に複数の整流素子が配置されている。
【００１０】
本発明の第１のスイッチング電源装置では、上記第１の動作モード時には、上記第１の磁路を構成する磁束によって第２の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第２の１次側巻線全体としては起電圧が発生しない一方、上記第２の動作モード時には、上記第２の磁路を構成する磁束によって第１の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第１の１次側巻線全体としては起電圧が発生しない。すなわち、一方の１次側巻線を用いた動作モード時に、他方の１次側巻線に対して影響を及ぼすことはないため、磁芯を共有化しつつ２つの１次側巻線の動作が互いに独立したものとなる。また、上記第１の動作モード時に、第１の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、単位動作周期内において複数の２次側巻線のうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れると共に、上記第２の動作モード時にも、第２の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、上記単位動作周期内において複数の２次側巻線のうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れる。すなわち、第１および第２の動作モードのいずれにおいても、１次側巻線を流れる電流による生ずる磁束によって、単位動作周期内において全ての２次側巻線（つまり、複数の整流素子のうちの全ての整流素子）に対して起電流が流れるようになる。言い換えると、第１および第２の１次側巻線のどちらからでも、全ての２次側巻線（全ての整流素子）を共通して利用できるようになる。これにより、個々の動作モードのそれぞれについて、単位動作周期内に一部の２次側巻線（一部の整流素子）に対してのみ起電流が流れる従来の場合と比べ、個々の整流素子の動作点が下がって電力損失が低減する。つまり、複数の動作モードを実現した際の整流素子の利用効率が向上する。
【００１１】
本発明の第２のスイッチング電源装置は、入力端子対から入力される入力電圧に対して電圧変換を行うことにより出力電圧を生成し、出力端子対から出力するものであって、入力端子対側に配置され、各々がスイッチング素子を含んで構成された第１ないし第３のインバータ回路と、出力端子対側に配置され、複数の整流素子を含んで構成された整流回路と、インバータ回路と整流回路との間に配置され、第１のインバータ回路に接続された第１の１次側巻線と、第２のインバータ回路に接続された第２の１次側巻線と、第３のインバータ回路に接続された第３の１次側巻線と、複数の整流素子に対して個別に接続された複数の２次側巻線とを有するトランスとを備えたものである。ここで、上記トランスは、互いに対向する２つの基体部と、これら２つの基体部の対向面内で互いに交差する２直線上に一対ずつ配置され、２つの基体部同士を連結する４つの脚部とを有する磁芯と、脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、脚部を巻回すると共に第１の１次側巻線を構成する第１の導電部材と、脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、脚部を巻回すると共に第２および第３の１次側巻線を個別に構成する第２の導電部材と、脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、脚部を巻回すると共に複数の２次側巻線を構成する第３の導電部材とを有している。また、第１ないし第３のインバータ回路のうちの第１のインバータ回路が選択的に動作する第１の動作モード時に、第１の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、脚部および２つの基体部の内部に第１の磁路が形成されると共に、単位動作周期内において複数の２次側巻線のうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れ、第１ないし第３のインバータ回路のうちの第２のインバータ回路が選択的に動作する第２の動作モード時に、第２の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、脚部および２つの基体部の内部に第２の磁路が形成されると共に、単位動作周期内において複数の２次側巻線のうちの一部の２次側巻線に対して起電流が流れ、第１ないし第３のインバータ回路のうちの第３のインバータ回路が選択的に動作する第３の動作モード時に、第３の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、脚部および２つの基体部の内部に第３の磁路が形成されると共に、単位動作周期内において複数の２次側巻線のうちの上記一部を除いた残りの２次側巻線に対して起電流が流れ、第１の動作モード時には、第１の磁路を構成する磁束によって第２の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第２の１次側巻線全体としては起電圧が発生せず、かつ、第２および第３の動作モード時には、第２または第３の磁路を構成する磁束によって第１の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第１の１次側巻線全体としては起電圧が発生しないように、第１ないし第３の１次側巻線ならびに複数の２次側巻線が巻回されると共に複数の整流素子が配置されている。
【００１２】
本発明の第２のスイッチング電源装置では、上記第１の動作モード時には、上記第１の磁路を構成する磁束によって第２の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第２の１次側巻線全体としては起電圧が発生しない一方、上記第２および第３の動作モード時には、上記第２または第３の磁路を構成する磁束によって第１の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第１の１次側巻線全体としては起電圧が発生しない。すなわち、第１の１次側巻線を用いた動作モード時には第２および第３の１次側巻線に対して影響を及ぼすことがなく、逆に、第２および第３の１次側巻線を用いた動作モード時には第１の１次側巻線に対して影響を及ぼすことがないため、磁芯を共有化しつつ３つの１次側巻線の動作が互いに独立したものとなる。また、上記第１の動作モード時に、第１の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、単位動作周期内において複数の２次側巻線のうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れる。一方、上記第２の動作モード時に、第２の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、上記単位動作周期内において複数の２次側巻線のうちの一部の２次側巻線に対して起電流が流れ、上記第３の動作モード時に、第３の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、上記単位動作周期内において複数の２次側巻線のうちの上記一部を除いた残りの２次側巻線に対して起電流が流れる。すなわち、第１の動作モードでは、１次側巻線を流れる電流による生ずる磁束によって、単位動作周期内において全ての２次側巻線（つまり、複数の整流素子のうちの全ての整流素子）に対して起電流が流れるようになる。また、第２および第３の動作モードを組み合わせると、１次側巻線を流れる電流による生ずる磁束によって、単位動作周期内において全ての２次側巻線（全ての整流素子）に対して起電流が流れるようになる。したがって、第１の１次側巻線と、第２および第３の１次側巻線との組み合わせとのどちらからでも、全ての２次側巻線（全ての整流素子）を共通して利用できるようになる。これにより、個々の動作モードのそれぞれについて、単位動作周期内に一部の２次側巻線（一部の整流素子）に対してのみ起電流が流れる従来の場合と比べ、少なくとも第１の動作モードの分だけ、個々の整流素子の動作点が下がって電力損失が低減する。つまり、複数の動作モードを実現した際の整流素子の利用効率が向上する。
【００１３】
本発明の第１および第２のスイッチング電源装置では、上記第１の動作モード時に、第１の磁路において、４つの脚部のうち、一方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、他方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束の向きがともに第１の方向とは逆の第２の方向を向くように、第１の１次側巻線が巻回されているようにすることが可能である。
【００１４】
本発明の第１および第２のスイッチング電源装置では、上記第２の動作モード時に、第２の磁路において、４つの脚部のうちの一方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束が互いに逆方向を向くように、第２の１次側巻線が上記一方の直線上の２つの脚部に対して選択的に巻回されているようにすることが可能である。
【００１５】
本発明の第１のスイッチング電源装置では、上記トランスが、第２のインバータ回路に対して、第２の１次側巻線と並列接続となるように接続された第３の１次側巻線を更に有し、第２の動作モード時に、この第３の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、脚部および２つの基体部の内部に第３の磁路が形成されると共に、この第３の磁路を構成する磁束によって第１の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うように、第３の１次側巻線が巻回されているようにしてもよい。このように構成した場合、第２の動作モード時に使用する１次側巻線の個数が増加するため、流れる電流が増強される。
【００１６】
本発明の第１のスイッチング電源装置では、上記第２の動作モード時に、上記第３の磁路において、４つの脚部のうちの他方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束が互いに逆方向を向くように、第３の１次側巻線が上記他方の直線上の２つの脚部に対して選択的に巻回されているようにすることが可能である。
【００１７】
本発明の第２のスイッチング電源装置では、上記第３の動作モード時に、上記第３の磁路において、４つの脚部のうちの他方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束が互いに逆方向を向くように、第３の１次側巻線が上記他方の直線上の２つの脚部に対して選択的に巻回されているようにすることが可能である。
【００１８】
本発明の第１のスイッチング電源装置では、上記第１および第２のインバータ回路同士が、入力端子対に対して互いに並列接続されると共に一部のスイッチング素子を共有しているようにしてもよい。このように構成した場合、インバータ回路全体として使用するスイッチング素子の個数が減少するため、更に低コスト化や小型化を図ることができる。
【００１９】
本発明の第２のスイッチング電源装置では、上記第１ないし第３のインバータ回路同士が入力端子対に対して互いに並列接続され、第１および第２のインバータ回路同士が一部のスイッチング素子を共有していると共に第２および第３のインバータ回路同士が一部のスイッチング素子を共有しているようにしてもよい。このように構成した場合も、インバータ回路全体として使用するスイッチング素子の個数が減少するため、更に低コスト化や小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１のスイッチング電源装置によれば、上記第１の動作モード時には、上記第１の磁路を構成する磁束によって第２の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第２の１次側巻線全体としては起電圧が発生しないと共に、上記第２の動作モード時には、上記第２の磁路を構成する磁束によって第１の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第１の１次側巻線全体としては起電圧が発生しないようにしたので、一方の１次側巻線を用いた動作モード時に他方の１次側巻線に対して影響を及ぼすことはないため、磁芯を共有化しつつ２つの１次側巻線の動作を互いに独立したものとすることができる。また、第１および第２の動作モードのいずれにおいても、１次側巻線を流れる電流による生ずる磁束によって、単位動作周期内において全ての２次側巻線（全ての整流素子）に対して起電流が流れるようにしたので、複数の動作モードを実現した際の整流素子の利用効率を向上させることができる。よって、高効率化を図りつつ、部品点数や占有面積の増加の抑制（低コスト化や小型化）と複数の動作モードの実現とを両立させることが可能となる。
【００２１】
本発明の第２のスイッチング電源装置によれば、上記第１の動作モード時には、上記第１の磁路を構成する磁束によって第２の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第２の１次側巻線全体としては起電圧が発生しないと共に、上記第２および第３の動作モード時には、上記第２または第３の磁路を構成する磁束によって第１の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、第１の１次側巻線全体としては起電圧が発生しないようにしたので、第１の１次側巻線を用いた動作モード時には第２および第３の１次側巻線に対して影響を及ぼすことがなく、逆に、第２および第３の１次側巻線を用いた動作モード時には第１の１次側巻線に対して影響を及ぼすことがないため、磁芯を共有化しつつ３つの１次側巻線の動作を互いに独立したものとすることができる。また、第１の動作モードでは、１次側巻線を流れる電流による生ずる磁束によって、単位動作周期内において全ての２次側巻線（全ての整流素子）に対して起電流が流れるようにしたので、複数の動作モードを実現した際の整流素子の利用効率を向上させることができる。よって、高効率化を図りつつ、部品点数や占有面積の増加の抑制（低コスト化や小型化）と複数の動作モードの実現とを両立させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に係るスイッチング電源装置の構成を表す回路図である。
【図２】図１に示したトランスにおける主要部の外観構成を表す分解斜視図である。
【図３】図２に示したトランスにおける一方のプリントコイルにおいて形成される環状磁路の例を表す模式図である。
【図４】図２に示したトランスにおける他方のプリントコイルにおいて形成される環状磁路の例を表す模式図である。
【図５】図１に示したスイッチング電源装置において一方のインバータ回路を用いた場合の基本動作を説明するための回路図である。
【図６】図５に続く基本動作を説明するための回路図である。
【図７】図１に示したスイッチング電源装置において他方のインバータ回路を用いた場合の基本動作を説明するための回路図である。
【図８】図７に続く基本動作を説明するための回路図である。
【図９】比較例に係るスイッチング電源装置の模式構成を表す回路図である。
【図１０】図５および図６に示した動作時における図２に示したトランスの作用について説明するための分解斜視図である。
【図１１】図７および図８に示した動作時における図２に示したトランスの作用について説明するための分解斜視図である。
【図１２】整流ダイオードでの利用効率および電力損失について説明するための特性図である。
【図１３】本発明の変形例１に係るスイッチング電源装置におけるトランスの主要部の外観構成を表す分解斜視図である。
【図１４】図１３に示したトランスにおける他方のプリントコイルにおいて形成される環状磁路の例を表す模式図である。
【図１５】本発明の変形例２に係るスイッチング電源装置におけるインバータ回路の構成を表す回路図である。
【図１６】本発明の他の変形例に係るトランスにおける上部コアおよび下部コアの外観構成を表す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
［実施の形態］
（スイッチング電源装置の全体構成）
図１は、本発明の一実施の形態に係るスイッチング電源装置の回路構成を表すものである。このスイッチング電源装置は、入力端子Ｔ１，Ｔ２から入力される直流入力電圧Ｖinに対して電圧変換を行うことにより直流出力電圧Ｖoutを生成し、図示しない低圧バッテリに供給して負荷Ｌを駆動するものである。すなわち、このスイッチング電源装置は、高圧バッテリ１０から供給される高圧の直流入力電圧Ｖinをより低い直流出力電圧Ｖoutに変換し、図示しない低圧バッテリに供給して負荷Ｌを駆動するＤＣ−ＤＣコンバータとして機能するようになっている。
【００２５】
このスイッチング電源装置は、１次側高圧ラインＬ１Ｈと１次側低圧ラインＬ１Ｌとの間に設けられた入力平滑コンデンサ２および６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６と、共振用インダクタＬｒ１，Ｌｒ２と、トランス３と、整流回路４と、平滑回路５と、制御回路６とを備えている。また、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６によって、後述するように、入力端子Ｔ１，Ｔ２に対して互いに並列接続された２つのインバータ回路１１，１２が形成されるようになっている。ただし、詳細は後述するが、スイッチング電源装置では、これらのインバータ回路１１，１２のうちのどちらか一方が択一的（選択的）に動作するようになっており、同時に双方が動作しないようになっている。
【００２６】
入力平滑コンデンサ２は、入力端子Ｔ１，Ｔ２から入力された直流入力電圧Ｖinを平滑化するためのものである。
【００２７】
インバータ回路１１は、上記した６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうちの４つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４により構成されたフルブリッジ型の回路構成となっている。具体的には、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の一端同士が互いに接続されると共にスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の一端同士が互いに接続され、これらの一端同士は、接続ラインＬ２１（共振用インダクタＬｒ１）、トランス３の１次側巻線（後述する１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ）および接続ラインＬ２２を介して、互いに接続されている。スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３の他端同士は、１次側高圧ラインＬ１Ｈ上で互いに接続され、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４の他端同士は、１次側低圧ラインＬ１Ｌ上で互いに接続されている。このような構成により、インバータ回路１１は、後述する制御回路６から供給される制御信号ＳＧ１〜ＳＧ４に従って、直流入力電圧Ｖinを交流電圧に変換して出力するようになっている。
【００２８】
インバータ回路１２は、上記した６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうちの４つのスイッチング素子Ｓ３〜Ｓ６により構成されたフルブリッジ型の回路構成となっている。すなわち、２つのスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４はそれぞれ、インバータ回路１１，１２の双方に属しており、言い換えると、インバータ回路１１，１２同士が、これらのスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４（一部のスイッチング素子）を共有するようになっている。このインバータ回路１２では、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の一端同士が互いに接続されると共にスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６の一端同士が互いに接続され、これらの一端同士は、接続ラインＬ３１（共振用インダクタＬｒ２）、トランス３の１次側巻線（後述する１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃ）および接続ラインＬ３２を介して、互いに接続されている。スイッチング素子Ｓ３，Ｓ５の他端同士は、１次側高圧ラインＬ１Ｈ上で互いに接続され、スイッチング素子Ｓ４，Ｓ６の他端同士は、１次側低圧ラインＬ１Ｌ上で互いに接続されている。このような構成により、インバータ回路１２は、後述する制御回路６から供給される制御信号ＳＧ３〜ＳＧ６に従って、直流入力電圧Ｖinを交流電圧に変換して出力するようになっている。
【００２９】
なお、これらスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６しては、例えば電界効果型トランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ；Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolor Transistor）などのスイッチ素子が用いられる。
【００３０】
トランス３は、後述する互いに対向する上部コアＵＣおよび下部コアＤＣから構成される磁芯３０と、６つの１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ，３１２Ａ，３１２Ｃと、４つの２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄとを有している。これらのうち、４つの１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄは全体としてインバータ回路１１に接続され、２つの１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃは全体としてインバータ回路１２に接続され、４つの２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄはそれぞれ、後述する整流回路４内の４つの整流ダイオード４１〜４４に対して個別に接続されている。
【００３１】
４つの１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄは、互いに直列接続されている。具体的には、１次側巻線３１１Ａでは、一端が、共振用インダクタＬｒ１を介してスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の一端同士に接続され、他端が１次側巻線３１１Ｂの一端に接続されている。この１次側巻線３１１Ｂの他端は１次側巻線３１１Ｃの一端に接続され、この１次側巻線３１１Ｃの他端は１次側巻線３１１Ｄの一端に接続され、この１次側巻線３１１Ｄの他端はスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の一端同士に接続されている。なお、図中に示した黒丸は、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄのそれぞれについての巻き始めの位置を示している。
【００３２】
２つの１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃは、互いに直列接続されている。具体的には、１次側巻線３１２Ａでは、一端が、共振用インダクタＬｒ２を介してスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の一端同士に接続され、他端が１次側巻線３１２Ｃの一端に接続されている。この１次側巻線３１２Ｃの他端は、スイッチング素子Ｓ５，Ｓ６の一端同士に接続されている。なお、図中に示した黒丸は、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃのそれぞれについての巻き始めの位置を示している。
【００３３】
４つの２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄのうち、２次側巻線３２Ａの一端は後述する整流ダイオード４１のカソードに接続され、２次側巻線３２Ｂの一端は後述する整流ダイオード４２のカソードに接続され、これら２次側巻線３２Ａ，３２Ｂの他端同士は互いに出力ラインＬＯ上の接続点Ｃ（センタタップ）に接続されている。一方、２次側巻線３２Ｃの一端は後述する整流ダイオード４３のカソードに接続され、２次側巻線３２Ｄの一端は後述する整流ダイオード４４のカソードに接続され、これら２次側巻線３２Ｃ，３２Ｄの他端同士は互いに出力ラインＬＯ上の接続点（センタタップ）Ｃに接続されている。なお、図中に示した黒丸および白丸はそれぞれ、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれについての巻き始めの位置を示している。ただし、巻線の両端に黒丸および白丸の双方が記してあるもの（具体的には、２次側巻線３２Ｂ，３２Ｄ）については、黒丸が、インバータ回路１１を用いた動作を行っているとき（後述する第１の動作モード時）の巻き始めの位置を、白丸が、インバータ回路１２を用いた動作を行っているとき（後述する第２の動作モード時）の巻き始めの位置を、それぞれ表している。
【００３４】
このトランス３は、インバータ回路１１またはインバータ回路１２によって生成された交流電圧（トランス３の１次側に入力される交流電圧）を変圧し、一対の２次側巻線３２Ａ，３２Ｂの各端部と、一対の２次側巻線３２Ｃ，３２Ｄの各端部とから、変圧された交流電圧を出力するようになっている。この場合の変圧の度合いは、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄまたは１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃと、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄとの巻数比によって定まる。なお、図中に示した環状磁路Ｂ１（第１の磁路），Ｂ２（第２の磁路）はそれぞれ、後述するインバータ回路１１，１２を用いた動作時において形成される環状磁路を、模式的に表したものである。このトランス３の詳細構成については、後述する。
【００３５】
整流回路４は、４つの整流ダイオード４１〜４４を用いて構成された単相全波整流型のものであり、トランス３の２次側から出力される変圧された交流電圧を整流して出力するようになっている。整流ダイオード４１のカソードは２次側巻線３２Ａの一端に接続され、整流ダイオード４２のカソードは２次側巻線３２Ｂの一端に接続され、これら整流ダイオード４１，４２のアノード同士は互いに接続されて接地ラインＬＧに導かれている。一方、整流ダイオード４３のカソードは２次側巻線３２Ｃの一端に接続され、整流ダイオード４４のカソードは２次側巻線３２Ｄの一端に接続され、これら整流ダイオード４３，４４のアノード同士は互いに接続されて接地ラインＬＧに導かれている。すなわち、一対の整流ダイオード４１，４２および一対の整流ダイオード４３，４４ではそれぞれ、センタタップ型のアノードコモン接続の構成となっていると共に、これらが互いに並列接続されている。
【００３６】
平滑回路５は、チョークコイル５１および出力平滑コンデンサ５２により構成されている。チョークコイル５１は出力ラインＬＯ上に挿入配置されており、一端がセンタタップＣに接続され、他端が出力ラインＬＯ上の出力端子Ｔ３に接続されている。出力平滑コンデンサ５２は、出力ラインＬＯと接地ラインＬＧとの間に配置されている。また、接地ラインＬＧの端部には、出力端子Ｔ４が設けられている。このような構成により平滑回路５では、整流回路４において整流された電圧を平滑化して直流出力電圧Ｖoutを生成し、これを出力端子Ｔ３，Ｔ４から低圧バッテリ（図示せず）に出力して給電するようになっている。
【００３７】
制御回路６は、インバータ回路１１，１２内のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を駆動するためのものである。具体的には、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に対してそれぞれ制御信号ＳＧ１〜ＳＧ６を供給し、これらスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を個別にオン・オフ制御（具体的には、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation；パルス幅変調）制御）するようになっている。
【００３８】
（トランス３の詳細構成）
次に、図２〜図４を参照してトランス３の詳細構成について説明する。図２は、トランス３における主要部の外観構成を分解斜視図で表したものである。
【００３９】
トランス３は、互いに対向する上部コアＵＣおよび下部コアＤＣからなるコア材（磁芯３０）に対して、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄを構成するプリントコイル３１０と、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃを構成するプリントコイル３２０と、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄを個別に構成する４枚の板金とが、以下説明する４つの脚部の延在方向（垂直方向）に垂直な面内（水平面内）に巻回された構造となっている。なお、上部コアＵＣおよび下部コアＤＣはそれぞれ、例えばフェライトなどの磁性材料により構成され、プリントコイル３１０，３２０および上記した４枚の板金はそれぞれ、例えば銅やアルミニウムなどの導電性材料により構成されている。
【００４０】
上部コアＵＣは、ベースコアＵＣｂと、このベースコアＵＣｂから上記垂直方向（貫通方向）に延びた４本の脚部分である第１脚部ＵＣ１、第２脚部ＵＣ２、第３脚部ＵＣ３および第４脚部ＵＣ４とから構成されている。下部コアＤＣは、ベースコアＤＣｂと、このベースコアＤＣｂから上記垂直方向（貫通方向）に延びた４本の脚部分である第１脚部ＤＣ１、第２脚部ＤＣ２、第３脚部ＤＣ３および第４脚部ＤＣ４とから構成されている。これらの第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４は、ベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの対向面内で互いに交差する２直線（２つの対角線）上に、一対ずつ離間して配置されている。そして、これらの４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４は、互いに対向する２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂ同士を磁気的に連結するようになっている。
【００４１】
具体的には、ここでは、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４は、ベースコアＵＣｂ，ＤＣｂ上の正方形状の面の四隅をなすように配置されている。すなわち、これら４つの脚部は、矩形状（正方形状）のベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの四隅に配置されている。そして、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１と第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３とが、互いに一方の対角線上の両端に配置されて脚部対（第１の脚部対）を構成すると共に、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２と第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４とが、互いに他方の対角線上の両端に配置されて脚部対（第２の脚部対）を構成している。
【００４２】
プリントコイル３１０には、各脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４が個別に貫通する４つの貫通孔３１０Ａ〜３１０Ｄが設けられている。貫通孔３１０Ａには第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１が貫通し、貫通孔３１０Ｂには第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２が貫通し、貫通孔３１０Ｃには第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３が貫通し、貫通孔３１０Ｄには第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４が貫通している。また、このプリントコイル３１０では、接続ラインＬ２１側から接続ラインＬ２２側へ向けて、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１（貫通孔３１０Ａ）を巻回する１次側巻線３１１Ａと、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２（貫通孔３１０Ｂ）を巻回する１次側巻線３１１Ｂと、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３（貫通孔３１０Ｃ）を巻回する１次側巻線３１１Ｃと、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４（貫通孔３１０Ｄ）を巻回する１次側巻線３１１Ｄとが、この順に互いに直列接続されている。具体的には、上部コアＵＣ側からプリントコイル３１０を見た場合に、１次側巻線３１１Ａ，３１１Ｃはそれぞれ、右回りに３ターン分（３周分）巻回される一方、１次側巻線３１１Ｂ，３１１Ｄはそれぞれ、左回りに３ターン分（３周分）巻回されている。すなわち、対角方向に位置する１次側巻線同士で互いに同じ方向に巻回されていると共に、一対の対角方向の１次側巻線同士では互いに逆向きに巻回されるようになっている。
【００４３】
プリントコイル３２０には、各脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４が個別に貫通する４つの貫通孔３２０Ａ〜３２０Ｄが設けられている。貫通孔３２０Ａには第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１が貫通し、貫通孔３２０Ｂには第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２が貫通し、貫通孔３２０Ｃには第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３が貫通し、貫通孔３２０Ｄには第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４が貫通している。また、このプリントコイル３２０では、接続ラインＬ３１側から接続ラインＬ３２側へ向けて、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３（貫通孔３２０Ｃ）を巻回する１次側巻線３１２Ｃの一部分と、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１（貫通孔３２０Ａ）を巻回する１次側巻線３１２Ａと、上記した１次側巻線３１２Ｃの残りの部分とが、この順に互いに直列接続されている。具体的には、上部コアＵＣ側からプリントコイル３２０を見た場合に、１次側巻線３１２Ｃは、右回りに３ターン分（３周分）巻回される一方、１次側巻線３１２Ａは、左回りに３ターン分（３周分）巻回されている。すなわち、対角線方向に位置する１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃ同士で互いに逆方向に巻回されている。なお、このプリントコイル３２０では、上記したプリントコイル３１０とは異なり、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２（貫通孔３２０Ｂ）および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４（貫通孔３２０Ｄ）にはそれぞれ、（１次側）巻線が巻回されていない。すなわち、プリントコイル３２０では、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃが、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３に対して選択的に巻回されている。
【００４４】
２次側巻線３２Ａ，３２Ｂを構成する２枚の板金はそれぞれ、プリントコイル３２０と上部コアＵＣとの間に配置されている。２次側巻線３２Ａを構成する板金には、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１が貫通する１つの貫通孔が設けられ、２次側巻線３２Ｂを構成する板金には、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３が貫通する１つの貫通孔が設けられている。一方、２次側巻線３２Ｃ，３２Ｄを構成する２枚の板金はそれぞれ、プリントコイル３１０と下部コアＤＣとの間に配置されている。２次側巻線３２Ｃを構成する板金には、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１が貫通する１つの貫通孔が設けられ、２次側巻線３２Ｄを構成する板金には、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３が貫通する１つの貫通孔が設けられている。なお、これらの２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄはそれぞれ、上記した貫通孔に１ターン分（１周分）巻回されるようになっている。
【００４５】
なお、ここでは、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ，３１２Ａ，３１２Ｃおよび２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄがそれぞれ、配線（接続ラインＬ２１，Ｌ２２、接続ラインＬ３１，Ｌ３２、出力ラインＬＯまたは接地ラインＬＧ）を介して、プリントコイル３１０，３２０および４枚の板金の面内方向に沿って外部から取り出しが可能なように構成されている。
【００４６】
このような構成によりトランス３では、プリントコイル３１０において、後述するインバータ回路１１を用いた動作の際に、図２中に示した向きに１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄを流れる１次側の電流Ｉａ１，Ｉｂ１によってそれぞれ、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４内の貫通方向に磁束が形成されるようになっている。また、プリントコイル３２０において、後述するインバータ回路１２を用いた動作の際に、図２中に示した向きに１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃを流れる１次側の電流Ｉｃ１，Ｉｄ１によってそれぞれ、２つの脚部ＵＣ１，ＵＣ３，ＤＣ１，ＤＣ３内の貫通方向に磁束が形成されるようになっている。ここで、このプリントコイル３２０では、上記したように、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２（貫通孔３２０Ｂ）および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４（貫通孔３２０Ｄ）にはそれぞれ巻線が巻回されていないため、これらの部分には磁束が形成されないようになっている。なお、図２中の貫通孔３１０Ａ〜３１０Ｄ，３２０Ａ〜３２０Ｄ等内に示した磁束の向きを表す矢印は、１本線の実線のものが、電流Ｉａ１が流れるときに形成されるものに、１本線の破線のものが、電流Ｉｂ１が流れるときに形成されるものに、２本線の実線のものが、電流Ｉｃ１が流れるときに形成されるものに、２本線の破線のものが、電流Ｉｄ１が流れるときに形成されるものに、それぞれ対応している。
【００４７】
ここで、このような４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４内に形成される磁束の向きは、プリントコイル３１０では、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３からなる第１の脚部対内で互いに同一方向であると共に、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４からなる第２の脚部対内で互いに同一方向となっている。また、これら第１の脚部対と第２の脚部対との間で、磁束の向きが互いに逆方向となっている。言い換えると、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３の各内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４の各内部に生ずる磁束がともに、この第１の方向とは逆の第２の方向を向くようになっている。一方、プリントコイル３２０では、プリントコイル３１０とは異なり、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３からなる第１の脚部対内で互いに逆方向となっている。言い換えると、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１の内部に生ずる磁束が第３の方向を向くと共に、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３の内部に生ずる磁束が、この第３の方向とは逆の第４の方向を向くようになっている。
【００４８】
また、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄを構成する４枚の板金ではそれぞれ、電流Ｉａ１〜Ｉｄ１により形成される４種類の磁束に基づいて起電流（起電力）が発生し、整流ダイオード４１〜４４の向きとの関係で、図２中に示したような２次側の電流Ｉａ２〜Ｉｄ２が流れるようになっている。具体的には、２次側巻線３２Ａを構成する板金からは電流Ｉａ２または電流Ｉｄ２が流れ、２次側巻線３２Ｂを構成する板金からは電流Ｉａ２または電流Ｉｃ２が流れ、２次側巻線３２Ｃを構成する板金からは電流Ｉｂ２または電流Ｉｃ２が流れ、２次側巻線３２Ｄを構成する板金からは電流Ｉｂ２または電流Ｉｄ２が流れるようになっている。そして、詳細は後述するが、後述するインバータ回路１１を用いた動作の際およびインバータ回路１２を用いた動作の際のいずれにおいても、単位動作周期内において、これら複数の２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄのうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れるようになっている。
【００４９】
更に、上記したような電流Ｉａ１〜Ｉｄ１により形成される磁束によって、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４および２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの内部には、図３および図４に示したような磁路（環状磁路）が形成されるようになっている。図３は、プリントコイル３１０を流れる電流Ｉａ１，Ｉｂ１によって形成される磁路（図１に示した環状磁路Ｂ１に対応）を、図４は、プリントコイル３２０を流れる電流Ｉｃ１，Ｉｄ１によって形成される磁路（図１に示した環状磁路Ｂ２に対応）を、それぞれ表している。なお、図３において、環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ２３ａ，Ｂ３４ａ，Ｂ４１ａはそれぞれ、電流Ｉａ１によって形成される環状磁路を、環状磁路Ｂ１２ｂ，Ｂ２３ｂ，Ｂ３４ｂ，Ｂ４１ｂはそれぞれ、電流Ｉｂ１によって形成される環状磁路を、それぞれ示している。また、図４において、環状磁路Ｂ１２ｃ，Ｂ２３ｃ，Ｂ３４ｃ，Ｂ４１ｃはそれぞれ、電流Ｉｃ１によって形成される環状磁路を、環状磁路Ｂ１２ｄ，Ｂ２３ｄ，Ｂ３４ｄ，Ｂ４１ｄはそれぞれ、電流Ｉｄ１によって形成される環状磁路を、それぞれ示している。
【００５０】
具体的には、プリントコイル３１０では、図３に示したように、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂと、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂと、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂと、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４および第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂと、からなる４つの環状磁路が形成される。ここで、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１では、環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂと環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂとが共有化され、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２では、環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂと環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂとが共有化され、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３では、環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂと環状磁路Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂとが共有化され、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４では、環状磁路Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂと環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂとが共有化されている。そして、これらの４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４ではそれぞれ、電流Ｉａ１によって形成される環状磁路同士が互いに同じ方向を向いていると共に、電流Ｉｂ１によって形成される環状磁路同士が互いに同じ方向を向いている。具体的には、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１では、環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ１２ａ同士が同じ方向を向くと共に環状磁路Ｂ４１ｂ，Ｂ１２ｂ同士が同じ方向を向いている。第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２では、環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ２３ａ同士が同じ方向を向くと共に環状磁路Ｂ１２ｂ，Ｂ２３ｂ同士が同じ方向を向いている。第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３では、環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ３４ａ同士が同じ方向を向くと共に環状磁路Ｂ２３ｂ，Ｂ３４ｂ同士が同じ方向を向いている。第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４では、環状磁路Ｂ３４ａ，Ｂ４１ａ同士が同じ方向を向くと共に環状磁路Ｂ３４ｂ，Ｂ４１ｂ同士が同じ方向を向いている。これにより、図３に示したように、プリントコイル３１０を流れる電流Ｉａ１，Ｉｂ１によって、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４のうちの互いに隣り合った２つの脚部と２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂとをそれぞれ一方方向に通る磁路が４つ形成されるようになっている。
【００５１】
一方、プリントコイル３２０においても、原理的には図４（Ａ）に示したように、プリントコイル３１０と同様の４つの環状磁路が形成される。具体的には、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ１２ｃ，Ｂ１２ｄと、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ２３ｃ，Ｂ２３ｄと、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ３４ｃ，Ｂ３４ｄと、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４および第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ４１ｃ，Ｂ４１ｄと、からなる４つの環状磁路が形成される。ただし、プリントコイル３２０ではプリントコイル３１０とは異なり、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２では、環状磁路Ｂ１２ｃ，Ｂ２３ｃ同士が互いに逆方向を向くと共に、環状磁路Ｂ１２ｄ，Ｂ２３ｄ同士も互いに逆方向を向いている。同様に、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４においても、環状磁路Ｂ３４ｃ，Ｂ４１ｃ同士が互いに逆方向を向くと共に、環状磁路Ｂ３４ｄ，Ｂ４１ｄ同士も互いに逆方向を向いている。なお、他の脚部ＵＣ１，ＤＣ１および脚部ＵＣ３，ＤＣ３ではそれぞれ、プリントコイル３１０の場合と同様に、電流Ｉｃ１によって形成される環状磁路同士が互いに同じ方向を向いていると共に、電流Ｉｄ１によって形成される環状磁路同士が互いに同じ方向を向いている。これにより、プリントコイル３２０では、実際には図４（Ｂ）に示したように、対向方向に位置する第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ１３ｃ，Ｂ１３ｄが形成されるようになっている。これは、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４ではそれぞれ、互いに逆方向を向いている環状磁路を構成する磁束同士が互いに打ち消し合うからである。
【００５２】
ここで、入力端子Ｔ１，Ｔ２が本発明における「入力端子対」の一具体例に対応し、出力端子Ｔ３，Ｔ４が本発明における「出力端子対」の一具体例に対応する。インバータ回路１１が本発明における「第１のインバータ回路」の一具体例に対応し、インバータ回路１２が本発明における「第２のインバータ回路」の一具体例に対応する。整流ダイオード４１〜４４が、本発明における「複数の整流素子」の一具体例に対応する。１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄが本発明における「第１の１次側巻線」の一具体例に対応し、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃが本発明における「第２の１次側巻線」の一具体例に対応し、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄが本発明における「複数の２次側巻線」の一具体例に対応する。プリントコイル３１０が本発明における「第１の導電部材」の一具体例に対応し、プリントコイル３２０が本発明における「第２の導電部材」の一具体例に対応し、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄを個別に構成する４枚の板金が、本発明における「第３の導電部材」の一具体例に対応する。ベースコアＵＣｂ，ＤＣｂが本発明における「２つの基体部」の一具体例に対応し、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２、第３脚部ＵＤＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４が、本発明における「４つの脚部」の一具体例に対応する。
【００５３】
続いて、本実施の形態のスイッチング電源装置の作用および効果について説明する。
【００５４】
（スイッチング電源装置の基本動作）
最初に、図５〜図８を参照して、スイッチング電源装置の基本動作について説明する。
【００５５】
このスイッチング電源装置では、インバータ回路１１またはインバータ回路１２において、入力端子Ｔ１，Ｔ２から供給される直流入力電圧Ｖinがスイッチングされて交流電圧が生成され、この交流電圧がトランス３の１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄまたは１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃへ供給される。そしてトランス３ではこの交流電圧が変圧され、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄから、変圧された交流電圧が出力される。
【００５６】
次に、整流回路４では、この変圧された交流電圧が整流ダイオード４１〜４４によって整流される。これにより、出力ラインＬＯ上のセンタタップＣと接地ラインＬＧとの間に、整流出力が発生する。この整流出力は平滑回路５において平滑化され、出力端子Ｔ３，Ｔ４から直流出力電圧Ｖoutとして出力される。そしてこの直流出力電圧Ｖoutは、図示しない低圧バッテリに給電されてその充電に供されると共に、負荷Ｌが駆動される。
【００５７】
ここで、このスイッチング電源装置には、インバータ回路１１を用いて上記動作を行う動作モード（第１の動作モード）と、インバータ回路１２を用いて上記動作を行う動作モード（第２の動作モード）とが存在する。また、インバータ回路１１（第１の動作モード）では、単位動作周期内に、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオン状態になる期間と、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオン状態になる期間とが設けられており、これら２つの期間が交互に繰り返されるようになっている。同様に、インバータ回路１２（第２の動作モード）においても、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ６がオン状態になる期間と、スイッチング素子Ｓ４，Ｓ５がオン状態になる期間とが設けられており、これら２つの期間が交互に繰り返されるようになっている。したがって、このスイッチング電源装置の動作を、動作モード別により詳細に説明すると、以下のようになる。
【００５８】
（インバータ回路１１を用いた動作モード）
まず、図５に示したように、インバータ回路１１のスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がそれぞれオフ状態になると共に、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がそれぞれオン状態になると、トランス３の１次側には、高圧バッテリ１０から、スイッチング素子Ｓ１、共振用インダクタＬｒ１、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄおよびスイッチング素子Ｓ４を順に流れる電流（１次側ループ電流）Ｉａ１が流れる。すると、トランス３では図中に示したように、この電流Ｉａ１により、図３で説明した環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ２３ａ，Ｂ３４ａ，Ｂ４１ａからなる環状磁路Ｂ１が形成される。また、これによりトランス３の２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄにそれぞれ発生する電圧は、整流ダイオード４３，４４に対して逆方向となる一方、整流ダイオード４１，４２に対して順方向となる。このため、トランス３の２次側には、整流ダイオード４１，４２から２次側巻線３２Ａ，３２Ｂ、チョークコイル５１および出力平滑コンデンサ５２を順に通る電流（２次側ループ電流）Ｉａ２が流れる。そしてこの電流Ｉａ２により、直流出力電圧Ｖoutが図示しない低圧バッテリに給電されると共に、負荷Ｌが駆動される。
【００５９】
一方、図６に示したように、インバータ回路１１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がそれぞれオフ状態になると共に、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がそれぞれオン状態になると、トランス３の１次側には、高圧バッテリ１０から、スイッチング素子Ｓ３、１次側巻線３１１Ｄ〜３１１Ａ、共振用インダクタＬｒ１およびスイッチング素子Ｓ２を順に流れる電流（１次側ループ電流）Ｉｂ１が流れる。すると、トランス３では図中に示したように、この電流Ｉｂ１により、図３で説明した環状磁路Ｂ１２ｂ，Ｂ２３ｂ，Ｂ３４ｂ，Ｂ４１ｂからなる環状磁路Ｂ１が形成される。また、これによりトランス３の２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄにそれぞれ発生する電圧は、整流ダイオード４１，４２に対して逆方向となる一方、整流ダイオード４３，４４に対して順方向となる。このため、トランス３の２次側には、整流ダイオード４３，４４から２次側巻線３２Ｃ，３２Ｄ、チョークコイル５１および出力平滑コンデンサ５２を順に通る電流（２次側ループ電流）Ｉｂ２が流れる。そしてこの電流Ｉｂ２により、直流出力電圧Ｖoutが図示しない低圧バッテリに給電されると共に、負荷Ｌが駆動される。なお、図５および図６に示したインバータ回路１１を用いた動作モード時には、インバータ回路１２のみに属するスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６はそれぞれ、常にオフ状態となっている。
【００６０】
また、この第１の動作モードでは、ここでは、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ全体の巻数が１２ターン（３ターン×４）であり、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄの個々の巻数がそれぞれ１ターンであるため、１次側巻線と２次側巻線との巻数比が１２：１となる。したがって、この第１の動作モードでは、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ全体の両端間の電圧と、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄの個々の巻線の両端間の電圧との比も、１２：１となる。
【００６１】
（インバータ回路１２を用いた動作モード）
まず、図７に示したように、インバータ回路１２のスイッチング素子Ｓ４，Ｓ５がそれぞれオフ状態になると共に、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ６がそれぞれオン状態になると、トランス３の１次側には、高圧バッテリ１０から、スイッチング素子Ｓ３、共振用インダクタＬｒ２、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃおよびスイッチング素子Ｓ６を順に流れる電流（１次側ループ電流）Ｉｃ１が流れる。すると、トランス３では図中に示したように、この電流Ｉｃ１により、図４（Ｂ）で説明した環状磁路Ｂ１３ｃからなる環状磁路Ｂ２が形成される。また、これによりトランス３の２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄにそれぞれ発生する電圧は、整流ダイオード４１，４４に対して逆方向となる一方、整流ダイオード４２，４３に対して順方向となる。このため、トランス３の２次側には、整流ダイオード４２，４３から２次側巻線３２Ｂ，３２Ｃ、チョークコイル５１および出力平滑コンデンサ５２を順に通る電流（２次側ループ電流）Ｉｃ２が流れる。そしてこの電流Ｉｃ２により、直流出力電圧Ｖoutが図示しない低圧バッテリに給電されると共に、負荷Ｌが駆動される。
【００６２】
一方、図８に示したように、インバータ回路１２のスイッチング素子Ｓ３，Ｓ６がそれぞれオフ状態になると共に、スイッチング素子Ｓ４，Ｓ５がそれぞれオン状態になると、トランス３の１次側には、高圧バッテリ１０から、スイッチング素子Ｓ５、１次側巻線３１２Ｃ，３１２Ａ、共振用インダクタＬｒ２およびスイッチング素子Ｓ４を順に流れる電流（１次側ループ電流）Ｉｄ１が流れる。すると、トランス３では図中に示したように、この電流Ｉｄ１により、図４（Ｂ）で説明した環状磁路Ｂ１３ｄからなる環状磁路Ｂ２が形成される。また、これによりトランス３の２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄにそれぞれ発生する電圧は、整流ダイオード４２，４３に対して逆方向となる一方、整流ダイオード４１，４４に対して順方向となる。このため、トランス３の２次側には、整流ダイオード４１，４４から２次側巻線３２Ａ，３２Ｄ、チョークコイル５１および出力平滑コンデンサ５２を順に通る電流（２次側ループ電流）Ｉｄ２が流れる。そしてこの電流Ｉｄ２により、直流出力電圧Ｖoutが図示しない低圧バッテリに給電されると共に、負荷Ｌが駆動される。なお、図７および図８に示したインバータ回路１２を用いた動作モード時には、インバータ回路１１のみに属するスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２はそれぞれ、常にオフ状態となっている。
【００６３】
また、この第２の動作モードでは、ここでは、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃ全体の巻数が６ターン（３ターン×２）であり、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄの個々の巻数がそれぞれ１ターンであるため、上記第１の動作モードとは異なり、１次側巻線と２次側巻線との巻数比が６：１となる。したがって、この第２の動作モードでは、１次側巻線３１２Ａ〜３１２Ｃ全体の両端間の電圧と、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄの個々の巻線の両端間の電圧との比も、上記第１の動作モードとは異なり、６：１となる。
【００６４】
（特徴的部分の作用）
次に、図１〜図８に加えて図９〜図１２を参照して、本実施の形態のスイッチング電源装置における特徴的部分の作用について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。図９は、比較例に係るスイッチング電源装置１００の模式構成を回路図で表したものである。なお、本実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００６５】
（比較例の構成・作用）
まず、図９に示した比較例のスイッチング電源装置１００は、本実施の形態のスイッチング電源装置におけるインバータ回路１１，１２の代わりにインバータ回路１０１を、トランス３の代わりにトランス１０３を、整流回路４および平滑回路５の代わりに整流平滑回路１０５を、制御回路６の代わりに制御回路１０６を備えている。
【００６６】
インバータ回路１０１は、６つのスイッチング素子Ｓ１０１〜Ｓ１０６からなる２つのフルブリッジ型のインバータ回路により構成されており、スイッチング素子Ｓ１０３，Ｓ１０４は互いに共有されている。
【００６７】
制御回路１０６は、インバータ回路１０１内のスイッチング素子Ｓ１０１〜Ｓ１０６に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらスイッチング素子Ｓ１０１〜Ｓ１０６を個別にオン・オフ制御（ＰＷＭ制御）するためのものである。
【００６８】
トランス１０３は、中足コイル（中足巻線）７Ａ−１〜７Ａ−３が巻回された中足部と、この中足部を共有しつつ中足部と共にループ磁路をそれぞれ構成する２つの外足部とを含んで構成された磁芯１０４を備えている。一方の外足部には、外足コイル（外足巻線）７Ｂ−１１，７Ｂ−２１，７Ｂ−３１が巻回され、他方の外足部には、外足コイル（外足巻線）７Ｂ−１２，７Ｂ−２２，７Ｂ−３２が巻回されている。外足巻線７Ｂ−１１，７Ｂ−１２により外足巻線７Ｂ−１が構成され、外足巻線７Ｂ−２１，７Ｂ−２２により外足巻線７Ｂ−２が構成され、外足巻線７Ｂ−３１，７Ｂ−３２により外足巻線７Ｂ−３が構成されている。また、これらの巻線のうち、中足巻線７Ａ−１および外足巻線７Ｂ−１はそれぞれ、中足部および外足部に対応する１次巻線を構成し、中足巻線７Ａ−２，７Ａ−２および外足巻線７Ｂ−２，７Ｂ−３はそれぞれ、中足部および外足部に対応する２次巻線を構成している。そして、外足巻線７Ｂ−１〜７Ｂ−３は、これらの外足巻線７Ｂ−１〜７Ｂ−３を流れる電流によって２つの外足部にそれぞれ生ずる磁束が中足部において互いに相殺し合うような態様で、外足部に巻回されている。
【００６９】
整流平滑回路１０５は、中足部の２次側巻線としての中足巻線７Ａ−２，７Ａ−３に個別に接続された整流ダイオードＤ２Ａ，Ｄ１Ａと、外足部の２次側巻線としての外足巻線７Ｂ−２１，７Ｂ−３２に個別に接続された整流ダイオードＤ２Ｂ，Ｄ１Ｂと、チョークコイル５２と、出力平滑コンデンサ５２とを有している。
【００７０】
この比較例のスイッチング電源装置１０１では、外足巻線７Ｂ−１を流れる電流によって２つの外足部にそれぞれ生ずる磁束は中足部において互いに相殺されるため、この外足巻線７Ｂ−１から中足巻線７Ａ−２，７Ａ−３に電圧が誘起されることは実質的にない。一方、中足巻線７Ａ−１を流れる電流によって２つの外足部にそれぞれ磁束が生ずるが、それらの磁束によって発生する電圧同士は、２つの外足部において互いに打ち消し合う。すなわち、中足巻線から発生した磁束と外足巻線から発生した磁束とは、互いに他方の巻線が巻回された磁脚で磁束が打ち消しあう、もしくは巻線の電圧が打ち消し合うようになっている。これより、このトランス１０３では、中足巻線７Ａ−１〜７Ａ−３および外足巻線７Ｂ−１〜７Ｂ−３はそれぞれ、共通の磁芯１０４に巻回されているにもかかわらず、互いに影響を及ぼし合うおそれはない。よって、部品点数や占有面積の増加を抑制（低コスト化や小型化）しつつ、複数の動作モード（中足部に接続されたインバータ回路を用いた動作モードと、外足部に接続されたインバータ回路を用いた動作モードとの２つの動作モード）の実現を可能としている。
【００７１】
ところが、この比較例のトランス１０３では、個々の動作モードのそれぞれについて、単位動作周期内に、一部の２次側巻線（一部の整流ダイオード）に対してのみ起電流が流れるようになっている。具体的には、例えば上記した中足部に接続されたインバータ回路を用いた動作モード時には、この中足部に対応する整流ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂのみが動作し、外足部に対応する整流ダイオードＤ２Ａ，Ｄ２Ｂは動作しない。一方、逆に上記した外足部に接続されたインバータ回路を用いた動作モード時には、この外足部に対応する整流ダイオードＤ２Ａ，Ｄ２Ｂのみが動作し、中足部に対応する整流ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂは動作しない。したがって、この比較例では、整流ダイオードの利用効率が低くなってしまうため、スイッチング電源装置１００全体としての効率も十分には高めることができないことになる。
【００７２】
（本実施の形態の作用）
一方、本実施の形態のスイッチング電源装置では、図５および図６に示したインバータ回路１１を用いた動作モード時（第１の動作モード時）には、図１０に示したように、プリントコイル３２０において、以下のようにして１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃ全体として起電圧が生じないようになっている。具体的には、まず、プリントコイル３１０における１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄを流れる電流Ｉａ１，Ｉｂ１により形成される環状磁路Ｂ１を構成する磁束によって、プリントコイル３２０における１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃで発生する２つの起電圧（図中の２つの起電流ＩｃＡ，ＩｃＣまたは２つの起電流ＩｄＡ，ＩｄＣに対応）同士が互いに逆方向で打ち消し合う。また、プリントコイル３１０における貫通孔３２０Ｂ，３２０Ｄには巻線が巻回されていないため、これらの部分には起電圧（起電流）が発生しない。したがって、この第１の動作モード時には、プリントコイル３２０（１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃ）全体としては起電圧が発生しないことになる。
【００７３】
また、図７および図８に示したインバータ回路１２を用いた動作モード時（第２の動作モード時）には、図１１に示したように、プリントコイル３１０において、以下のようにして１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ全体として起電圧が生じないようになっている。具体的には、まず、プリントコイル３２０における１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃを流れる電流Ｉｃ１，Ｉｄ１により形成される環状磁路Ｂ２を構成する磁束によって、プリントコイル３１０における１次側巻線３１１Ａ，３１１Ｃで発生する２つの起電圧（図中の２つの起電流ＩａＡ，ＩａＣまたは２つの起電流ＩｂＡ，ＩｂＣに対応）同士が互いに逆方向で打ち消し合う。また、プリントコイル３１０における貫通孔３１０Ｂ，３１０Ｄには磁束が貫通していないため、１次側巻線３１１Ｂ，３１１Ｄには起電圧（起電流）が発生しない。したがって、この第２の動作モード時には、プリントコイル３１０（１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ）全体としては起電圧が発生しないことになる。
【００７４】
すなわち、一方の１次側巻線を用いた動作モード時に、他方の１次側巻線に対して影響を及ぼすことはない。これにより、本実施の形態のトランス３においても、上記比較例のトランス１０３と同様に、磁芯３０を共有化しつつ、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄの動作と１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃの動作とが互いに独立したものとなる。
【００７５】
また、本実施の形態のスイッチング電源装置では、上記比較例のスイッチング電源装置１００とは異なり、以下の利点も有している。
【００７６】
すなわち、まず、図５，図６，図１０に示した第１の動作モード時には、プリントコイル３１０における１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄを流れる電流Ｉａ１，Ｉｂ１により形成される環状磁路Ｂ１を構成する磁束によって、上記比較例とは異なり、単位動作周期内において、４つの２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄのうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れる。具体的には、単位動作周期のうちの図５に示した期間では、２つの２次側巻線３２Ａ，３２Ｂおよびそれらに接続された２つの整流ダイオード４１，４２に対してそれぞれ起電流（電流Ｉａ２）が流れる。一方、単位動作周期のうちの図６に示した期間では、２つの２次側巻線３２Ｃ，３２Ｄおよびそれらに接続された２つの整流ダイオード４３，４４に対してそれぞれ起電流（電流Ｉｂ２）が流れる。
【００７７】
また、図７，図８，図１１に示した第２の動作モード時においても、プリントコイル３２０における１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃを流れる電流Ｉｃ１，Ｉｄ１により形成される環状磁路Ｂ２を構成する磁束によって、上記比較例とは異なり、単位動作周期内において、４つの２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄのうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れる。具体的には、単位動作周期のうちの図７に示した期間では、２つの２次側巻線３２Ｂ，３２Ｃおよびそれらに接続された２つの整流ダイオード４２，４３に対してそれぞれ起電流（電流Ｉｃ２）が流れる。一方、単位動作周期のうちの図８に示した期間では、２つの２次側巻線３２Ａ，３２Ｄおよびそれらに接続された２つの整流ダイオード４１，４４に対してそれぞれ起電流（電流Ｉｄ２）が流れる。
【００７８】
すなわち、第１および第２の動作モードのいずれにおいても、１次側巻線を流れる電流による生ずる磁束によって、単位動作周期内において全ての２次側巻線（つまり、４つの整流ダイオード４１〜４４のうちの全ての整流ダイオード）に対して起電流が流れるようになる。言い換えると、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄおよび１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃのどちらからでも、全ての２次側巻線（全ての整流ダイオード）を共通して利用できるようになる。これにより、本実施の形態では上記比較例と比べ、個々の整流ダイオードの動作点が下がって電力損失が低減する。つまり、複数の動作モードを実現した際の整流ダイオードの利用効率が向上する。
【００７９】
具体的には、例えば図１２に示したように、整流回路４内の４つの整流ダイオード４１〜４４のうち、１つの動作モードの単位動作周期内で２つの整流ダイオードのみしか動作しない場合（比較例に対応）、各整流ダイオードの動作点は図中の動作点Ｐ１となる。したがって、この場合には、整流回路４全体に流れる電流を１００Ａとすると、それぞれの整流ダイオード（例えば、図９中の整流ダイオードＤ１Ａ，Ｄ２Ａ）に流れる電流の時比率が０．５であることから、このときの整流回路４全体としての整流ダイオードでの電力損失Ｐ（Ｐ１）は、以下の（１）式に示したようになる。一方、１つの動作モードの単位動作周期内で４つの整流ダイオード４１〜４４の全てが動作する場合（本実施の形態に対応）、各整流ダイオード４１〜４４の動作点は図中の動作点Ｐ２となる。すなわち、上記した動作点Ｐ１と比べ、個々の整流ダイオードの動作点が下がることになる。したがって、この場合には、整流回路４全体に流れる電流を同様に１００Ａとすると、それぞれの整流ダイオードに流れる電流の時比率が０．５であることから、このときの整流回路４全体としての整流ダイオード４１〜４４での電力損失Ｐ（Ｐ２）は、以下の（２）式に示したようになる。このようにして、（１）式および（２）式の結果を比べると、本実施の形態では上記比較例と比べ、実際に個々の整流ダイオード４１〜４４の動作点が下がって電力損失が低減することにより、整流ダイオード４１〜４４の利用効率が向上することが分かる。
Ｐ（Ｐ１）＝（０．７Ｖ×１００Ａ×０．５）×２個＝７０Ｗ ……（１）
Ｐ（Ｐ２）＝（０．６Ｖ×５０Ａ×０．５）×４個＝６０Ｗ ……（２）
【００８０】
以上のように本実施の形態では、インバータ回路１１を用いた第１の動作モード時には、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄを流れる電流Ｉａ１，Ｉｂ１により形成される環状磁路Ｂ１を構成する磁束によって、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃで発生する２つの起電圧同士が互いに逆方向で打ち消し合うことにより、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃ全体としては起電圧が発生しないと共に、インバータ回路１２を用いた第２の動作モード時には、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃを流れる電流Ｉｃ１，Ｉｄ１により形成される環状磁路Ｂ２を構成する磁束によって、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄで発生する２つの起電圧同士が互いに逆方向で打ち消し合うことにより、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ全体としては起電圧が発生しないように、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ，３１２Ａ，３１２Ｃを巻回するようにしたので、一方の１次側巻線を用いた動作モード時に他方の１次側巻線に対して影響を及ぼすことはないため、磁芯３０を共有化しつつ、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄの動作と１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃの動作とを互いに独立したものとすることができる。また、上記第１および第２の動作モードのいずれにおいても、１次側巻線を流れる電流による生ずる磁束によって、単位動作周期内において全ての２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄ（全ての整流ダイオード４１〜４４）に対して起電流が流れるようにしたので、複数の動作モードを実現した際の整流ダイオードの利用効率を向上させることができる。よって、高効率化を図りつつ、部品点数や占有面積の増加の抑制（低コスト化や小型化）と複数の動作モードの実現とを両立させることが可能となる。
【００８１】
また、第１の動作モードと第２の動作モードとの間で、１次側巻線と２次側巻線との巻数比を異ならせることにより、第１の動作モードでは直流入力電圧Ｖinと直流出力電圧Ｖoutとの電圧比が１２：１となると共に、第２の動作モードでは直流入力電圧Ｖinと直流出力電圧Ｖoutとの電圧比が６：１となるようにしたので、動作モードの違いによって電圧変換比を変化させることができる。よって、電圧変換比を動作モード間で同一とした場合と比べ、入力電圧範囲または出力電圧範囲を広くすることが可能となる。
【００８２】
更に、２つのインバータ回路１１，１２同士が、入力端子Ｔ１，Ｔ２に対して互いに並列接続されると共に一部のスイッチング素子を共有しているようにしたので、インバータ回路全体として使用するスイッチング素子の個数が減少し、更に低コスト化や小型化を図ることが可能となる。
【００８３】
加えて、図２等に示した４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４（ＤＣ１〜ＤＣ４）を有する磁芯３０を用いてトランス３を構成するようにしたので、Ｕ型コアを用いた場合と比べ、磁芯３０における磁束密度を低下させてコア損失を低減することができるため、コア厚（基体部の厚み）を薄くして低背化を図ることができる。また、Ｅ型コアを用いた場合と比べて放熱経路が拡大するため、磁芯３０、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ，３１２Ａ，３１２Ｃおよび２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄの冷却がし易くなる。よって、信頼性を向上させつつコスト低減を図ることが可能となる。
【００８４】
また、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ，３１２Ａ，３１２Ｃおよび２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄがそれぞれ、配線（接続ラインＬ２１，Ｌ２２、接続ラインＬ３１，Ｌ３２、出力ラインＬＯまたは接地ラインＬＧ）を介して、プリントコイル３１０，３２０および４枚の板金の面内方向に沿って外部から取り出しが可能なように構成したので、このような配線をプリントコイル３１０，３２０および４枚の板金の面内に垂直な方向から取り出す場合と比べ、配線も含めた低背化を実現することができると共に、配線の取り出し構造が簡易となる。
【００８５】
［変形例］
続いて、本発明の変形例（変形例１，２）について説明する。なお、上記実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００８６】
（変形例１）
図１３は、変形例１に係るスイッチング電源装置におけるトランス（トランス３Ａ）の主要部の外観構成を分解斜視図で表したものである。本変形例のトランス３Ａは、上記実施の形態のトランス３において、プリントコイル３２０の代わりにプリントコイル３２０−１を設けると共に、２次側巻線３２Ｅ〜３２Ｈを個別に構成する４つの板金を更に設けるようにしたものである。なお、これらのプリントコイル３２０−１および４枚の板金はそれぞれ、上記実施の形態と同様に、例えば銅やアルミニウムなどの導電性材料により構成されている。
【００８７】
プリントコイル３２０−１には、プリントコイル３２０と同様に、各脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４が個別に貫通する４つの貫通孔３２０Ａ〜３２０Ｄが設けられている。このプリントコイル３２０−１では、接続ラインＬ３１側から接続ラインＬ３２側へ向けて、プリントコイル３２０と同様にして１次側巻線３１２Ａおよび３１２Ｃ互いに直列接続されている。
【００８８】
ここで、プリントコイル３２０−１では、プリントコイル３２０とは異なり、一対の接続ラインＬ３１，Ｌ３２上の途中の接続点からそれぞれ並列に分岐された一対の接続ラインＬ４１，Ｌ４２間に、更に１次側巻線３１２Ｂ，３１２Ｄが接続されている。具体的には、接続ラインＬ４１側から接続ラインＬ４２側へ向けて、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４（貫通孔３２０Ｄ）を巻回する１次側巻線３１２Ｄの一部分と、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２（貫通孔３２０Ｂ）を巻回する１次側巻線３１２Ｂと、上記した１次側巻線３１２Ｄの残りの部分とが、この順に互いに直列接続されている。すなわち、このプリントコイル３２０−１では、１次側巻線３１２Ｂ，３１２Ｄが、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４に対して選択的に巻回されている。また、上部コアＵＣ側からプリントコイル３２０−１を見た場合に、１次側巻線３１２Ｄは、右回りに３ターン分（３周分）巻回される一方、１次側巻線３１２Ｂは、左回りに３ターン分（３周分）巻回されている。すなわち、対角線方向に位置する１次側巻線３１２Ｂ，３１２Ｄ同士で互いに逆方向に巻回されている。
【００８９】
２次側巻線３２Ｅ，３２Ｆを構成する２枚の板金はそれぞれ、プリントコイル３２０−１と上部コアＵＣとの間に配置されている。２次側巻線３２Ｅを構成する板金には、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２が貫通する１つの貫通孔が設けられ、２次側巻線３２Ｆを構成する板金には、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４が貫通する１つの貫通孔が設けられている。一方、２次側巻線３２Ｇ，３２Ｈを構成する２枚の板金はそれぞれ、プリントコイル３１０と下部コアＤＣとの間に配置されている。２次側巻線３２Ｇを構成する板金には、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２が貫通する１つの貫通孔が設けられ、２次側巻線３２Ｈを構成する板金には、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４が貫通する１つの貫通孔が設けられている。なお、これらの２次側巻線３２Ｅ〜３２Ｈはそれぞれ、上記した貫通孔に１ターン分（１周分）巻回されるようになっている。また、２次側巻線３２Ｅ〜３２Ｈを構成する板金にはそれぞれ、図中に示したように、整流ダイオード４５〜４８が個別に接続されている。すなわち、本変形例のスイッチング電源装置では、４つの整流ダイオード４１〜４４を用いて構成された上記実施の形態の整流回路４の代わりに、８つの整流ダイオード４１〜４８を用いて構成された整流回路（センタタップ型のアノードコモン接続のもの）が設けられている。
【００９０】
なお、本変形例のトランス３Ａにおいても、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄ，３１２Ａ〜３１２Ｄおよび２次側巻線３２Ａ〜３２Ｈがそれぞれ、配線（接続ラインＬ２１，Ｌ２２、接続ラインＬ３１，Ｌ３２、接続ラインＬ４１，Ｌ４２、出力ラインＬＯまたは接地ラインＬＧ）を介して、プリントコイル３１０，３２０−１および８枚の板金の面内方向に沿って外部から取り出しが可能なように構成されている。
【００９１】
このような構成によりトランス３Ａでは、プリントコイル３１０において、トランス３と同様に、インバータ回路１１を用いた動作（第１の動作モード）の際に、図１３中に示した向きに１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄを流れる１次側の電流Ｉａ１，Ｉｂ１によってそれぞれ、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４内の貫通方向に磁束が形成されるようになっている。
【００９２】
一方、プリントコイル３２０−１では、インバータ回路１２を用いた動作（第２の動作モード）の際に、図１３中に示した向きに１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃを流れる１次側の電流Ｉｃ１，Ｉｄ１によってそれぞれ、トランス３と同様に、２つの脚部ＵＣ１，ＵＣ３，ＤＣ１，ＤＣ３内の貫通方向に磁束が形成されるようになっている。ただし、このプリントコイル３２０−１では、接続ラインＬ３１，Ｌ３２から接続ラインＬ４１，Ｌ４２に分岐して図中に示した向きに流れる電流Ｉｃ１，Ｉｄ１（接続ラインＬ３１，Ｌ３２に流れているものと区別して考えるため、便宜上、それぞれ、電流Ｉｅ１，Ｉｆ１とする。）によっても、磁束が形成されるようになっている。すなわち、１次側巻線３１２Ｂ，３１２Ｄを流れる１次側の電流Ｉｅ１，Ｉｆ１によってそれぞれ、２つの脚部ＵＣ２，ＵＣ４，ＤＣ２，ＤＣ４内の貫通方向に磁束が形成されるようになっている。
【００９３】
なお、図１３中の貫通孔３１０Ａ〜３１０Ｄ，３２０Ａ〜３２０Ｄ等内に示した磁束の向きを表す矢印は、上記実施の形態と同様に、１本線の実線のものが、電流Ｉａ１が流れるときに形成されるものに、１本線の破線のものが、電流Ｉｂ１が流れるときに形成されるものに、２本線の実線のものが、電流Ｉｃ１が流れるときに形成されるものに、２本線の破線のものが、電流Ｉｄ１が流れるときに形成されるものに、それぞれ対応している。また、それらに加えてここでは、３本線の実線のものが、電流Ｉｅ１が流れるときに形成されるものに、３本線の破線のものが、電流Ｉｆ１が流れるときに形成されるものに、それぞれ対応している。
【００９４】
ここで、このような４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４内に形成される磁束の向きは、プリントコイル３１０では、トランス３と同様になっている。一方、プリントコイル３２０−１では、プリントコイル３２０と同様に、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３からなる第１の脚部対内で互いに逆方向となっていると共に、それに加えて、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４からなる第２の脚部対内においても互いに逆方向となっている。言い換えると、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２の内部に生ずる磁束がそれぞれ第３の方向を向くと共に、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４の内部に生ずる磁束がそれぞれ、この第３の方向とは逆の第４の方向を向くようになっている。
【００９５】
また、２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄを構成する４枚の板金ではそれぞれ、電流Ｉａ１〜Ｉｄ１により形成される４種類の磁束に基づいて、上記実施の形態と同様に図１３中に示したような２次側の電流Ｉａ２〜Ｉｄ２が流れるようになっている。また、２次側巻線３２Ｅ〜３２Ｈを構成する４枚の板金においてもそれぞれ、電流Ｉａ１，Ｉｂ１，Ｉｅ１，Ｉｆ１により形成される４種類の磁束に基づいて起電流（起電力）が発生し、整流ダイオード４５〜４８の向きとの関係で、図１３中に示したような２次側の電流Ｉａ２，Ｉｂ２，Ｉｅ２（Ｉｃ２），Ｉｆ２（Ｉｄ２）が流れるようになっている。具体的には、２次側巻線３２Ｅを構成する板金からは電流Ｉｂ２または電流Ｉｆ２が流れ、２次側巻線３２Ｆを構成する板金からは電流Ｉｂ２または電流Ｉｅ２が流れ、２次側巻線３２Ｇを構成する板金からは電流Ｉａ２または電流Ｉｅ２が流れ、２次側巻線３２Ｈを構成する板金からは電流Ｉａ２または電流Ｉｆ２が流れるようになっている。
【００９６】
更に、このトランス３Ａにおいても、プリントコイル３１０を流れる電流Ｉａ１，Ｉｂ１によって、図３に示したトランス３の場合と同様に、環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ２３ａ，Ｂ３４ａ，Ｂ４１ａ，Ｂ１２ｂ，Ｂ２３ｂ，Ｂ３４ｂ，Ｂ４１ｂが形成されるようになっている。また、プリントコイル３２０−１を流れる電流Ｉｃ１，Ｉｄ１によって、図４（Ｂ）に示したトランス３の場合と同様に、環状磁路Ｂ１３ｃ，Ｂ１３ｄが形成されるようになっている。
【００９７】
一方、本変形例のトランス３Ａでは、プリントコイル３２０−１を流れる電流Ｉｅ１，Ｉｆ１によっても、図４（Ａ），（Ｂ）に示した電流Ｉｃ１，Ｉｄ１の場合と同様にして環状磁路（第３の磁路）が形成されるようになっている。すなわち、これらの電流Ｉｅ１，Ｉｆ１によって、原理的には図１４（Ａ）に示したような４つの環状磁路が形成される。具体的には、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ１２ｅ，Ｂ１２ｆと、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ２３ｅ，Ｂ２３ｆと、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ３４ｅ，Ｂ３４ｆと、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４および第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ４１ｅ，Ｂ４１ｆと、からなる４つの環状磁路が形成される。ただし、プリントコイル３２０−１では、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１において、環状磁路Ｂ４１ｅ，Ｂ１２ｅ同士が互いに逆方向を向くと共に、環状磁路Ｂ４１ｆ，Ｂ１２ｆ同士も互いに逆方向を向いている。同様に、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３においても、環状磁路Ｂ２３ｅ，Ｂ３４ｅ同士が互いに逆方向を向くと共に、環状磁路Ｂ２３ｆ，Ｂ３４ｆ同士も互いに逆方向を向いている。なお、他の脚部ＵＣ２，ＤＣ２および脚部ＵＣ４，ＤＣ４ではそれぞれ、プリントコイル３１０の場合と同様に、電流Ｉｅ１によって形成される環状磁路同士が互いに同じ方向を向いていると共に、電流Ｉｆ１によって形成される環状磁路同士が互いに同じ方向を向いている。これにより、プリントコイル３２０−１を流れる電流Ｉｅ１，Ｉｆ１によって、実際には図１４（Ｂ）に示したように、対向方向に位置する第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ２４ｅ，Ｂ２４ｆが形成されるようになっている。これは、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３ではそれぞれ、互いに逆方向を向いている環状磁路を構成する磁束同士が互いに打ち消し合うからである。
【００９８】
このような構成により本変形例においても、上記実施の形態と同様の作用により、同様の効果を得ることができる。すなわち、高効率化を図りつつ、部品点数や占有面積の増加の抑制（低コスト化や小型化）と複数の動作モードの実現とを両立させることが可能となる。
【００９９】
また、特に本変形例では、一対の接続ラインＬ３１，Ｌ３２上の途中の接続点からそれぞれ並列に分岐された一対の接続ラインＬ４１，Ｌ４２間に、１次側巻線３１２Ｂ，３１２Ｄを更に接続するようにしたので、第２の動作モード時に使用する１次側巻線の個数を増加させることができ、流れる電流を増強することが可能となる。
【０１００】
（変形例２）
図１５は、変形例２に係るスイッチング電源装置におけるインバータ回路（インバータ回路１１〜１３）の回路構成を、本変形例に係る制御回路（制御回路６Ｂ）と共に表したものである。本変形例のスイッチング電源装置は、上記実施の形態および変形例１のスイッチング電源装置とは異なり、８つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ８により構成される３つのインバータ回路１１〜１３を備えている。これらのインバータ回路１１〜１３は、入力端子Ｔ１，Ｔ２に対して互いに並列接続されている。スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ８としては、上記実施の形態と同様に、ＭＯＳ−ＦＥＴやＩＧＢＴなどのスイッチ素子が用いられる。また、本変形例のスイッチング電源装置は、上記変形例１で説明したトランス３Ａを備えたものとなっている。なお、図中に示したインバータ回路１１〜１３のうち、インバータ回路１１，１２についてはこれまで説明したものと同様であるため、説明を省略する。
【０１０１】
インバータ回路１３は、上記した８つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ８のうちの４つのスイッチング素子Ｓ５〜Ｓ８により構成されたフルブリッジ型の回路構成となっている。すなわち、２つのスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６はそれぞれ、インバータ回路１２，１３の双方に属しており、言い換えると、インバータ回路１２，１３同士が、これらのスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６（一部のスイッチング素子）を共有するようになっている。このインバータ回路１３では、スイッチング素子Ｓ５，Ｓ６の一端同士が互いに接続されると共にスイッチング素子Ｓ７，Ｓ８の一端同士が互いに接続され、これらの一端同士は、接続ラインＬ４１（共振用インダクタＬｒ３）、トランス３Ａの１次側巻線３１２Ｂ，３１２Ｄおよび接続ラインＬ４２を介して、互いに接続されている。スイッチング素子Ｓ５，Ｓ７の他端同士は、１次側高圧ラインＬ１Ｈ上で互いに接続され、スイッチング素子Ｓ６，Ｓ８の他端同士は、１次側低圧ラインＬ１Ｌ上で互いに接続されている。このような構成により、インバータ回路１３は、図中に示した制御回路６Ｂから供給される制御信号ＳＧ１〜ＳＧ８のうちの制御信号ＳＧ５〜ＳＧ８に従って、直流入力電圧Ｖinを交流電圧に変換して出力するようになっている。
【０１０２】
ここで、本変形例のスイッチング電源装置には、上記実施の形態で説明した、インバータ回路１１を用いた動作モード（第１の動作モード）およびインバータ回路１２を用いた動作モード（第２の動作モード）に加え、インバータ回路１３を用いた動作モード（第３の動作モード）が存在する。また、この第３の動作モードでは、第１および第２の動作モードと同様に、単位動作周期内に、スイッチング素子Ｓ５，Ｓ８がオン状態になる期間と、スイッチング素子Ｓ６，Ｓ７がオン状態になる期間とが設けられており、これら２つの期間が交互に繰り返されるようになっている。
【０１０３】
このスイッチング電源装置では、前述の図１３を用いて説明すると、第１の動作モード時には、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄを流れる電流Ｉａ１，Ｉｂ１により生ずる磁束によって、単位動作周期内において、８つの２次側巻線３２Ａ〜３２Ｈのうちの全ての２次側巻線に対して起電流（電流Ｉａ２，Ｉｂ２）が流れる。一方、第２の動作モード時には、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃを流れる電流Ｉｃ１，Ｉｄ１により生ずる磁束によって、単位動作周期内において、８つの２次側巻線３２Ａ〜３２Ｈのうちの一部の２次側巻線３２Ａ〜３２Ｄに対して起電流（電流Ｉｃ２，Ｉｄ２）が流れる。また、第３の動作モード時には、１次側巻線３１２Ｂ，３１２Ｄを流れる電流Ｉｅ１，Ｉｆ１により生ずる磁束によって、単位動作周期内において、８つの２次側巻線３２Ａ〜３２Ｈのうちの残りの２次側巻線３２Ｅ〜３２Ｈに対して起電流（電流Ｉｅ２，Ｉｆ２）が流れる。
【０１０４】
すなわち、第１の動作モードでは、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄを流れる電流Ｉａ１，Ｉｂ１による生ずる磁束によって、単位動作周期内において、全ての２次側巻線３２Ａ〜３２Ｈ（８つの整流ダイオード４１〜４８のうちの全ての整流素子）に対して起電流（電流Ｉａ２，Ｉｂ２）が流れるようになる。また、第２および第３の動作モードを組み合わせると、１次側巻線３１２Ａ〜３１２Ｄを流れる電流Ｉｃ１，Ｉｄ１，Ｉｅ１，Ｉｆ１による生ずる磁束によって、単位動作周期内において、全ての２次側巻線３２Ａ〜３２Ｈ（全ての整流ダイオード４１〜４８）に対して起電流（電流Ｉｃ２，Ｉｄ２，Ｉｅ２，Ｉｆ２）が流れるようになる。
【０１０５】
したがって、１次側巻線３１１Ａ〜３１１Ｄと、１次側巻線３１２Ａ，３１２Ｃおよび１次側巻線３１２Ｂ，３１２Ｄの組み合わせと、のどちらからでも、全ての２次側巻線３２Ａ〜３２Ｈ（全ての整流ダイオード４１〜４８）を共通して利用できるようになる。これにより、本変形例においても前述した比較例と比べ、少なくとも第１の動作モードの分だけ、個々の整流ダイオード４１〜４８の動作点が下がって電力損失が低減することにより、複数の動作モードを実現した際の整流ダイオード４１〜４８の利用効率が向上する。
【０１０６】
以上のように本変形例においても、基本的には上記変形例１と同様の作用により、同様の効果を得ることができる。すなわち、高効率化を図りつつ、部品点数や占有面積の増加の抑制（低コスト化や小型化）と複数の動作モードの実現とを両立させることが可能となる。
【０１０７】
また、特に本変形例では、第１，第２，第３の動作モード間で、１次側巻線と２次側巻線との巻数比を異ならせるようにした場合には、上記実施の形態と比べ、入力電圧範囲または出力電圧範囲を更に広くすることが可能となる。
【０１０８】
更に、３つのインバータ回路１１〜１３同士が、入力端子Ｔ１，Ｔ２に対して互いに並列接続されると共に、２つのインバータ回路１１，１２同士が一部のスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４を共有し、２つのインバータ回路１２，１３同士が一部のスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６を共有しているようにしたので、インバータ回路全体として使用するスイッチング素子の個数が減少し、更に低コスト化や小型化を図ることが可能となる。
【０１０９】
（その他の変形例）
以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【０１１０】
例えば、上記実施の形態等では、１次側巻線（プリントコイル）や２次側巻線（板金）の形状を具体的に挙げて説明したが、これら１次側巻線（プリントコイル）や２次側巻線（板金）の形状はこの場合には限られず、他の形状でもよい。また、１次側巻線および２次側巻線が、ともにプリントコイルまたは板金により構成されているようにしてもよい。
【０１１１】
具体的には、例えば上記実施の形態等では、図１６（Ａ）に示した上部コアＵＣ（下部コアＤＣ）のように、４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）の側面が曲面となっている場合について説明したが、各脚部の側面形状は、この場合には限られない。すなわち、例えば図１６（Ｂ），（Ｃ）に示したように、４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）において、少なくとも対向する側面同士が、互いに平行となっているようにしてもよい。このように構成した場合、磁芯３０における磁束最短経路の磁束集中がより効果的に緩和されるため、コア損失がより低減する。また、この場合において更に、例えば図１６（Ｃ）に示したように、４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）において、互いに対向する側面の反対側である外側面が、曲面となっているようにしてもよい。このように構成した場合、各脚部の周囲に対して１次側巻線および２次側巻線が巻回し易くなるため、電流経路が短縮されると共に、角部への電流分布の集中が緩和される。なお、これらの図１６（Ｂ），（Ｃ）に示した４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）において、側面における角部が面取りされることにより、その角部の部分が、曲面または平面からなる側面となっているようにしてもよい。
【０１１２】
また、上記実施の形態等では、４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）が、矩形状（正方形状）のベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの四隅に配置されている場合について説明したが、これらの４つの脚部の配置関係は、この場合には限られない。すなわち、４つの脚部は、ベースコア上の互いに交差する２直線上に、一対ずつ離間して配置されていればよい。また、ベースコアの形状や大きさについても、上記実施の形態等で説明した矩形状（正方形状）のものには限られず、４つの脚部の基体として機能するのであれば、どのような形状や大きさであってもよい。
【０１１３】
更に、上記実施の形態等では、トランス３，３Ａにおいて４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）が設けられている場合について説明したが、トランスにおける脚部の数はこれには限られない。すなわち、トランスにおいて例えば６つの脚部や８つの脚部を設けるようにしてもよく、一般化すると２Ｎ個（Ｎ：２以上の整数）の脚部を設けるようにすればよい。
【０１１４】
加えて、上記実施の形態等では、入力端子Ｔ１，Ｔ２に対して並列接続された複数のインバータ回路同士が、スイッチング素子の一部（スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４やスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６）を共有している場合について説明したが、この場合には限られない。すなわち、例えば、２つのインバータ回路１１，１２同士が、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を共有しているようにしたり、３つのインバータ回路１１〜１３同士がそれぞれ、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を共有しているようにしてもよい。また、複数のインバータ回路同士がスイッチング素子の一部を共有せずに互いに独立した回路構成となっていてもよく、更に、複数のインバータ回路同士が入力端子Ｔ１，Ｔ２に対して互いに並列接続されていなくともよい。
【０１１５】
また、上記実施の形態等では、インバータ回路１１〜１３がフルブリッジ型のインバータ回路である場合について説明したが、インバータ回路の構成はこれには限られず、例えば、ハーフブリッジ型やフォワード型などの構成でもよい。
【０１１６】
更に、上記実施の形態等では、整流回路４がアノードコモン接続のセンタタップ型の整流回路である場合について説明したが、整流回路の構成はこれには限られない。具体的には、例えば、アノードコモン接続ではなくカソードコモン接続のセンタタップ型でもよく、また、センタタップ型以外（例えば、ハーフブリッジ型やフォワード型、フライバック型など）の構成でもよい。また、全波整流型の整流回路ではなく、半波整流型の整流回路でもよい。
【０１１７】
加えて、上記実施の形態等では、直流入力電圧Ｖinを降圧することにより直流出力電圧Ｖoutを生成する降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータについて説明したが、本発明は、逆に、直流入力電圧Ｖinを昇圧することにより直流出力電圧Ｖoutを生成する昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータにも適用することが可能である。また、これらのような一方向へ出力電圧を出力するものには限られず、双方向へ出力電圧を出力可能な双方向コンバータや、多出力型のコンバータ（その場合、インバータ回路同士が並列接続ではない）にも適用することが可能である。
【０１１８】
また、上記実施の形態等では、スイッチング電源装置の一例としてＤＣ−ＤＣコンバータを挙げて説明したが、本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータ以外のスイッチング電源装置（例えば、ＡＣ−ＤＣコンバータやＤＣ−ＡＣインバータなど）にも適用することが可能である。
【０１１９】
更に、上記実施の形態等において説明した変形例等を組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１２０】
１０…高圧バッテリ、１１〜１３…インバータ回路、２…入力平滑コンデンサ、３，３Ａ…トランス、３０…磁芯、３１１Ａ，３１１Ｂ，３１１Ｃ，３１１Ｄ，３１２Ａ，３１２Ｃ…１次側巻線、３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，４２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ，３２Ｇ，３２Ｈ…２次側巻線、３１０，３２０，３２０−１…プリントコイル、３１０Ａ，３１０Ｂ，３１０Ｃ，３１０Ｄ，３２０Ａ，３２０Ｂ，３２０Ｃ，３２０Ｄ…貫通孔（開口部）、４…整流回路、４１〜４８…整流ダイオード、５…平滑回路、５１…チョークコイル、５２…出力平滑コンデンサ、６，６Ｂ…制御回路、Ｌ１Ｈ…１次側高圧ライン、Ｌ１Ｌ…１次側低圧ライン、Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ４１，Ｌ４２…接続ライン、ＬＯ…出力ライン、ＬＧ…接地ライン、Ｔ１，Ｔ２…入力端子、Ｔ３，Ｔ４…出力端子、Ｌ…負荷、Ｌｒ１，Ｌｒ２，Ｌｒ３…共振用インダクタ、Ｖin…直流入力電圧、Ｖout…直流出力電圧、Ｓ１〜Ｓ８…スイッチング素子、ＳＧ１〜ＳＧ８…制御信号、ＵＣ…上部コア、ＤＣ…下部コア、ＵＣｂ，ＤＣｂ…ベースコア（基体部）、ＵＣ１，ＤＣ１…第１脚部、ＵＣ２，ＤＣ２…第２脚部、ＵＣ３，ＤＣ３…第３脚部、ＵＣ４，ＤＣ４…第４脚部、Ｉａ１，Ｉｂ１，Ｉｃ１，Ｉｄ１，Ｉｅ１，Ｉｆ１…電流（１次側ループ電流）、Ｉａ２，Ｉｂ２，Ｉｃ２，Ｉｄ２，Ｉｅ２，Ｉｆ２…電流（２次側ループ電流）、ＩａＡ，ＩａＣ，ＩｂＡ，ＩｂＣ，ＩｃＡ，ＩｃＣ，ＩｄＡ，ＩｄＣ…起電流、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ１２ａ〜Ｂ１２ｆ，Ｂ２３ａ〜Ｂ２３ｆ，Ｂ３４ａ〜Ｂ３４ｆ，Ｂ４１ａ〜Ｂ４１ｆ，Ｂ１３ｃ，Ｂ１３ｄ，Ｂ２４ｅ，Ｂ２４ｆ…環状磁路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子対から入力される入力電圧に対して電圧変換を行うことにより出力電圧を生成し、出力端子対から出力するスイッチング電源装置であって、
前記入力端子対側に配置され、各々がスイッチング素子を含んで構成された第１および第２のインバータ回路と、
前記出力端子対側に配置され、複数の整流素子を含んで構成された整流回路と、
前記インバータ回路と前記整流回路との間に配置され、前記第１のインバータ回路に接続された第１の１次側巻線と、前記第２のインバータ回路に接続された第２の１次側巻線と、前記複数の整流素子に対して個別に接続された複数の２次側巻線とを有するトランスと
を備え、
前記トランスは、
互いに対向する２つの基体部と、前記２つの基体部の対向面内で互いに交差する２直線上に一対ずつ配置され、前記２つの基体部同士を連結する４つの脚部と、を有する磁芯と、
前記脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、前記脚部を巻回すると共に前記第１の１次側巻線を構成する第１の導電部材と、
前記脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、前記脚部を巻回すると共に前記第２の１次側巻線を構成する第２の導電部材と、
前記脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、前記脚部を巻回すると共に前記複数の２次側巻線を構成する第３の導電部材と
を有し、
前記第１および第２のインバータ回路のうちの前記第１のインバータ回路が選択的に動作する第１の動作モード時に、前記第１の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、前記脚部および前記２つの基体部の内部に第１の磁路が形成されると共に、単位動作周期内において前記複数の２次側巻線のうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れ、
前記第１および第２のインバータ回路のうちの前記第２のインバータ回路が選択的に動作する第２の動作モード時に、前記第２の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、前記脚部および前記２つの基体部の内部に第２の磁路が形成されると共に、前記単位動作周期内において前記複数の２次側巻線のうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れ、
前記第１の動作モード時には、前記第１の磁路を構成する磁束によって前記第２の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、前記第２の１次側巻線全体としては起電圧が発生せず、かつ、
前記第２の動作モード時には、前記第２の磁路を構成する磁束によって前記第１の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、前記第１の１次側巻線全体としては起電圧が発生しないように、
前記第１および第２の１次側巻線ならびに前記複数の２次側巻線が巻回されると共に前記複数の整流素子が配置されている
スイッチング電源装置。
【請求項２】
前記第１の動作モード時に、前記第１の磁路において、前記４つの脚部のうち、一方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、他方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束の向きがともに前記第１の方向とは逆の第２の方向を向くように、前記第１の１次側巻線が巻回されている
請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記第２の動作モード時に、前記第２の磁路において、前記４つの脚部のうちの一方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束が互いに逆方向を向くように、前記第２の１次側巻線が、前記一方の直線上の２つの脚部に対して選択的に巻回されている
請求項１または請求項２に記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記トランスは、前記第２のインバータ回路に対して、前記第２の１次側巻線と並列接続となるように接続された第３の１次側巻線を更に有し、
前記第２の動作モード時に、前記第３の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、前記脚部および前記２つの基体部の内部に第３の磁路が形成されると共に、この第３の磁路を構成する磁束によって前記第１の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うように、前記第３の１次側巻線が巻回されている
請求項３に記載のスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記第２の動作モード時に、前記第３の磁路において、前記４つの脚部のうちの他方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束が互いに逆方向を向くように、前記第３の１次側巻線が、前記他方の直線上の２つの脚部に対して選択的に巻回されている
請求項４に記載のスイッチング電源装置。
【請求項６】
前記第１および第２のインバータ回路同士が、前記入力端子対に対して互いに並列接続されると共に、一部のスイッチング素子を共有している
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項７】
入力端子対から入力される入力電圧に対して電圧変換を行うことにより出力電圧を生成し、出力端子対から出力するスイッチング電源装置であって、
前記入力端子対側に配置され、各々がスイッチング素子を含んで構成された第１ないし第３のインバータ回路と、
前記出力端子対側に配置され、複数の整流素子を含んで構成された整流回路と、
前記インバータ回路と前記整流回路との間に配置され、前記第１のインバータ回路に接続された第１の１次側巻線と、前記第２のインバータ回路に接続された第２の１次側巻線と、前記第３のインバータ回路に接続された第３の１次側巻線と、前記複数の整流素子に対して個別に接続された複数の２次側巻線とを有するトランスと
を備え、
前記トランスは、
互いに対向する２つの基体部と、前記２つの基体部の対向面内で互いに交差する２直線上に一対ずつ配置され、前記２つの基体部同士を連結する４つの脚部と、を有する磁芯と、
前記脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、前記脚部を巻回すると共に前記第１の１次側巻線を構成する第１の導電部材と、
前記脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、前記脚部を巻回すると共に前記第２および第３の１次側巻線を個別に構成する第２の導電部材と、
前記脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、前記脚部を巻回すると共に前記複数の２次側巻線を構成する第３の導電部材と
を有し、
前記第１ないし第３のインバータ回路のうちの前記第１のインバータ回路が選択的に動作する第１の動作モード時に、前記第１の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、前記脚部および前記２つの基体部の内部に第１の磁路が形成されると共に、単位動作周期内において前記複数の２次側巻線のうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れ、
前記第１ないし第３のインバータ回路のうちの前記第２のインバータ回路が選択的に動作する第２の動作モード時に、前記第２の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、前記脚部および前記２つの基体部の内部に第２の磁路が形成されると共に、前記単位動作周期内において前記複数の２次側巻線のうちの一部の２次側巻線に対して起電流が流れ、
前記第１ないし第３のインバータ回路のうちの前記第３のインバータ回路が選択的に動作する第３の動作モード時に、前記第３の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、前記脚部および前記２つの基体部の内部に第３の磁路が形成されると共に、前記単位動作周期内において前記複数の２次側巻線のうちの前記一部を除いた残りの２次側巻線に対して起電流が流れ、
前記第１の動作モード時には、前記第１の磁路を構成する磁束によって前記第２の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、前記第２の１次側巻線全体としては起電圧が発生せず、かつ、
前記第２および第３の動作モード時には、前記第２または第３の磁路を構成する磁束によって前記第１の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、前記第１の１次側巻線全体としては起電圧が発生しないように、
前記第１ないし第３の１次側巻線ならびに前記複数の２次側巻線が巻回されると共に前記複数の整流素子が配置されている
スイッチング電源装置。
【請求項８】
前記第１の動作モード時に、前記第１の磁路において、前記４つの脚部のうち、一方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、他方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束の向きがともに前記第１の方向とは逆の第２の方向を向くように、前記第１の１次側巻線が巻回されている
請求項７に記載のスイッチング電源装置。
【請求項９】
前記第２の動作モード時に、前記第２の磁路において、前記４つの脚部のうちの一方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束が互いに逆方向を向くように、前記第２の１次側巻線が、前記一方の直線上の２つの脚部に対して選択的に巻回されている
請求項７または請求項８に記載のスイッチング電源装置。
【請求項１０】
前記第３の動作モード時に、前記第３の磁路において、前記４つの脚部のうちの他方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束が互いに逆方向を向くように、前記第３の１次側巻線が、前記他方の直線上の２つの脚部に対して選択的に巻回されている
請求項９に記載のスイッチング電源装置。
【請求項１１】
前記第１ないし第３のインバータ回路同士が、前記入力端子対に対して互いに並列接続され、
前記第１および第２のインバータ回路同士が一部のスイッチング素子を共有していると共に、前記第２および第３のインバータ回路同士が一部のスイッチング素子を共有している
請求項７ないし請求項１０のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項１】
入力端子対から入力される入力電圧に対して電圧変換を行うことにより出力電圧を生成し、出力端子対から出力するスイッチング電源装置であって、
前記入力端子対側に配置され、各々がスイッチング素子を含んで構成された第１および第２のインバータ回路と、
前記出力端子対側に配置され、複数の整流素子を含んで構成された整流回路と、
前記インバータ回路と前記整流回路との間に配置され、前記第１のインバータ回路に接続された第１の１次側巻線と、前記第２のインバータ回路に接続された第２の１次側巻線と、前記複数の整流素子に対して個別に接続された複数の２次側巻線とを有するトランスと
を備え、
前記トランスは、
互いに対向する２つの基体部と、前記２つの基体部の対向面内で互いに交差する２直線上に一対ずつ配置され、前記２つの基体部同士を連結する４つの脚部と、を有する磁芯と、
前記脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、前記脚部を巻回すると共に前記第１の１次側巻線を構成する第１の導電部材と、
前記脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、前記脚部を巻回すると共に前記第２の１次側巻線を構成する第２の導電部材と、
前記脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、前記脚部を巻回すると共に前記複数の２次側巻線を構成する第３の導電部材と
を有し、
前記第１および第２のインバータ回路のうちの前記第１のインバータ回路が選択的に動作する第１の動作モード時に、前記第１の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、前記脚部および前記２つの基体部の内部に第１の磁路が形成されると共に、単位動作周期内において前記複数の２次側巻線のうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れ、
前記第１および第２のインバータ回路のうちの前記第２のインバータ回路が選択的に動作する第２の動作モード時に、前記第２の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、前記脚部および前記２つの基体部の内部に第２の磁路が形成されると共に、前記単位動作周期内において前記複数の２次側巻線のうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れ、
前記第１の動作モード時には、前記第１の磁路を構成する磁束によって前記第２の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、前記第２の１次側巻線全体としては起電圧が発生せず、かつ、
前記第２の動作モード時には、前記第２の磁路を構成する磁束によって前記第１の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、前記第１の１次側巻線全体としては起電圧が発生しないように、
前記第１および第２の１次側巻線ならびに前記複数の２次側巻線が巻回されると共に前記複数の整流素子が配置されている
スイッチング電源装置。
【請求項２】
前記第１の動作モード時に、前記第１の磁路において、前記４つの脚部のうち、一方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、他方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束の向きがともに前記第１の方向とは逆の第２の方向を向くように、前記第１の１次側巻線が巻回されている
請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記第２の動作モード時に、前記第２の磁路において、前記４つの脚部のうちの一方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束が互いに逆方向を向くように、前記第２の１次側巻線が、前記一方の直線上の２つの脚部に対して選択的に巻回されている
請求項１または請求項２に記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記トランスは、前記第２のインバータ回路に対して、前記第２の１次側巻線と並列接続となるように接続された第３の１次側巻線を更に有し、
前記第２の動作モード時に、前記第３の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、前記脚部および前記２つの基体部の内部に第３の磁路が形成されると共に、この第３の磁路を構成する磁束によって前記第１の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うように、前記第３の１次側巻線が巻回されている
請求項３に記載のスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記第２の動作モード時に、前記第３の磁路において、前記４つの脚部のうちの他方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束が互いに逆方向を向くように、前記第３の１次側巻線が、前記他方の直線上の２つの脚部に対して選択的に巻回されている
請求項４に記載のスイッチング電源装置。
【請求項６】
前記第１および第２のインバータ回路同士が、前記入力端子対に対して互いに並列接続されると共に、一部のスイッチング素子を共有している
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項７】
入力端子対から入力される入力電圧に対して電圧変換を行うことにより出力電圧を生成し、出力端子対から出力するスイッチング電源装置であって、
前記入力端子対側に配置され、各々がスイッチング素子を含んで構成された第１ないし第３のインバータ回路と、
前記出力端子対側に配置され、複数の整流素子を含んで構成された整流回路と、
前記インバータ回路と前記整流回路との間に配置され、前記第１のインバータ回路に接続された第１の１次側巻線と、前記第２のインバータ回路に接続された第２の１次側巻線と、前記第３のインバータ回路に接続された第３の１次側巻線と、前記複数の整流素子に対して個別に接続された複数の２次側巻線とを有するトランスと
を備え、
前記トランスは、
互いに対向する２つの基体部と、前記２つの基体部の対向面内で互いに交差する２直線上に一対ずつ配置され、前記２つの基体部同士を連結する４つの脚部と、を有する磁芯と、
前記脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、前記脚部を巻回すると共に前記第１の１次側巻線を構成する第１の導電部材と、
前記脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、前記脚部を巻回すると共に前記第２および第３の１次側巻線を個別に構成する第２の導電部材と、
前記脚部が個別に貫通する貫通孔を有し、前記脚部を巻回すると共に前記複数の２次側巻線を構成する第３の導電部材と
を有し、
前記第１ないし第３のインバータ回路のうちの前記第１のインバータ回路が選択的に動作する第１の動作モード時に、前記第１の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、前記脚部および前記２つの基体部の内部に第１の磁路が形成されると共に、単位動作周期内において前記複数の２次側巻線のうちの全ての２次側巻線に対して起電流が流れ、
前記第１ないし第３のインバータ回路のうちの前記第２のインバータ回路が選択的に動作する第２の動作モード時に、前記第２の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、前記脚部および前記２つの基体部の内部に第２の磁路が形成されると共に、前記単位動作周期内において前記複数の２次側巻線のうちの一部の２次側巻線に対して起電流が流れ、
前記第１ないし第３のインバータ回路のうちの前記第３のインバータ回路が選択的に動作する第３の動作モード時に、前記第３の１次側巻線を流れる電流により生ずる磁束によって、前記脚部および前記２つの基体部の内部に第３の磁路が形成されると共に、前記単位動作周期内において前記複数の２次側巻線のうちの前記一部を除いた残りの２次側巻線に対して起電流が流れ、
前記第１の動作モード時には、前記第１の磁路を構成する磁束によって前記第２の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、前記第２の１次側巻線全体としては起電圧が発生せず、かつ、
前記第２および第３の動作モード時には、前記第２または第３の磁路を構成する磁束によって前記第１の導電部材内で発生する複数の起電圧同士が互いに打ち消し合うことにより、前記第１の１次側巻線全体としては起電圧が発生しないように、
前記第１ないし第３の１次側巻線ならびに前記複数の２次側巻線が巻回されると共に前記複数の整流素子が配置されている
スイッチング電源装置。
【請求項８】
前記第１の動作モード時に、前記第１の磁路において、前記４つの脚部のうち、一方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、他方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束の向きがともに前記第１の方向とは逆の第２の方向を向くように、前記第１の１次側巻線が巻回されている
請求項７に記載のスイッチング電源装置。
【請求項９】
前記第２の動作モード時に、前記第２の磁路において、前記４つの脚部のうちの一方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束が互いに逆方向を向くように、前記第２の１次側巻線が、前記一方の直線上の２つの脚部に対して選択的に巻回されている
請求項７または請求項８に記載のスイッチング電源装置。
【請求項１０】
前記第３の動作モード時に、前記第３の磁路において、前記４つの脚部のうちの他方の直線上の２つの脚部の各内部に生ずる磁束が互いに逆方向を向くように、前記第３の１次側巻線が、前記他方の直線上の２つの脚部に対して選択的に巻回されている
請求項９に記載のスイッチング電源装置。
【請求項１１】
前記第１ないし第３のインバータ回路同士が、前記入力端子対に対して互いに並列接続され、
前記第１および第２のインバータ回路同士が一部のスイッチング素子を共有していると共に、前記第２および第３のインバータ回路同士が一部のスイッチング素子を共有している
請求項７ないし請求項１０のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−１１４９５７（Ｐ２０１１−１１４９５７Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６９５４３（Ｐ２００９−２６９５４３）
【出願日】平成２１年１１月２７日（２００９．１１．２７）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２７日（２００９．１１．２７）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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