JP4266951B2 - 磁気素子および電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁芯にコイルを巻回してなる磁気素子、およびその磁気素子を用いた電源装置に関する。

従来より、スイッチング電源装置として種々のタイプのものが提案され、実用に供されている。その多くは、特許文献１および特許文献２に記載されているように、電圧変換トランスの入力巻線に接続されたスイッチング回路のスイッチング動作により、バッテリからの入力直流電圧をスイッチングし、スイッチングにより得られた入力交流電圧を電圧変換トランスの入力巻線に入力し、電圧変換トランスにより変換された出力交流電圧を電圧変換トランスの出力巻線から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、出力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ようになっている。

特開２００３−１１１４１３号公報 特開２００３−０７９１４９号公報

この種のスイッチング電源装置では、一般に電圧変換トランスの入力端子対は１つとなっている。これは、互いに異なる複数の入力交流電圧が、複数の入力巻線と複数の出力巻線とを備えた複数入力複数出力タイプの電圧変換トランスの個々の入力巻線に入力されると、これらの入力巻線が磁気結合し、これにより、一方の入力巻線に入力された入力交流電圧が他方の入力巻線に洩れ出てしまうからである。そのため、電圧変換トランスに互いに異なる入力交流電圧を複数入力させる場合には、入力される入力交流電圧の数に応じて電圧変換トランスが設けられることとなる。

また、１入力複数出力タイプの電圧変換トランスが設けられたスイッチング電源装置では、トランスの特性上、電圧変換トランスから、互いに位相が等しい複数の出力交流電圧を同時に出力させることはできるが、互いに位相が異なる複数の出力交流電圧を同時に出力させることはできない。そのため、互いに位相が異なる出力交流電圧を電圧変換トランスから同時に出力させる場合、すなわち、電圧変換トランスに互いに位相が異なる入力交流電圧を複数入力させる場合には、上記の場合と同様に、入力される入力交流電圧の数に応じて電圧変換トランスが設けられることとなる。

このように、入力される入力交流電圧の数に応じて電圧変換トランスを設けなければならないため、入力される入力交流電圧の数が増加すると、電圧変換トランスも増設することが必要となり、部品点数が増加し、それによる回路基板上の占有面積も増加するという問題がある。

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、互いに独立した複数の磁気素子または電源装置を設ける場合と比べて部品点数や占有面積の増加を抑制することのできる磁気素子および電源装置を提供することにある。

本発明の磁気素子は、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る。その磁芯の中足部には中足コイルが巻回され、磁芯の外足部には外足コイルが巻回されている。この外足コイルは、外足コイル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。

上記「中足部において互いに相殺し合うような態様」とは、一の外足コイル部と一の外足コイル部が巻回されている一の外足部とを合わせた物理的性質と、他の外足コイル部と他の外足コイル部が巻回されている他の外足部とを合わせた物理的性質とが、中足コイルとの関係において互いに同質であることを指す。

具体的には、外足コイルは、第１外足コイル部と第２外足コイル部とを備え、第１外足コイル部が一のループ磁路の外足部に、第２外足コイル部が他の一のループ磁路の外足部にそれぞれ巻回されている。このとき、第１および第２外足コイル部の巻き方向が同極性方向であると共に、第１および第２外足コイル部の巻数が互いに等しくなっている。ここで、「同極性方向」とは、各外足コイル部を流れる電流によって外足部にそれぞれ生ずる磁束の方向が同一であることを指す。

なお、上記の態様において、第１および第２の外足コイル部の巻数を等しくして、第１外足コイル部と第１外足コイル部が巻回されている外足部とを合わせた物理的性質と、第２外足コイル部と第２外足コイル部が巻回されている外足部とを合わせた物理的性質とが、中足コイルとの関係において互いに同質となるには、第１外足コイル部が巻回されている外足部と、第２外足コイル部が巻回されている外足部との材質や形状、大きさなどが互いに等しいことが前提となる。
本発明の磁気素子において、中足コイルは、第１の入力パルス信号電圧が入力される入力中足コイルと、第１の入力パルス信号電圧に応じた第１および第２の出力パルス信号電圧をそれぞれ出力する第１および第２の出力中足コイルとを含んでいる。さらに、外足コイルは、第２の入力パルス信号電圧が入力される入力外足コイルと、第２の入力パルス信号電圧に応じた第３および第４の出力パルス信号電圧をそれぞれ出力する第１および第２の出力外足コイルとを含んでいる。入力外足コイルならびに第１および第２の出力外足コイルは、それぞれ、一のループ磁路の外足部に巻回された第１外足コイル部と、他の一のループ磁路の外足部に巻回された第２外足コイル部とを直列に接続して構成されている。第１および第２外足コイル部の巻き方向は同極性方向となっており、第１および第２外足コイル部の巻数は互いに等しくなっている。入力外足コイルは、この外足コイル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。第１の出力外足コイルは、この第１の出力外足コイル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。第２の出力外足コイルは、この第２の出力外足コイル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。

本発明の電源装置は、第１および第２の入力交流電圧をそれぞれ変圧して第１および第２の出力交流電圧として出力する磁気素子と、第１および第２の出力交流電圧をそれぞれ整流して平滑化する整流平滑回路とを備えたものである。

上記電源装置の磁気素子は、具体的には以下の（Ａ）〜（Ｉ）の構成要素を有する。
（Ａ）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
（Ｂ）中足部に巻回され、第１の入力交流電圧が入力される入力中足コイル
（Ｃ）中足部に巻回され、第１の出力交流電圧を出力する出力中足コイル
（Ｄ）外足部に巻回され、第２の入力交流電圧が入力される入力外足コイル
（Ｅ）外足部に巻回され、第２の出力交流電圧を出力する出力外足コイル
（Ｆ）入力外足コイルは、それぞれ、一のループ磁路の外足部に巻回された第１の入力外足コイル部と、他の一のループ磁路の外足部に巻回された第２の入力外足コイル部とを直列に接続して構成されていること
（Ｇ）出力外足コイルは、それぞれ、一のループ磁路の外足部に巻回された第１の出力外足コイル部と、他の一のループ磁路の外足部に巻回された第２の出力外足コイル部とを直列に接続して構成されていること
（Ｈ）入力外足コイルは、この入力外足コイル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こと
（Ｉ）出力外足コイルは、この出力外足コイル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こと

本発明の磁気素子および電源装置では、外足コイル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ので、外足コイルから中足コイルに電圧が誘起されることは実質的にない。一方、一の外足コイル部と一の外足コイル部が巻回されている一の外足部とを合わせた物理的性質と、他の外足コイル部と他の外足コイル部が巻回されている他の外足部とを合わせた物理的性質とが、中足コイルとの関係において互いに同質であることから、中足コイル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も外足部において互いに相殺されるので、中足コイルから外足コイルに電圧が誘起されることは実質的にない。これより、中足コイルおよび外足コイルは、共通の磁芯に巻回されているにも拘わらず、互いに影響を及ぼし合う虞はない。

また、ループ磁路が２ｎ（ｎは正の整数）設けられている場合に、上で例示した態様で第１外足コイル部および第２外足コイル部を巻回したときは、外足コイルを最大ｎ個設けることができる。このとき、磁気素子全体としての入出力は、（ｎ＋１）入力（ｎ＋１以上の整数）出力となる。

なお、中足コイルおよび外足コイルは、電源装置の電圧変換トランスや、信号伝送路に用いられる絶縁型のパルストランスなどに適用可能である。例えば、中足コイルおよび外足コイルをそれぞれトランスコイルセットとするパルストランスを信号伝送路に適用した場合に、各入力コイル（入力中足コイル，入力外足コイル）に入力パルス信号電圧を入力すると、各出力コイル（出力中足コイル，出力外足コイル）からは入力パルス信号電圧に応じた出力パルス信号電圧が出力される。

また、中足コイルおよび外足コイルをそれぞれトランスコイルセットとする電圧変換トランスを用いた電源装置に適用した場合に、各入力コイル（入力中足コイル，入力外足コイル）に入力交流電圧を入力すると、各出力コイル（出力中足コイル，出力外足コイル）からは入力交流電圧に応じた出力交流電圧が出力される。このとき、入力中足コイルと出力中足コイルとの巻数比は、入力外足コイルと出力外足コイルとの巻き数比と同一であってもよいし、相違していてもよい。

上記の電源装置は、入力交流電圧を磁気素子に入力し、磁気素子から出力交流電圧を出力するＡＣ−ＡＣ変換器としての機能を有するが、磁気素子の後段に整流平滑回路を設けることにより、ＡＣ−ＤＣ変換器としての機能を有するようにすることもでき、磁気素子の前段にスイッチング回路を設けることにより、ＤＣ−ＡＣ変換器としての機能を有するようにすることもできる。また、磁気素子の後段に整流平滑回路を設けると共に、磁気素子の前段にスイッチング回路を設けることにより、ＤＣ−ＤＣ変換器としての機能を有するようにすることもできる。

本発明の磁気素子によれば、中足コイルおよび外足コイルは互いに影響を及ぼし合うことがないので、中足コイルおよび外足コイルを用いて互いに独立した複数の入出力を行うことができる。これにより、互いに異なる複数の入力パルス信号電圧または入力交流電圧を入力する際に入力の数に応じて必要とされていた複数の磁芯を共通化することができ、その結果、磁芯の数および磁芯の占有するスペースを削減することができる。

また、本発明の電源装置によれば、互いに独立した複数の電源装置を本発明の磁気素子を用いて一つにまとめた場合には、複数の磁気素子や、複数のスイッチング回路、複数の整流平滑回路などにおいて、機能を共通にする部品同士を共通化することが可能となる。これにより、部品点数を削減すると共に、部品の占有するスペースを削減することができる。したがって、互いに独立した複数の電源装置を設ける場合と比べて部品点数や占有面積の増加を抑制しつつ、互いに異なる複数の出力交流電圧を単一の磁気素子から出力させることができる。

また、本発明の電源装置によれば、中足コイルおよび外足コイルを、それぞれ、トランスコイルセットとすると共に、一方のトランスコイルセットの巻き数比（Ｎｂ／Ｎａ；入力コイル巻数Ｎａ，出力コイルの巻数Ｎｂ）が、他方のトランスコイルセットの巻き数比（Ｎｄ／Ｎｃ；入力コイル巻数Ｎｃ，出力コイルの巻数Ｎｄ）より大きくなるようにした場合であって、例えば、入力交流電圧が通常使用される電圧よりも大幅に低下したときは、巻き数比（Ｎｂ／Ｎａ）が相対的に小さな一方のトランスコイルセットから、巻き数比（Ｎｄ／Ｎｃ）が相対的に大きな他方のトランスコイルセットに切り換えることにより、磁気素子に入力される入力交流電圧の低下率よりも小さな低下率または低下率ゼロで出力交流電圧を磁気素子から出力することも可能となる。

また、本発明の磁気素子および電源装置によれば、上記のように互いに影響を及ぼし合うことがないので、中足側のトランスコイルセットと外足側のトランスコイルセットとを交互に用いる他に、中足側のトランスコイルセットと外足側のトランスコイルセットとを同時に用いることもできる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る磁気素子１の概略構成を表したものである。この磁気素子１は、磁芯１０と、中足コイル１１と、外足コイル１２とを備えたものである。

磁芯１０は、中足部１０Ａと、この中足部１０Ａを共有しつつ中足部１０Ａと共に第１ループ磁路を構成する第１外足部１０Ｂ−１と、この中足部１０Ａを共有しつつ中足部１０Ａと共に第２ループ磁路を構成する第２外足部１０Ｂ−２とを有する。なお、本実施の形態では、第１外足部１０Ｂ−１および第２外足部１０Ｂ−２は、互いに等しい材質、形状および大きさで構成されているものとする。

中足コイル１１は、磁芯１０の中足部１０Ａに巻回したものであり、例えば、インダクタとして機能する単コイルにより構成される。外足コイル１２は、第１外足コイル部１２−１および第２外足コイル部１２−２により構成され、磁芯１０の第１外足部１０Ｂ−１から第２外足部１０Ｂ−２へかけて連続して巻回したものであり、例えば、インダクタとして機能する単コイルにより構成される。

具体的には、第１外足コイル部１２−１が第１ループ磁路１０Ｃ−１の第１外足部１０Ｂ−１に、第２外足コイル部１２−２が第２ループ磁路１０Ｃ−２の第２外足部１０Ｂ−２にそれぞれ巻回されている。このとき、第１外足コイル部１２−１および第２外足コイル部１２−２の巻き方向が同極性方向であると共に、第１外足コイル部１２−１および第２外足コイル部１２−２の巻数が互いに等しくなっている。ここで、同極性方向とは、第１外足コイル部１２−１および第２外足コイル部１２−２を流れる電流によって第１外足部１０Ｂ−１および第２外足部１０Ｂ−２にそれぞれ生ずる磁束の方向が同一であることを指す。

このように、第１外足部１０Ｂ−１および第２外足部１０Ｂ−２が互いに等しい材質、形状および大きさで構成され、かつ、第１外足コイル部１２−１と第２外足コイル部１２−２との巻数や巻き方が互いに等しいことから、第１外足コイル部１２−１と第１外足コイル部１２−１が巻回されている第１外足部１０Ｂ−１とを合わせた物理的性質（以下、第１の物理的性質と称する）と、第２外足コイル部１２−２と第２外足コイル部１２−２が巻回されている第２外足部１０Ｂ−２とを合わせた物理的性質（以下、第２の物理的性質と称する）とが、中足コイル１１との関係において互いに同質である。

なお、第１の物理的性質と第２の物理的性質とが、中足コイル１１との関係において互いに「同質」となる構成は、上記に限定されるものではなく、外足部１０Ｂ−１と外足部１０Ｂ−２との材質や形状、大きさなどが互いに相違していてもよい。ただし、そのような場合には、第１外足コイル部１２−１および第２外足コイル部１２−２のそれぞれの巻数などを適切に調節することが必要となる。

また、第１の物理的性質と第２の物理的性質とが、中足コイル１１との関係において互いに同質である限り、第１外足コイル部１２−１および第２外足コイル部１２−２の巻き方が相違する態様、例えば、中足コイル１１の延在方向の中心軸Ｘを基準として、第１外足コイル部１２−１および第２外足コイル部１２−２の巻き位置が線対称とならない態様で構成されていてもよい。

これにより、図２に示したように、外足コイル１２を流れる電流によって第１外足部１０Ｂ−１および第２外足部１０Ｂ−２にそれぞれ生ずる磁束φ１および磁束φ２は中足部１０Ａにおいて互いに相殺されるので、外足コイル１２から中足コイル１１に電圧が誘起されることは実質的にない。一方、中足コイル１１を流れる電流によって第１外足部１０Ｂ−１および第２外足部１０Ｂ−２により構成されるループ磁路にそれぞれ生ずる磁束φ３およびφ４もそのループ磁路において互いに相殺されるので、中足コイルから外足コイルに電圧が誘起されることは実質的にない。これより、中足コイルおよび外足コイルは、共通の磁芯１０に巻回されているにも拘わらず、互いに影響を及ぼし合う虞はない。

本実施の形態の磁気素子１によれば、中足コイル１１および外足コイル１２は互いに影響を及ぼし合うことがないので、中足コイル１１および外足コイル１２を用いて互いに独立した複数の入出力を行うことができる。これにより、互いに異なる複数の入力パルス信号電圧または入力交流電圧を入力する際に入力の数に応じて必要とされていた複数の磁芯１０を共通化することができ、その結果、磁芯１０の数および磁芯１０の占有するスペースを削減することができる。したがって、互いに独立した複数の磁気素子を設ける場合と比べて部品点数や占有面積の増加を抑制しつつ、互いに異なる複数の出力パルス信号電圧または出力交流電圧を出力させることができる。

また、本実施の形態の磁気素子１によれば、中足コイル１１および外足コイル１２は互いに影響を及ぼし合うことがないので、中足コイル１１と外足コイル１２とを交互に用いる他に、中足コイル１１と外足コイル１２とを同時に用いることもできる。

なお、図３に示したように、磁芯１０の中足部１０Ａにエアギャップｇを設けてもよい。これにより、エアギャップｇを大きくした場合には、エアギャップｇが無い、または小さい場合と比べて、外足部１０Ｂに巻回された第１外足コイル部１２−１と第１外足コイル部１２−１の磁気結合が強まる。一方、エアギャップｇを小さくした場合には、エアギャップｇが大きい場合と比べて、外足部１０Ｂに巻回された第１外足コイル部１２−１と第１外足コイル部１２−１の磁気結合が弱まる。

［第１の変形例］
図４は、上記実施の形態の第１の変形例に係る磁気素子２の概略構成を表したものである。この磁気素子２は、上記磁気素子１の外足コイル１２に代えて、外足コイル２２を備えたものである。そこで、以下、主に外足コイル２２について説明する。

外足コイル２２は、入力外足コイル２２Ａ（入力コイル）および出力外足コイル２２Ｂ（出力コイル）により構成されたトランスコイルセットであり、入力外足コイル２２Ａおよび出力外足コイル２２Ｂは、それぞれ、磁芯１０の第１外足部１０Ｂ−１から第２外足部１０Ｂ−２へかけて連続して巻回されている。

具体的には、入力外足コイル２２Ａは、第１外足コイル部２２Ａ−１（第１の入力外足コイル部）および第２外足コイル部２２Ａ−２（第２の入力外足コイル部）を備え、外足コイル部２２Ａ−１が第１ループ磁路１０Ｃ−１の第１外足部１０Ｂ−１に、外足コイル部２２Ａ−２が第２ループ磁路１０Ｃ−２の第２外足部１０Ｂ−２にそれぞれ巻回されている。このとき、外足コイル部２２Ａ−１および外足コイル部２２Ａ−２の巻き方向が同極性方向であると共に、外足コイル部２２Ａ−１および外足コイル部２２Ａ−２の巻数が互いに等しくなっている。ここで、同極性方向とは、外足コイル部２２Ａ−１および外足コイル部２２Ａ−２を流れる電流によって第１外足部１０Ｂ−１および第２外足部１０Ｂ−２にそれぞれ生ずる磁束の方向が同一であることを指す。

また、出力外足コイル２２Ｂは、第１外足コイル部２２Ｂ−１（第１の出力外足コイル部）および第２外足コイル部２２Ｂ−２（第２の出力外足コイル部）を備え、外足コイル部２２Ｂ−１が第１ループ磁路１０Ｃ−１の第１外足部１０Ｂ−１に、外足コイル部２２Ｂ−２が第２ループ磁路１０Ｃ−２の第２外足部１０Ｂ−２にそれぞれ巻回されている。このとき、外足コイル部２２Ｂ−１および外足コイル部２２Ｂ−２の巻き方向が同極性方向であると共に、外足コイル部２２Ｂ−１および外足コイル部２２Ｂ−２の巻数が互いに等しくなっている。ここで、同極性方向とは、外足コイル部２２Ｂ−１および外足コイル部２２Ｂ−２を流れる電流によって第１外足部１０Ｂ−１および第２外足部１０Ｂ−２にそれぞれ生ずる磁束の方向が同一であることを指す。

これにより、本変形例に係る磁気素子２によれば、中足コイル１１および外足コイル２２は互いに影響を及ぼし合うことがないので、中足コイル１１および外足コイル２２を用いて互いに独立した複数の入出力を行うことができる。これにより、互いに異なる複数の入力パルス信号電圧または入力交流電圧を入力する際に入力の数に応じて必要とされていた複数の磁芯１０を共通化することができ、その結果、磁芯１０の数および磁芯１０の占有するスペースを削減することができる。したがって、互いに独立した複数の磁気素子を設ける場合と比べて部品点数や占有面積の増加を抑制しつつ、互いに異なる複数の出力パルス信号電圧または出力交流電圧を出力させることができる。

［第２の変形例］
図５は、上記実施の形態の第２の変形例に係る磁気素子３の概略構成を表したものである。この磁気素子３は、上記磁気素子１の中足コイル１１に代えて、中足コイル２１を備えたものである。そこで、以下、主に中足コイル２１について説明する。

中足コイル２１は、入力中足コイル２１Ａ（入力コイル）および出力中足コイル２１Ｂ（出力コイル）により構成されたトランスコイルセットである。入力中足コイル２１Ａおよび出力中足コイル２１Ｂは、それぞれ、磁芯１０の中足部１０Ａに巻回されている。

これにより、本変形例に係る磁気素子３によれば、中足コイル２１および外足コイル１２は互いに影響を及ぼし合うことがないので、中足コイル２１および外足コイル１２を用いて互いに独立した複数の入出力を行うことができる。これにより、互いに異なる複数の入力パルス信号電圧または入力交流電圧を入力する際に入力の数に応じて必要とされていた複数の磁芯１０を共通化することができ、その結果、磁芯１０の数および磁芯１０の占有するスペースを削減することができる。したがって、互いに独立した複数の磁気素子を設ける場合と比べて部品点数や占有面積の増加を抑制しつつ、互いに異なる複数の出力パルス信号電圧または出力交流電圧を出力させることができる。

［第３の変形例］
図６は、上記実施の形態の第３の変形例に係る磁気素子４の概略構成を表したものである。この磁気素子４は、上記磁気素子１の外足コイル１２に代えて、外足コイル２２を備え、上記磁気素子１の中足コイル１１に代えて、中足コイル２１を備えたものである。これにより、本変形例に係る磁気素子４によれば、中足コイル２１および外足コイル２２は互いに影響を及ぼし合うことがないので、中足コイル２１および外足コイル２２を用いて互いに独立した複数の入出力を行うことができる。これにより、互いに異なる複数の入力パルス信号電圧または入力交流電圧を入力する際に入力の数に応じて必要とされていた複数の磁芯１０を共通化することができ、その結果、磁芯１０の数および磁芯１０の占有するスペースを削減することができる。したがって、互いに独立した複数の磁気素子を設ける場合と比べて部品点数や占有面積の増加を抑制しつつ、互いに異なる複数の出力パルス信号電圧または出力交流電圧を出力させることができる。

［第４の変形例］
図７は、上記実施の形態の第４の変形例に係る磁気素子５の概略構成を表したものである。この磁気素子５は、上記磁気素子４の中足コイル２１に代えて、中足コイル３１を備えたものである。そこで、以下、主に中足コイル３１について説明する。

中足コイル３１は、入力中足コイル３１Ａ、出力中足コイル３１Ｂ（第１の出力中足コイル）および出力中足コイル３１Ｃ（第２の出力中足コイル）により構成されたトランスコイルセットである。出力中足コイル３１Ｂおよび出力中足コイル３１Ｃは、それぞれ、磁芯１０の中足部１０Ａに巻回されている。

これにより、本変形例に係る磁気素子５によれば、中足コイル３１および外足コイル３２は互いに影響を及ぼし合うことがないので、中足コイル３１および外足コイル３２を用いて互いに独立した複数の入出力を行うことができる。これにより、互いに異なる複数の入力パルス信号電圧または入力交流電圧を入力する際に入力の数に応じて必要とされていた複数の磁芯１０を共通化することができ、その結果、磁芯１０の数および磁芯１０の占有するスペースを削減することができる。したがって、互いに独立した複数の磁気素子を設ける場合と比べて部品点数や占有面積の増加を抑制しつつ、互いに異なる複数の出力パルス信号電圧または出力交流電圧を出力させることができる。

［第５の変形例］
図８は、上記実施の形態の第５の変形例に係る磁気素子６の概略構成を表したものである。この磁気素子６は、上記磁気素子４の外足コイル２２に代えて、外足コイル３２を備えたものである。そこで、以下、主に外足コイル３２について説明する。

外足コイル３２は、入力外足コイル３２Ａ、出力外足コイル３２Ｂおよび出力外足コイル３２Ｃにより構成されたトランスコイルセットであり、入力外足コイル３２Ａ、出力外足コイル３２Ｂ（第１の出力外足コイル）および出力外足コイル３２Ｃ（第２の出力外足コイル）は、それぞれ、磁芯１０の第１外足部１０Ｂ−１から第２外足部１０Ｂ−２へかけて連続して巻回されている。

具体的には、入力外足コイル３２Ａは、第１外足コイル部３２Ａ−１（第１の入力外足コイル部）および第２外足コイル部３２Ａ−２（第２の入力外足コイル部）を備え、外足コイル部３２Ａ−１が第１ループ磁路１０Ｃ−１の第１外足部１０Ｂ−１に、外足コイル部３２Ａ−２が第２ループ磁路１０Ｃ−２の第２外足部１０Ｂ−２にそれぞれ巻回されている。このとき、外足コイル部３２Ａ−１および外足コイル部３２Ａ−２の巻き方向が同極性方向であると共に、外足コイル部３２Ａ−１および外足コイル部３２Ａ−２の巻数が互いに等しくなっている。ここで、同極性方向とは、外足コイル部３２Ａ−１および外足コイル部３２Ａ−２を流れる電流によって第１外足部１０Ｂ−１および第２外足部１０Ｂ−２にそれぞれ生ずる磁束の方向が同一であることを指す。

また、出力外足コイル３２Ｂは、第１外足コイル部３２Ｂ−１（第１の出力外足コイル部）および第２外足コイル部３２Ｂ−２（第２の出力外足コイル部）を備え、外足コイル部３２Ｂ−１が第１ループ磁路１０Ｃ−１の第１外足部１０Ｂ−１に、外足コイル部３２Ｂ−２が第２ループ磁路１０Ｃ−２の第２外足部１０Ｂ−２にそれぞれ巻回されている。このとき、外足コイル部３２Ｂ−１および外足コイル部３２Ｂ−２の巻き方向が同極性方向であると共に、外足コイル部３２Ｂ−１および外足コイル部３２Ｂ−２の巻数が互いに等しくなっている。ここで、同極性方向とは、外足コイル部３２Ｂ−１および外足コイル部３２Ｂ−２を流れる電流によって第１外足部１０Ｂ−１および第２外足部１０Ｂ−２にそれぞれ生ずる磁束の方向が同一であることを指す。

また、出力外足コイル３２Ｃは、第１外足コイル部３２Ｃ−１（第１の出力外足コイル部）および第２外足コイル部３２Ｃ−２（第２の出力外足コイル部）を備え、外足コイル部３２Ｃ−１が第１ループ磁路１０Ｃ−１の第１外足部１０Ｂ−１に、外足コイル部３２Ｃ−２が第２ループ磁路１０Ｃ−２の第２外足部１０Ｂ−２にそれぞれ巻回されている。このとき、外足コイル部３２Ｃ−１および外足コイル部３２Ｃ−２の巻き方向が同極性方向であると共に、外足コイル部３２Ｃ−１および外足コイル部３２Ｃ−２の巻数が互いに等しくなっている。ここで、同極性方向とは、外足コイル部３２Ｃ−１および外足コイル部３２Ｃ−２を流れる電流によって第１外足部１０Ｂ−１および第２外足部１０Ｂ−２にそれぞれ生ずる磁束の方向が同一であることを指す。

これにより、本変形例に係る磁気素子６によれば、中足コイル２１および外足コイル３２は互いに影響を及ぼし合うことがないので、中足コイル２１および外足コイル３２を用いて互いに独立した複数の入出力を行うことができる。これにより、互いに異なる複数の入力パルス信号電圧または入力交流電圧を入力する際に入力の数に応じて必要とされていた複数の磁芯１０を共通化することができ、その結果、磁芯１０の数および磁芯１０の占有するスペースを削減することができる。したがって、互いに独立した複数の磁気素子を設ける場合と比べて部品点数や占有面積の増加を抑制しつつ、互いに異なる複数の出力パルス信号電圧または出力交流電圧を出力させることができる。

［第６の変形例］
図９は、上記実施の形態の第６の変形例に係る磁気素子７の概略構成を表したものである。この磁気素子７は、上記磁気素子４の外足コイル２２に代えて、外足コイル３２を備え、上記磁気素子４の中足コイル２１に代えて、中足コイル３１を備えたものである。これにより、本変形例に係る磁気素子７によれば、中足コイル３１および外足コイル３２は互いに影響を及ぼし合うことがないので、中足コイル３１および外足コイル３２を用いて互いに独立した複数の入出力を行うことができる。これにより、互いに異なる複数の入力パルス信号電圧または入力交流電圧を入力する際に入力の数に応じて必要とされていた複数の磁芯１０を共通化することができ、その結果、磁芯１０の数および磁芯１０の占有するスペースを削減することができる。したがって、互いに独立した複数の磁気素子を設ける場合と比べて部品点数や占有面積の増加を抑制しつつ、互いに異なる複数の出力パルス信号電圧または出力交流電圧を出力させることができる。

［第１の適用例］
図１１ないし図１３は、上記第３の変形例に係る磁気素子４（２入力２出力タイプ）を用いた電源装置４０−１ないし４０−３の概略構成をそれぞれ表したものである。

これらの電源装置４０−１，４０−２，４０−３は、図１０（Ａ）に例示した電源装置４０Ａと、図１０（Ｂ）に例示した電源装置４０Ｂとを並列に配置し、一部を共通化したものである。そこで、電源装置４０Ａ，４０Ｂについて個別に説明したのちに、電源装置４０−１，４０−２，４０−３について個別に説明する。

なお、これらの電源装置４０Ａ，４０Ｂ，４０−１，４０−２，４０−３は、高圧バッテリ（図示せず）から供給される高圧の入力直流電圧Ｖinを、より低い出力直流電圧Ｖout に変換して、低圧バッテリ（図示せず）に供給するＤＣ−ＤＣ変換器として機能するものであり、後述するようにフォーワード型の電源装置である。

（電源装置４０Ａ）
電源装置４０Ａは、磁気素子４Ａと、磁気素子４Ａの１次側に設けられたスイッチング回路４１Ｃおよび平滑コンデンサＣ１と、磁気素子４Ａの２次側に設けられた整流平滑回路４２Ａと、スイッチング回路４１Ｃを駆動する駆動回路４３Ａとを備える。１次側高圧ラインＬ１Ｈの入力端子Ｔ１と１次側低圧ラインＬ１Ｌの入力端子Ｔ２との間には、高圧バッテリから出力される入力直流電圧Ｖin1 が印加されるようになっており、出力ラインＬＯの出力端子Ｔ３と接地ラインＬＧの出力端子Ｔ４との間には、低圧バッテリへ給電する出力直流電圧Ｖout1が出力されるようになっている。

磁気素子４Ａは、巻数Ｎａの１次側巻線４Ａ−１および巻数Ｎｂの２次側巻線４Ａ−２からなる、１入力１出力タイプのトランスコイルセットを磁芯１０に巻回したものである。この磁気素子４Ａは、スイッチング回路４１Ｆから入力された入力交流電圧を降圧し、２次側巻線４Ａ−２から出力交流電圧を出力するようになっている。なお、この場合の降圧の度合いは、１次側巻線４Ａ−１と２次側巻線４Ａ−２との巻数比（Ｎｂ／Ｎａ）によって定まる。

スイッチング回路４１Ｃは、高圧バッテリから出力される入力直流電圧Ｖin1 をほぼ矩形波状の単相交流電圧に変換する単相インバータ回路であり、駆動回路４３Ａから供給されるスイッチング信号（図示せず）によってそれぞれ駆動される２つのスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを接続してなるダブルフォーワード型のスイッチング回路である。スイッチング素子としては、例えば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。

スイッチング素子Ｓ１は１次側高圧ラインＬ１Ｈと１次側巻線４Ａ−１の他端との間に設けられ、スイッチング素子Ｓ２は１次側巻線４Ａ−１の一端と１次側低圧ラインＬ１Ｌとの間に設けられている。ダイオード素子Ｄ１は１次側高圧ラインＬ１Ｈと磁気素子４Ａの１次側巻線４Ａ−１の一端との間に設けられ、ダイオード素子Ｄ２は１次側巻線４Ａ−１の他端と１次側低圧ラインＬ１Ｌとの間に設けられている。

スイッチング回路４１Ｃでは、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオンすることにより、１次側高圧ラインＬ１Ｈから順にスイッチング素子Ｓ１、１次側巻線４Ａ−１およびスイッチング素子Ｓ２を通って１次側低圧ラインＬ１Ｌに至る第１の電流経路に電流が流れるようになっている。

整流平滑回路４２Ａは、一対のダイオードＤ３，Ｄ４と、チョークコイルＬ１と、平滑コンデンサＣ２を含んで構成されたフォーワード型の整流平滑回路である。ダイオードＤ３のアノードは２次側巻線４Ａ−２の一端に接続され、ダイオードＤ４のアノードは２次側巻線４Ａ−２の他端に接続されている。ダイオードＤ３，Ｄ４の各カソード同士は、互いに接続されると共に、接地ラインＬＧに接続されている。一対のダイオードＤ３，Ｄ４は、磁気素子４Ａの出力交流電圧の各半波期間を個別に整流して直流電圧を得るようになっている。

チョークコイルＬ１は、出力ラインＬＯに挿入配置されており、その一端はダイオードＤ４のアノードおよび磁気素子４Ａの２次側巻線４Ａ−２の一端の接続点に接続され、その他端は出力ラインＬＯの出力端子Ｔ３に接続されている。平滑コンデンサＣ２は、出力ラインＬＯの出力端子Ｔ３と接地ラインＬＧの出力端子Ｔ４との間に接続されている。チョークコイルＬ１および平滑コンデンサＣ２は、一対のダイオードＤ３，Ｄ４で整流された直流電圧を平滑化して出力直流電圧Ｖout1を生成し、これを出力端子Ｔ３，Ｔ４から低圧バッテリに給電するようになっている。

（電源装置４０Ｂ）
電源装置４０Ｂは、電源装置４０Ａの構成と対比すると、磁気素子４Ａの代わりに磁気素子４Ｂを備え、スイッチング回路４１Ｆの代わりにスイッチング回路４１Ａを備え、駆動回路４３Ａの代わりに、スイッチング回路４１Ａを駆動する駆動回路４３Ｂを備える点で相違する。そこで、以下、磁気素子４Ｂおよびスイッチング回路４１Ａについて説明する。

磁気素子４Ａは、巻数Ｎｃの１次側巻線４Ｂ−１および巻数Ｎｄの２次側巻線４Ｂ−２からなる、１入力１出力タイプのトランスコイルセットを磁芯１０に巻回したものである。この磁気素子４Ｂは、スイッチング回路４１Ａから入力された入力交流電圧を降圧し、２次側巻線４Ｂ−２から出力交流電圧を出力するようになっている。なお、この場合の降圧の度合いは、１次側巻線４Ｂ−１と２次側巻線４Ｂ−２との巻数比（Ｎｄ／Ｎｃ）によって定まる。

スイッチング回路４１Ａは、高圧バッテリから出力される入力直流電圧Ｖin2 をほぼ矩形波状の単相交流電圧に変換する単相インバータ回路であり、抵抗ＲおよびコンデンサＣ３を並列配置した回路と、ダイオードＤ３と、駆動回路４３Ｂから供給されるスイッチング信号（図示せず）によって駆動される１つのスイッチング素子Ｓ５とを直列配置してなるフォーワード型のスイッチング回路である。

抵抗ＲおよびコンデンサＣ３を並列配置した回路は、１次側高圧ラインＬ１Ｈおよび１次側巻線４Ｂ−１の一端の接続点と、ダイオードＤ３のアノードとの間に設けられている。ダイオードＤ３は、抵抗ＲおよびコンデンサＣ３を並列配置した回路と、磁気素子４Ｂの１次側巻線４Ｂ−１の他端およびスイッチング素子Ｓ５の接続点との間に設けられている。スイッチング素子Ｓ５は、ダイオードＤ３のカソードおよび磁気素子４Ｂの１次側巻線４Ｂ−１の他端の接続点と、１次側低圧ラインＬ１Ｌとの間に設けられている。

スイッチング回路４１Ａでは、スイッチング素子Ｓ５がオンすることにより、１次側高圧ラインＬ１Ｈから順に１次側巻線４Ｂ−１およびスイッチング素子Ｓ５を通って１次側低圧ラインＬ１Ｌに至る電流経路に電流が流れるようになっている。

（電源装置４０−１）
電源装置４０−１は、上述のように、電源装置４０Ａと電源装置４０Ｂとを並列に配置し、一部を共通化したものである。具体的には、図１１に示したように、磁気素子４と、スイッチング回路セット４１−１と、整流平滑回路セット４２−１と、スイッチング回路セット４１−１を駆動する駆動回路４３−１とを備えた１入力１出力タイプの電源装置である。

スイッチング回路セット４１−１は、電源装置４０Ａのスイッチング回路４１Ｃと電源装置４０Ｂのスイッチング回路４１Ａとを組み合わせて構成したものである。このスイッチング回路セット４１−１では、入力端子Ｔ１, Ｔ２および平滑コンデンサＣ１が共通化され、スイッチング回路４１Ｃおよびスイッチング回路４１Ａのそれぞれの入力が入力端子Ｔ１，Ｔ２に接続され、スイッチング回路４１Ｃの出力が一次側巻線４Ａ−１（入力中足コイル２１Ａ）に、スイッチング回路４１Ａの出力が一次側巻線４Ｂ−１（入力外足コイル２２Ａ）にそれぞれ接続されている。したがって、スイッチング回路セット４１−１は、１入力２出力型のスイッチング回路となっている。

整流平滑回路セット４２−１は、電源装置４０Ａの整流平滑回路４２Ａと電源装置４０Ｂの整流平滑回路４２Ａとを組み合わせて構成したものである。この整流平滑回路セット４２−１では、出力端子Ｔ３, Ｔ４と、チョークコイルＬ１と、平滑コンデンサＣ２とが共通化され、電源装置４０Ａの整流平滑回路４２Ａの入力が二次側巻線４Ａ−２（出力中足コイル２１Ｂ）に、電源装置４０Ｂの整流平滑回路４２Ａの入力が二次側巻線４Ｂ−２（出力外足コイル２２Ｂ）にそれぞれ接続され、一方、電源装置４０Ａおよび電源装置４０Ｂの整流平滑回路４２Ａのそれぞれの出力が出力端子Ｔ３，Ｔ４に接続されている。したがって、整流平滑回路セット４２−１は、２入力１出力型の整流平滑回路となっている。

磁気素子４は、磁気素子４Ａと磁気素子４Ｂとを組み合わせて構成したものである。この磁気素子４では、磁芯１０が共通化され、一次側巻線４Ａ−１（入力中足コイル２１Ａ）がスイッチング回路４１Ｆの出力に、一次側巻線４Ｂ−１（入力外足コイル２２Ａ）がスイッチング回路４１Ａの出力にそれぞれ接続され、一方、二次側巻線４Ａ−２（出力中足コイル２１Ｂ）が電源装置４０Ａの整流平滑回路４２Ａの入力に、二次側巻線４Ｂ−２（出力外足コイル２２Ｂ）が電源装置４０Ｂの整流平滑回路４２Ａの入力にそれぞれ接続されている。したがって、磁気素子４は、２入力２出力型のトランスとなっている。

また、中足側のトランスコイルセット（中足コイル２１）は、一次側巻線４Ａ−１（入力中足コイル２１Ａ）および二次側巻線４Ａ−２（出力中足コイル２１Ｂ）により構成され、一次側巻線４Ａ−１および二次側巻線４Ａ−２は、それぞれ、磁芯１０の中足部１０Ａに巻回されている。一方、外足側のトランスコイルセット（外足コイル２２）は、一次側巻線４Ｂ−１（入力外足コイル２２Ａ）および二次側巻線４Ｂ−２（出力外足コイル２２Ｂ）により構成され、一次側巻線４Ｂ−１および二次側巻線４Ｂ−２は、それぞれ、磁芯１０の第１外足部１０Ｂ−１から第２外足部１０Ｂ−２へかけて連続して巻回されている。

具体的には、一次側巻線４Ｂ−１は、第１外足コイル部４Ａ−１１と第２外足コイル部４Ａ−１２とを備え、外足コイル部４Ａ−１１が第１ループ磁路１０Ｃ−１の第１外足部１０Ｂ−１に、外足コイル部４Ａ−１２が第２ループ磁路１０Ｃ−２の第２外足部１０Ｂ−２にそれぞれ巻回されている。このとき、外足コイル部４Ａ−１１および外足コイル部４Ａ−１２の巻き方向が同極性方向であると共に、外足コイル部４Ａ−１１および外足コイル部４Ａ−１２の巻数が互いに等しくなっている。ここで、同極性方向とは、外足コイル部４Ａ−１１および外足コイル部４Ａ−１２を流れる電流によって第１外足部１０Ｂ−１および第２外足部１０Ｂ−２にそれぞれ生ずる磁束の方向が同一であることを指す。

なお、第１外足コイル部４Ａ−１１と第１外足コイル部４Ａ−１１が巻回されている第１外足部１０Ｂ−１とを合わせた物理的性質と、第２外足コイル部４Ａ−１２と第２外足コイル部４Ａ−１２が巻回されている第２外足部１０Ｂ−２とを合わせた物理的性質とは、中足側のトランスコイルセットとの関係において互いに同質であるものとする。

二次側巻線４Ｂ−２は、第１外足コイル部４Ｂ−２１と第２外足コイル部４Ｂ−２２とを備え、外足コイル部４Ｂ−２１が第１ループ磁路１０Ｃ−１の第１外足部１０Ｂ−１に、外足コイル部４Ｂ−２２が第２ループ磁路１０Ｃ−２の第２外足部１０Ｂ−２にそれぞれ巻回されている。このとき、外足コイル部４Ｂ−２１および外足コイル部４Ｂ−２２の巻き方向が同極性方向であると共に、外足コイル部４Ｂ−２１および外足コイル部４Ｂ−２２の巻数が互いに等しくなっている。ここで、同極性方向とは、外足コイル部４Ｂ−２１および外足コイル部４Ｂ−２２を流れる電流によって第１外足部１０Ｂ−１および第２外足部１０Ｂ−２にそれぞれ生ずる磁束の方向が同一であることを指す。

これにより、外足側のトランスコイルセットを流れる電流によって第１外足部１０Ｂ−１および第２外足部１０Ｂ−２にそれぞれ生ずる磁束は中足部１０Ａにおいて互いに相殺されるので、外足側のトランスコイルセットから中足側のトランスコイルセットに電圧が誘起されることは実質的にない。一方、中足側のトランスコイルセットを流れる電流によって第１外足部１０Ｂ−１および第２外足部１０Ｂ−２により構成されるループ磁路にそれぞれ生ずる磁束もそのループ磁路において互いに相殺されるので、中足側のトランスコイルセットから外足側のトランスコイルセットに電圧が誘起されることは実質的にない。これより、中足側のトランスコイルセットおよび外足側のトランスコイルセットは、共通の磁芯１０に巻回されているにも拘わらず、互いに影響を及ぼし合う虞はない。

このように、本適用例に係る電源装置４０−１によれば、中足側のトランスコイルセットおよび外足側のトランスコイルセットは、共通の磁芯１０に巻回されているにも拘わらず、互いに影響を及ぼし合うことがないので、中足側のトランスコイルセットおよび外足側のトランスコイルセットを用いて互いに独立した２つの入出力を行うことができる。

これにより、従来、互いに独立した２つの入出力を行う場合に入出力の数に応じて必要とされていた２つの磁芯１０を共通化することができ、その結果、磁芯１０の数および磁芯１０の占有するスペースを削減することができる。

また、上述のように、磁芯１０の他に、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２、チョークコイルＬ１、ダイオードＤ４、入力端子Ｔ１, Ｔ２および出力端子Ｔ３，Ｔ４も共通化することができるので、これらの部品点数を削減すると共に、これらの部品の占有するスペースを削減することができ、その結果、互いに独立した複数の電源装置４０Ａ，４０Ｂを設ける場合と比べて部品点数や占有面積の増加を抑制することができる。

また、中足側のトランスコイルセットの巻数比（Ｎｂ／Ｎａ）が、外足側のトランスコイルセットの巻数比（Ｎｄ／Ｎｃ）より大きくなるようにした場合であって、入力直流交流電圧（または入力直流電圧Ｖin1 ）が通常使用される電圧よりも大幅に低下したときは、巻数比が相対的に小さな中足側のトランスコイルセットから、巻数比が相対的に大きな外足側のトランスコイルセットに切り換えることにより、磁気素子４に入力される入力交流電圧（または入力直流電圧Ｖin1 ）の低下率よりも小さな低下率または低下率ゼロで磁気素子４から出力交流電圧（または出力直流電圧Ｖout1）を出力することが可能となる。

例えば、巻数比（Ｎｂ／Ｎａ）が１／５、巻数比（Ｎｄ／Ｎｃ）が１／２、電源装置４０−１に入力される入力直流電圧Ｖin1 の通常時の大きさが２００Ｖ、入力直流電圧Ｖin1 の異常時の大きさが８０Ｖの場合に、通常時に中足側のトランスコイルセットを用いると、電源装置４０−１から出力される出力直流電圧Ｖin1 は４０Ｖ（２００Ｖｘ１／５）となるが、異常時にそのまま中足側のトランスコイルセットを用いると、出力直流電圧Ｖout1は１６Ｖ（＝８０Ｖｘ１／５）に低下してしまい、低圧バッテリを４０Ｖに充電することができなくなってしまう。そこで、異常時に中足側のトランスコイルセットに代わって、外足側のトランスコイルセットを用いると、出力直流電圧Ｖout1は４０Ｖ（＝８０Ｖｘ１／２）を維持することができる。これにより、低圧バッテリを所定の電圧に充電することができる。

また、上記のように、通常時と異常時とで中足側のトランスコイルセットと外足側のトランスコイルセットとを交互に用いる他に、中足側のトランスコイルセットと外足側のトランスコイルセットとを同時に用いることもできる。

例えば、上記の例において、入力直流電圧Ｖin1 が２００Ｖから徐々に低下していくような異常状態において、スイスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２へ入力するスイッチング信号のデューティ比を大きくすることにより、入力直流電圧Ｖin1 を低下させることなく出力直流電圧Ｖout1を出力させている場合に、入力直流電圧Ｖin1 が所定の範囲内まで低下したときは、中足側のトランスコイルセットを介して出力される出力直流電圧Ｖout1の大きさと、外足側のトランスコイルセットを介して出力される出力直流電圧Ｖout2の大きさとが等しくなるように、スイスイッチング素子Ｓ５へ入力するスイッチング信号のデューティ比を調節すると共に、双方のトランスコイルセットを介して出力直流電圧Ｖout1，Ｖout2を出力する。そして、入力直流電圧Ｖin1 がさらに低下した場合には、中足側のトランスコイルセットからの出力を停止し、外足側のトランスコイルセットだけを用いて出力直流電圧Ｖout2を出力する。これにより、中足側のトランスコイルセット単体を用いた場合よりも、出力直流電圧の大きさを維持できる入力直流電圧Ｖin1 の範囲を広げることができる。

（電源装置４０−２）
電源装置４０−２は、電源装置４０−１と同様に、電源装置４０Ａと電源装置４０Ｂとを並列に配置し、一部を共通化したものであるが、電源装置４０−１と対比すると、図１２に示したように、電源装置４０Ａの整流平滑回路４２Ａと電源装置４０Ｂの整流平滑回路４２Ａとを組み合わせることなく別個に備え、個別の出力端子Ｔ３，Ｔ４およびＴ７，Ｔ８を備えている点で相違する。このように、電源装置４０−２は、１入力２出力タイプの電源装置である。

これにより、本適用例に係る電源装置４０−２では、整流平滑回路４２Ａおよび出力端子Ｔ３，Ｔ４の共通化による部品点数の削減や部品の占有スペースの削減の効果がない点以外は、電源装置４０−１と同様の作用・効果を有するが、個別の出力端子Ｔ３，Ｔ４およびＴ７，Ｔ８を備えるようにしたことにより、以下の効果を有する。

すなわち、例えば、中足側のトランスコイルセットの巻数比（Ｎｂ／Ｎａ）と、外足側のトランスコイルセットの巻数比（Ｎｄ／Ｎｃ）とが互いに異なるようにした場合は、１つの入力直流電圧Ｖin1 の入力により、互いに異なる大きさの出力直流電圧Ｖout1または出力直流電圧Ｖout2を出力端子Ｔ３，Ｔ４またはＴ７，Ｔ８から出力することが可能となる。

（電源装置４０−３）
電源装置４０−３は、電源装置４０−１と同様に、電源装置４０Ａと電源装置４０Ｂとを並列に配置し、一部を共通化したものであるが、電源装置４０−１と対比すると、図１３に示したように、電源装置４０Ｂのスイッチング回路４１Ａと整流平滑回路４２Ａとの位置関係が逆になっている、すなわち、電源装置４０Ａと電源装置４０Ｂとの入出力の方向が互いに異なる点で相違する。

このように、本適用例に係る電源装置４０−３では、電源装置４０Ｂのスイッチング回路４１Ａと整流平滑回路４２Ａとの位置関係を逆にして１入力１出力タイプの電源装置としたことにより、以下の作用・効果を有する。

すなわち、例えば、中足側のトランスコイルセットの巻数比（Ｎｂ／Ｎａ）が、外足側のトランスコイルセットの巻数比（Ｎｄ／Ｎｃ）と同一となるようにした場合であって、入力直流電圧（または入力直流電圧Ｖin1 ）が通常使用される電圧よりも大幅に低下したときは、中足側のトランスコイルセットから、外足側のトランスコイルセットに切り換えることにより、低圧バッテリに充電された電力を高圧バッテリに給電することが可能となる。

例えば、巻き数比（Ｎｂ／Ｎａ）が１／５、巻き数比（Ｎｄ／Ｎｃ）が１／５、入力直流電圧Ｖin1 の通常時の大きさが２００Ｖ、入力直流電圧Ｖin1 の異常時の大きさが８０Ｖの場合に、通常時に中足側のトランスコイルセットを用いると、出力直流電圧Ｖin1 は４０Ｖ（２００Ｖｘ１／５）となるが、異常時にそのまま中足側のトランスコイルセットを用いると、出力直流電圧Ｖout1は１６Ｖ（＝８０Ｖｘ１／５）に低下してしまい、高圧バッテリとして機能しなくなってしまう。そこで、異常時に中足側のトランスコイルセットに代わって、外足側のトランスコイルセットを用いて、低圧バッテリに充電された入力直流電圧Ｖin2 を出力端子Ｔ３，Ｔ４間に出力し、高圧バッテリが接続された入力端子Ｔ１，Ｔ２間に出力直流電圧Ｖout2（＝２００Ｖ＝４０Ｖｘ５）を出力する。これにより、高圧バッテリを所定の電圧にまで充電し、高圧バッテリの機能を回復させることができる。

［第２の適用例］
図１５ないし図１７は、上記第４の変形例に係る磁気素子５（２入力３出力タイプ）を用いた電源装置４０−４ないし４０−６の概略構成をそれぞれ表したものである。

これらの電源装置４０−４，４０−５，４０−６は、図１４（Ａ）に例示した電源装置４０Ｃと、図１４（Ｂ）に例示した電源装置４０Ｄとを並列に配置し、一部を共通化したものである。そこで、電源装置４０Ｃについて説明したのちに、電源装置４０−４，４０−５，４０−６について個別に説明する。なお、電源装置４０Ｄは電源装置４０Ｂの構成と実質的に同一であるので、この説明を省略する。

これらの電源装置４０Ｃ，４０Ｄ，４０−４，４０−５，４０−６は、高圧バッテリ（図示せず）から供給される高圧の入力直流電圧Ｖinを、より低い出力直流電圧Ｖout に変換して、低圧バッテリ（図示せず）に供給するＤＣ−ＤＣ変換器として機能するものであり、電源装置４０Ｃは、後述するようにセンタータップ型の電源装置であり、電源装置４０Ｄは、後述するようにフォーワード型の電源装置である。

（電源装置４０Ｃ）
電源装置４０Ｃは、磁気素子５Ａと、磁気素子５Ａの１次側に設けられたスイッチング回路４１Ｆおよび平滑コンデンサＣ１と、磁気素子５Ａの２次側に設けられた整流平滑回路４２Ｂと、スイッチング回路４１Ｆを駆動する駆動回路４３Ｃとを備える。

磁気素子５Ａは、巻数Ｎａの１次側巻線５Ａ−１、巻数Ｎｂの２次側巻線５Ａ−２および巻数Ｎｂの２次側巻線５Ａ−３からなる、１入力２出力タイプのトランスコイルセットを磁芯１０に巻回したものである。この磁気素子５Ａは、スイッチング回路４１Ｆから入力された入力交流電圧を降圧し、２次側巻線５Ａ−２，５Ａ−３から出力交流電圧を出力するようになっている。なお、この場合の降圧の度合いは、１次側巻線５Ａ−１と２次側巻線５Ａ−２との巻数比（Ｎｂ／Ｎａ）によって定まる。

スイッチング回路４１Ｆは、高圧バッテリから出力される入力直流電圧Ｖin1 をほぼ矩形波状の単相交流電圧に変換する単相インバータ回路であり、駆動回路４３Ｃから供給されるスイッチング信号（図示せず）によってそれぞれ駆動される４つのスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をフルブリッジ接続してなるフルブリッジ型のスイッチング回路である。スイッチング素子としては、例えば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。

スイッチング素子Ｓ１は１次側高圧ラインＬ１Ｈと磁気素子４Ａの１次側巻線４Ａ−１の一端との間に設けられ、スイッチング素子Ｓ２は１次側巻線４Ａ−１の他端と１次側低圧ラインＬ１Ｌとの間に設けられている。スイッチング素子Ｓ３は１次側高圧ラインＬ１Ｈと１次側巻線４Ａ−１の他端との間に設けられ、スイッチング素子Ｓ４は１次側巻線４Ａ−１の一端と１次側低圧ラインＬ１Ｌとの間に設けられている。

スイッチング回路４１Ｆでは、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオンすることにより、１次側高圧ラインＬ１Ｈから順にスイッチング素子Ｓ１、１次側巻線４Ａ−１およびスイッチング素子Ｓ２を通って１次側低圧ラインＬ１Ｌに至る第１の電流経路に電流が流れる一方、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４がオンすることにより、１次側高圧ラインＬ１Ｈから順にスイッチング素子Ｓ３、１次側巻線４Ａ−１およびスイッチング素子Ｓ４を通って１次側低圧ラインＬ１Ｌに至る第２の電流経路に電流が流れるようになっている。

整流平滑回路４２Ｂは、一対のダイオードＤ１，Ｄ２と、チョークコイルＬ１と、平滑コンデンサＣ２を含んで構成されたセンタータップ型の整流平滑回路である。ダイオードＤ１のアノードは２次側巻線５Ａ−３の一端に接続され、ダイオードＤ２のアノードは２次側巻線５Ａ−２の一端に接続されている。２次側巻線５Ａ−２の他端と２次側巻線５Ａ−３の他端とは、出力ラインＬＯに接続されている。なお、以下、その接続点を接続点Ｃとする。ダイオードＤ１，Ｄ２の各カソード同士は、互いに接続されると共に、接地ラインＬＧに接続されている。一対のダイオードＤ１，Ｄ２は、磁気素子４Ａの出力交流電圧の各半波期間を個別に整流して直流電圧を得るようになっている。

チョークコイルＬ１は、出力ラインＬＯに挿入配置されており、その一端は接続点Ｃに接続され、その他端は出力ラインＬＯの出力端子Ｔ３に接続されている。平滑コンデンサＣ２は、出力ラインＬＯの出力端子Ｔ３と接地ラインＬＧの出力端子Ｔ４との間に接続されている。チョークコイルＬ１および平滑コンデンサＣ２は、一対のダイオードＤ１，Ｄ２で整流された直流電圧を平滑化して出力直流電圧Ｖout1を生成し、これを出力端子Ｔ３，Ｔ４から低圧バッテリに給電するようになっている。

（電源装置４０−４）
電源装置４０−４は、上述のように、電源装置４０Ｃと電源装置４０Ｄとを並列に配置し、一部を共通化したものである。具体的には、図１５に示したように、磁気素子５と、スイッチング回路セット４１−２と、整流平滑回路セット４２−２と、駆動回路４３−１とを備えた１入力１出力タイプの電源装置である。

スイッチング回路セット４１−２は、電源装置４０Ｃのスイッチング回路４１Ｆと電源装置４０Ｄのスイッチング回路４１Ａとを組み合わせて構成したものである。このスイッチング回路セット４１−２では、入力端子Ｔ１, Ｔ２および平滑コンデンサＣ１が共通化され、スイッチング回路４１Ｆおよびスイッチング回路４１Ａのそれぞれの入力が入力端子Ｔ１，Ｔ２に接続され、スイッチング回路４１Ｆの出力が一次側巻線４Ａ−１（入力中足コイル２１Ａ）に、スイッチング回路４１Ａの出力が一次側巻線４Ｂ−１（入力外足コイル２２Ａ）にそれぞれ接続されている。したがって、スイッチング回路セット４１−２は、１入力２出力型のスイッチング回路となっている。

整流平滑回路セット４２−２は、整流平滑回路４２Ｂと整流平滑回路４２Ａとを組み合わせて構成したものである。この整流平滑回路セット４２−２では、出力端子Ｔ３, Ｔ４と、チョークコイルＬ１と、平滑コンデンサＣ２とが共通化され、整流平滑回路４２Ｂの入力が二次側巻線５Ａ−２（出力中足コイル３１Ｂ）および二次側巻線５Ａ−３（出力中足コイル３１Ｃ）に、整流平滑回路４２Ａの入力が二次側巻線５Ｂ−２（出力外足コイル３２Ｂ）にそれぞれ接続され、一方、整流平滑回路４２Ｂおよび整流平滑回路４２Ａのそれぞれの出力が出力端子Ｔ３，Ｔ４に接続されている。したがって、整流平滑回路セット４２−２は、３入力１出力型の整流平滑回路となっている。

磁気素子５は、磁気素子５Ａと磁気素子５Ｂとを組み合わせて構成したものである。この磁気素子５では、磁芯１０が共通化され、一次側巻線５Ａ−１（入力中足コイル３１Ａ）がスイッチング回路４１Ｆの出力に、一次側巻線５Ｂ−１（入力外足コイル３２Ａ）がスイッチング回路４１Ａの出力にそれぞれ接続され、一方、二次側巻線４Ａ−２（出力中足コイル３１Ｂ）および二次側巻線５Ａ−３（出力中足コイル３１Ｃ）が整流平滑回路４２Ｂの入力に、二次側巻線５Ｂ−２（出力外足コイル３２Ｂ）が整流平滑回路４２Ａの入力にそれぞれ接続されている。したがって、磁気素子５は、２入力３出力型のトランスとなっている。

また、中足側のトランスコイルセット（中足コイル３１）は、一次側巻線５Ａ−１（入力中足コイル３１Ａ）、二次側巻線５Ａ−２（出力中足コイル３１Ｂ）および二次側巻線５Ａ−３（出力中足コイル３１Ｃ）により構成され、一次側巻線５Ａ−１、二次側巻線５Ａ−２および二次側巻線５Ａ−３は、それぞれ、磁芯１０の中足部１０Ａに巻回されている。一方、外足側のトランスコイルセット（外足コイル３２）は、一次側巻線５Ｂ−１（入力外足コイル３２Ａ）および二次側巻線５Ｂ−２（出力外足コイル３２Ｂ）により構成され、一次側巻線５Ｂ−１および二次側巻線５Ｂ−２は、それぞれ、磁芯１０の第１外足部１０Ｂ−１から第２外足部１０Ｂ−２へかけて連続して巻回されている。

具体的には、二次側巻線５Ａ−２および二次側巻線５Ａ−３は、中足部１０Ａに、巻き方向が互いに同極性方向となるように、かつ、巻数が互いに等しくなるようにそれぞれ巻回されると共に、直列に接続されている。ここで、同極性方向とは、上記二次側巻線５Ａ−２および二次側巻線５Ａ−３を流れる電流によって中足部１０Ａにそれぞれ生ずる磁束の方向が互いに同一であることを指す。なお、一次側巻線５Ｂ−１および二次側巻線５Ｂ−２は、電源装置４０−１の一次側巻線４Ｂ−１および二次側巻線４Ｂ−２と同様の構成を有する。

したがって、本適用例に係る電源装置４０−４は、上記電源装置４０−１と同様の作用・効果を有する。

（電源装置４０−５）
電源装置４０−５は、電源装置４０−４と同様に、電源装置４０Ｃと電源装置４０Ｄとを並列に配置し、一部を共通化したものであるが、電源装置４０−４と対比すると、図１６に示したように、電源装置４０−２と同様、電源装置４０Ｃの整流平滑回路４２Ｂと電源装置４０Ｂの整流平滑回路４２Ａとを組み合わせることなく別個に備え、個別の出力端子Ｔ３，Ｔ４およびＴ７，Ｔ８を備えている点で相違する。したがって、電源装置４０−４は、電源装置４０−２と同様の作用・効果を有する。

（電源装置４０−６）
電源装置４０−６は、電源装置４０−４と同様に、電源装置４０Ｃと電源装置４０Ｄとを並列に配置し、一部を共通化したものであるが、電源装置４０−４と対比すると、図１７に示したように、電源装置４０−３と同様、電源装置４０Ｄのスイッチング回路４１Ａと整流平滑回路４２Ａとの位置関係が逆になる、すなわち、電源装置４０Ｃと電源装置４０Ｄとの入出力の方向が互いに異なる点で相違する。このように、本適用例に係る電源装置４０−３は、電源装置４０Ｂのスイッチング回路４１Ａと整流平滑回路４２Ａとの位置関係を逆にして１入力１出力タイプの電源装置としたことにより、電源装置４０−３と同様の作用・効果を有する。

［第３の適用例］
図１９は、上記第４の変形例に係る磁気素子５（２入力３出力タイプ）を用いた電源装置４０−７の概略構成を表したものである。

この電源装置４０−７は、図１８（Ａ）に例示した電源装置４０Ｅと、図１８（Ｂ）に例示した電源装置４０Ｄとを並列に配置し、一部を共通化したものである。なお、電源装置４０Ｄは、すでに上で説明してあるので、以下、その説明を省略し、電源装置４０Ｅおよび電源装置４０−７について説明する。

（電源装置４０Ｅ）
電源装置４０Ｅは、磁気素子５Ａと、磁気素子５Ａの１次側に設けられたスイッチング回路４１Ｆおよび平滑コンデンサＣ１と、磁気素子５Ａの２次側に設けられた整流平滑回路４２Ｄと、駆動回路４３Ｃとを備える。したがって、電源装置４０Ｅは、電源装置４０Ｃと対比すると、整流平滑回路４２Ｂの代わりに整流平滑回路４２Ｄを備える点で相違する。そこで、以下、整流平滑回路４２Ｄについて説明する。

整流平滑回路４２Ｄは、一対のダイオードＤ１，Ｄ２と、チョークコイルＬ１と、平滑コンデンサＣ２を含んで構成されたプッシュプル型の整流平滑回路である。ダイオードＤ１のアノードは２次側巻線５Ａ−２の一端に接続され、ダイオードＤ２のアノードは２次側巻線５Ａ−３の一端に接続されている。２次側巻線５Ａ−２の他端および２次側巻線５Ａ−３の他端はそれぞれ出力ラインＬＯに接続されている。ダイオードＤ１，Ｄ２の各カソード同士は、互いに接続されると共に、接地ラインＬＧに接続されている。一対のダイオードＤ１，Ｄ２は、磁気素子５Ａの出力交流電圧の各半波期間を個別に整流して直流電圧を得るようになっている。

チョークコイルＬ１は、出力ラインＬＯに挿入配置されており、その一端は２次側巻線５Ａ−２の他端および２次側巻線５Ａ−３の他端に接続され、その他端は出力ラインＬＯの出力端子Ｔ３に接続されている。平滑コンデンサＣ２は、出力ラインＬＯの出力端子Ｔ３と接地ラインＬＧの出力端子Ｔ４との間に接続されている。チョークコイルＬ１および平滑コンデンサＣ２は、一対のダイオードＤ１，Ｄ２で整流された直流電圧を平滑化して出力直流電圧Ｖout1を生成し、これを出力端子Ｔ３，Ｔ４から低圧バッテリに給電するようになっている。

（電源装置４０−７）
電源装置４０−７は、上述のように、電源装置４０Ｅと電源装置４０Ｄとを並列に配置し、一部を共通化したものである。具体的には、図１９に示したように、磁気素子５と、スイッチング回路セット４１−２と、整流平滑回路セット４２−３と、駆動回路４３−１とを備えた１入力１出力タイプの電源装置である。なお、磁気素子５と、スイッチング回路セット４１−２と、駆動回路４３−１とは、電源装置４０−４の構成要素と同一であるので、以下、これらの説明を省略する。

整流平滑回路セット４２−３は、整流平滑回路４２Ｄと整流平滑回路４２Ａとを組み合わせて構成したものである。この整流平滑回路セット４２−３では、出力端子Ｔ３, Ｔ４と、チョークコイルＬ１と、平滑コンデンサＣ２とが共通化され、整流平滑回路４２Ｄの入力が二次側巻線５Ａ−２（出力中足コイル３１Ｂ）および二次側巻線５Ａ−３（出力中足コイル３１Ｃ）に、整流平滑回路４２Ａの入力が二次側巻線５Ｂ−２（出力外足コイル３２Ｂ）にそれぞれ接続され、一方、整流平滑回路４２Ｄおよび整流平滑回路４２Ａのそれぞれの出力が出力端子Ｔ３，Ｔ４に接続されている。したがって、整流平滑回路セット４２−３は、電源装置４０−４の整流平滑回路セット４２−２と同様、３入力１出力型の整流平滑回路となっている。

したがって、本適用例に係る電源装置４０−７は、上記電源装置４０−４と同様の作用・効果を有する。

［第４の適用例］
図２１は、上記第６の変形例に係る磁気素子７（２入力４出力タイプ）を用いた電源装置４０−８の概略構成を表したものである。

この電源装置４０−８は、図２０（Ａ）に例示した電源装置４０Ｆと、図２０（Ｂ）に例示した電源装置４０Ｇとを並列に配置し、一部を共通化したものである。なお、電源装置４０Ｆおよび電源装置４０Ｇは、電源装置４０Ｃと実質的に同一の構成であるので、これらの説明を省略し、以下、電源装置４０−８について説明する。

（電源装置４０−８）
電源装置４０−８は、上述のように、電源装置４０Ｆと電源装置４０Ｇとを並列に配置し、一部を共通化したものである。具体的には、図２１に示したように、磁気素子７と、スイッチング回路セット４１−３と、整流平滑回路セット４２−４と、スイッチング回路セット４１−３を駆動する駆動回路４３−２とを備えた１入力１出力タイプの電源装置である。

スイッチング回路セット４１−３は、電源装置４０Ｆのスイッチング回路４１Ｆと電源装置４０Ｇのスイッチング回路４１Ｆとを組み合わせて構成したものである。このスイッチング回路セット４１−２では、入力端子Ｔ１, Ｔ２、平滑コンデンサＣ１およびスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４が共通化され、電源装置４０Ｆのスイッチング回路４１Ｆおよび電源装置４０Ｇのスイッチング回路４１Ｆのそれぞれの入力が入力端子Ｔ１，Ｔ２に接続され、電源装置４０Ｆのスイッチング回路４１Ｆの出力が一次側巻線７Ａ−１（入力中足コイル３１Ａ）に、電源装置４０Ｇのスイッチング回路４１Ｆの出力が一次側巻線７Ｂ−１（入力外足コイル３２Ａ）にそれぞれ接続されている。したがって、スイッチング回路セット４１−３は、１入力２出力型のスイッチング回路となっている。

整流平滑回路セット４２−４は、電源装置４０Ｆの整流平滑回路４２Ｂと電源装置４０Ｇの整流平滑回路４２Ｂとを組み合わせて構成したものである。この整流平滑回路セット４２−４では、出力端子Ｔ３, Ｔ４と、チョークコイルＬ１と、平滑コンデンサＣ２とが共通化され、電源装置４０Ｆの整流平滑回路４２Ｂの入力が二次側巻線７Ａ−２（出力中足コイル３１Ｂ）および二次側巻線７Ａ−３（出力中足コイル３１Ｃ）に、電源装置４０Ｇの整流平滑回路４２Ｂの入力が二次側巻線７Ｂ−２（出力外足コイル３２Ｂ）および二次側巻線７Ｂ−３（出力外足コイル３２Ｃ）にそれぞれ接続され、一方、電源装置４０Ｆおよび電源装置４０Ｇの整流平滑回路４２Ｂのそれぞれの出力が出力端子Ｔ３，Ｔ４に接続されている。したがって、整流平滑回路セット４２−４は、４入力１出力型の整流平滑回路となっている。

磁気素子７は、磁気素子７Ａと磁気素子７Ｂとを組み合わせて構成したものである。この磁気素子７では、磁芯１０が共通化され、一次側巻線７Ａ−１（入力中足コイル３１Ａ）が電源装置４０Ｆのスイッチング回路４１Ｆの出力に、一次側巻線７Ｂ−１（入力外足コイル３２Ａ）が電源装置４０Ｇのスイッチング回路４１Ｆの出力にそれぞれ接続され、一方、二次側巻線７Ａ−２（出力中足コイル３１Ｂ）および二次側巻線７Ａ−３（出力中足コイル３１Ｃ）が電源装置４０Ｆの整流平滑回路４２Ｂの入力に、二次側巻線７Ｂ−２（出力外足コイル３２Ｂ）および二次側巻線７Ｂ−３（出力外足コイル３２Ｃ）が電源装置４０Ｆの整流平滑回路４２Ｂの入力にそれぞれ接続されている。したがって、磁気素子７は、２入力４出力型のトランスとなっている。

また、中足側のトランスコイルセット（中足コイル３１）は、一次側巻線７Ａ−１（入力中足コイル３１Ａ）、二次側巻線７Ａ−２（出力中足コイル３１Ｂ）および二次側巻線７Ａ−３（出力中足コイル３１Ｃ）により構成され、磁芯１０の中足部１０Ａに巻回されている。一方、外足側のトランスコイルセット（外足コイル３２）は、一次側巻線７Ｂ−１（入力外足コイル３２Ａ）、二次側巻線７Ｂ−２（出力外足コイル３２Ｂ）および二次側巻線７Ｂ−３（出力外足コイル３２Ｃ）により構成され、磁芯１０の第１外足部１０Ｂ−１から第２外足部１０Ｂ−２へかけて連続して巻回されている。

具体的には、二次側巻線７Ａ−２および二次側巻線７Ａ−３は、電源装置４０−４の二次側巻線５Ａ−２および二次側巻線５Ａ−３と同様の構成を有し、一次側巻線７Ｂ−１および二次側巻線７Ｂ−２は、電源装置４０−１の一次側巻線４Ｂ−１および二次側巻線４Ｂ−２と同様の構成を有する。したがって、本適用例に係る電源装置４０−８は、上記電源装置４０−１と同様の作用・効果を有する。

［第５の適用例］
図２２は、上記第６の変形例に係る磁気素子７（２入力４出力タイプ）を用いた駆動回路４３Ｃの概略構成を表したものである。図２３（Ａ）〜（Ｆ）は、磁気素子７に入力される入力交流電圧ｆ１，ｆ２と、磁気素子７から出力される出力交流電圧ｇ１〜ｇ４との波形図を表したものである。

この駆動回路４３Ｃは、磁気素子７と、パルス発生回路５０とを備えている。パルス発生回路５０は、電源装置４０Ｅの出力端子Ｔ３，Ｔ４と、磁気素子７の一次側巻線７Ａ−１（入力中足コイル３１Ａ）と、一次側巻線７Ｂ−１（入力外足コイル３２Ａ）とにそれぞれ接続されており、出力端子Ｔ３，Ｔ４から出力される出力直流電圧Ｖout1によって駆動されると共に、図２３（Ａ）（Ｂ）に示したように、磁気素子７に入力交流電圧ｆ１，ｆ２の２つの入力交流電圧を入力するようになっている。また、磁気素子７は、パルス発生回路５０と、電源装置４０Ｅのスイッチング回路４１Ｆとにそれぞれ接続されており、パルス発生回路５０から入力された入力交流電圧ｆ１，ｆ２の２つの入力交流電圧を、図２３（Ｃ）ないし（Ｆ）に示したように、出力交流電圧ｇ１（ｇ１ｐ−ｇ１ｎ），ｇ２（ｇ２ｐ−ｇ２ｎ），ｇ３（ｇ３ｐ−ｇ３ｎ），ｇ４（ｇ４ｐ−ｇ４ｎ）の４つの出力交流電圧に変換する、２入力４出力タイプの信号伝送用パルストランスとしての機能を有する。

このように、本適用例に係る駆動回路４３Ｃによれば、出力端子Ｔ３，Ｔ４から出力される出力直流電圧Ｖout1によって駆動されると共に、絶縁型の磁気素子７を介して電源装置４０Ｅのスイッチング回路４１Ｆに出力交流電圧ｇ１〜ｇ４を出力するようにしたので、電源装置４０Ｅの入力端子Ｔ１，Ｔ２からサージ電圧などの過電圧が入力された場合であっても、駆動回路４３Ｃを介して電源装置４０Ｅのスイッチング回路４１Ｆと整流平滑回路４２Ａとが短絡する虞がない。また、駆動回路４３Ｃは、磁気素子７と同様の作用・効果を有する。

以上、複数の実施の形態および複数の適用例を挙げて本発明を説明したが、本発明は、これらに限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態では、中足コイル１１および外足コイル１２は、それぞれ、１入力１出力タイプまたは１入力２出力タイプであったが、その他の入出力タイプであってもよい。

また、上記実施の形態では、ループ磁路が２個（第１外足部１０Ｂ−１および第２外足部１０Ｂ−２）設けられていたが、３個以上設けられていてもよい。特に、２ｎ（ｎは正の整数）個設けられている場合には、外足コイル１２，２２，３２を最大ｎ個設けることができる。このとき、磁気素子全体としての入出力は、（ｎ＋１）入力（ｎ＋１以上の整数）出力となる。なお、ループ磁路が３個以上設けられている場合には、外足コイル１２，２２，３２の巻回されていない第ｊ外足部１０Ｂ−ｊ（ｊは正の整数）が存在していてもよい。

また、上記適用例では、スイッチング回路は、図２６（Ａ），（Ｃ），（Ｆ）に例示したような、フォーワード型４１Ａやダブルフォーワード型４１Ｃ、フルブリッジ型４１Ｆであったが、図２６（Ｂ），（Ｄ），（Ｅ）に例示したような、リセット巻線付きフォーワード型４１Ｂ、プッシュプル型４１Ｄおよびハーフブリッジ型４１Ｅなどであってもよい。また、整流平滑回路は、図２７（Ａ），（Ｂ）に例示したような、フォーワード型４２Ａやセンタータップ型４２Ｂであったが、図２７（Ｃ），（Ｄ）に例示したような、カレントダブラ型４２Ｃおよびフルブリッジ型４２Ｄなどであってもよい。

本発明の一実施の形態に係る磁気素子の構成を表す回路図である。 図１の磁気素子内の磁束の流れについて説明するための概念図である。 図１の磁芯の変形例の構成を表す概略図である。 第１の変形例に係る磁気素子の構成を表す回路図である。 第２の変形例に係る磁気素子の構成を表す回路図である。 第３の変形例に係る磁気素子の構成を表す回路図である。 第４の変形例に係る磁気素子の構成を表す回路図である。 第５の変形例に係る磁気素子の構成を表す回路図である。 第６の変形例に係る磁気素子の構成を表す回路図である。 図４の磁気素子の適用例に係る電源装置を説明するための回路図である。 図４の磁気素子の適用例に係る電源装置の構成を表す回路図である。 図４の磁気素子の適用例に係る電源装置の他の構成を表す回路図である。 図４の磁気素子の適用例に係る電源装置の他の構成を表す回路図である。 図５の磁気素子の適用例に係る電源装置を説明するための回路図である。 図５の磁気素子の適用例に係る電源装置の構成を表す回路図である。 図５の磁気素子の適用例に係る電源装置の他の構成を表す回路図である。 図５の磁気素子の適用例に係る電源装置の他の構成を表す回路図である。 図５の磁気素子の他の適用例に係る電源装置を説明するための回路図である。 図５の磁気素子の他の適用例に係る電源装置の構成を表す回路図である。 図７の磁気素子の適用例に係る電源装置を説明するための回路図である。 図７の磁気素子の適用例に係る電源装置の構成を表す回路図である。 図７の磁気素子の適用例に係る駆動回路の構成を表す回路図である。 図２６の駆動回路の入力交流電圧および出力交流電圧の波形図である。 スイッチング回路の回路図である。 整流平滑回路の回路図である。

符号の説明

１，２，３，４，４Ａ，４Ｂ，５，５Ａ，５Ｂ，６，７，７Ａ，７Ｂ…磁気素子、４Ａ−１，４Ｂ−１，５Ａ−１，５Ｂ−１，７Ａ−１，７Ｂ−１…一次側巻線、４Ａ−２，４Ｂ−２，５Ａ−２，５Ｂ−２，７Ａ−２，７Ｂ−２…二次側巻線、１０…磁芯、１０Ａ…中足部、１０Ｂ−１…第１外足部、１０Ｂ−２…第２外足部、１０Ｃ−１…第１ループ磁路、１０Ｃ−２…第２ループ磁路、１１，２１，３１…中足コイル、１２，２２，３２…外足コイル、１２−１，２２Ａ−１，２２Ｂ−１，３２Ａ−１，３２Ｂ−１，３２Ｃ−１…第１外足コイル部、１２−２，２２Ａ−２，２２Ｂ−２，３２Ａ−２，３２Ｂ−２，３２Ｃ−２…第２外足コイル部、２１Ａ，３１Ａ…入力中足コイル、２１Ｂ，３１Ｂ…出力中足コイル、２２Ａ，３２Ａ…入力外足コイル、２２Ｂ，３２Ｂ，３２Ｃ…出力外足コイル、４０−１，４０−２，４０−３，４０−４，４０−５，４０−６，４０−７，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅ，４０Ｆ，４０Ｇ…電源装置、４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆ…スイッチング回路、４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅ…整流平滑回路、４１−１，４１−２，４１−３…スイッチング回路セット、４２−１，４２−２，４２−３，４２−４…整流平滑回路セット、４３−１，４３−２，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ…駆動回路、５０…パルス発生回路、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５…スイッチング素子、Ｃ１，Ｃ２…平滑コンデンサ、Ｃ３…コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４…ダイオード、Ｌ１…チョークコイル、Ｒ…抵抗、Ｌ１Ｈ…１次側高圧ライン、Ｌ１Ｌ…１次側低圧ライン、ＬＯ…出力ライン、ＬＧ…接地ライン、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ５，Ｔ６…入力端子、Ｔ３，Ｔ４，Ｔ７，Ｔ８…出力端子、Ｖin1 ，Ｖin2 …入力直流電圧、Ｖout1，Ｖout2…出力直流電圧。

Claims (8)

1. 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と、
   前記中足部に巻回された中足コイルと、
   前記外足部に巻回された外足コイルと
   を備え、
   前記外足コイルは、一のループ磁路の外足部に巻回された第１外足コイル部と、他の一のループ磁路の外足部に巻回された第２外足コイル部とを直列に接続してなり、
   前記第１および第２外足コイル部の巻き方向が同極性方向であると共に、前記第１および第２外足コイル部の巻数が互いに等しく、
   前記外足コイルは、この外足コイルを流れる電流によって前記複数の外足部にそれぞれ生ずる磁束が前記中足部において互いに相殺し合うような態様で前記外足部に巻回されており、
   前記中足コイルは、
   第１の入力パルス信号電圧が入力される入力中足コイルと、
   前記第１の入力パルス信号電圧に応じた第１および第２の出力パルス信号電圧をそれぞれ出力する第１および第２の出力中足コイルと
   を含み、
   前記外足コイルは、
   第２の入力パルス信号電圧が入力される入力外足コイルと、
   前記第２の入力パルス信号電圧に応じた第３および第４の出力パルス信号電圧をそれぞれ出力する第１および第２の出力外足コイルと
   を含み、
   前記入力外足コイルならびに前記第１および第２の出力外足コイルは、それぞれ、一のループ磁路の外足部に巻回された第１外足コイル部と、他の一のループ磁路の外足部に巻回された第２外足コイル部とを直列に接続してなり、
   前記第１および第２外足コイル部の巻き方向が同極性方向であると共に、前記第１および第２外足コイル部の巻数が互いに等しく、
   前記入力外足コイルは、この外足コイルを流れる電流によって前記複数の外足部にそれぞれ生ずる磁束が前記中足部において互いに相殺し合うような態様で前記外足部に巻回され、
   前記第１の出力外足コイルは、この第１の出力外足コイルを流れる電流によって前記複数の外足部にそれぞれ生ずる磁束が前記中足部において互いに相殺し合うような態様で前記外足部に巻回され、
   前記第２の出力外足コイルは、この第２の出力外足コイルを流れる電流によって前記複数の外足部にそれぞれ生ずる磁束が前記中足部において互いに相殺し合うような態様で前記外足部に巻回されている
   ことを特徴とする磁気素子。
2. 第１および第２の入力交流電圧をそれぞれ変圧して第１および第２の出力交流電圧として出力する磁気素子と、
   前記第１および第２の出力交流電圧をそれぞれ整流して平滑化する整流平滑回路と
   を備え、
   前記磁気素子は、
   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と、
   前記中足部に巻回され、前記第１の入力交流電圧が入力される入力中足コイルと、
   前記中足部に巻回され、前記第１の出力交流電圧を出力する出力中足コイルと、
   前記外足部に巻回され、前記第２の入力交流電圧が入力される入力外足コイルと、
   前記外足部に巻回され、前記第２の出力交流電圧を出力する出力外足コイルと、
   を備え、
   前記入力外足コイルは、それぞれ、一のループ磁路の外足部に巻回された第１の入力外足コイル部と、他の一のループ磁路の外足部に巻回された第２の入力外足コイル部とを直列に接続してなり、
   前記出力外足コイルは、それぞれ、一のループ磁路の外足部に巻回された第１の出力外足コイル部と、他の一のループ磁路の外足部に巻回された第２の出力外足コイル部とを直列に接続してなり、
   前記第１および第２の入力外足コイル部の巻き方向が同極性方向であると共に、前記第１および第２の入力外足コイル部の巻数が互いに等しく、かつ、
   前記第１および第２の出力外足コイル部の巻き方向が同極性方向であると共に、前記第１および第２の出力外足コイル部の巻数が互いに等しく、
   前記入力外足コイルは、この入力外足コイルを流れる電流によって前記複数の外足部にそれぞれ生ずる磁束が前記中足部において互いに相殺し合うような態様で前記外足部に巻回され、かつ、
   前記出力外足コイルは、この出力外足コイルを流れる電流によって前記複数の外足部にそれぞれ生ずる磁束が前記中足部において互いに相殺し合うような態様で前記外足部に巻回されている
   ことを特徴とする電源装置。
3. 前記入力中足コイルと前記出力中足コイルとの巻き数比は、前記入力外足コイルと前記出力外足コイルとの巻き数比と異なる
   ことを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
4. 直流入力電圧をスイッチングして前記第１および第２の入力交流電圧をそれぞれ生成する第１および第２のスイッチング回路をさらに備えた
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電源装置。
5. 前記出力中足コイルの両端と前記出力外足コイルの両端とは、互いに並列に前記整流平滑回路に接続されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
6. 前記第１および第２のスイッチング回路を並行して駆動する駆動回路を備えた
   ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電源装置。
7. 前記第１および第２のスイッチング回路を選択的に切り換えて一方を駆動する駆動回路を備えた
   ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電源装置。
8. 直流入力電圧をスイッチングして入力交流電圧を生成するフルブリッジ型のスイッチング回路と、
   前記入力交流電圧を変圧して出力交流電圧として出力する磁気素子と、
   前記出力交流電圧をそれぞれ整流して平滑化する整流平滑回路と、
   前記スイッチング回路に供給されるパルス電圧を生成するパルス生成回路を含んで構成され、前記磁気素子から出力される前記第１ないし第４の出力パルス信号電圧によって前記スイッチング回路を駆動する駆動回路と
   を備え、
   前記磁気素子は、
   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と、
   前記中足部に巻回された中足コイルと、
   前記外足部に巻回された外足コイルと
   を備え、
   前記外足コイルは、一のループ磁路の外足部に巻回された第１外足コイル部と、他の一のループ磁路の外足部に巻回された第２外足コイル部とを直列に接続してなり、
   前記第１および第２外足コイル部の巻き方向が同極性方向であると共に、前記第１および第２外足コイル部の巻数が互いに等しく、
   前記外足コイルは、この外足コイルを流れる電流によって前記複数の外足部にそれぞれ生ずる磁束が前記中足部において互いに相殺し合うような態様で前記外足部に巻回されており、
   前記中足コイルは、
   第１の入力パルス信号電圧が入力される入力中足コイルと、
   前記第１の入力パルス信号電圧に応じた第１および第２の出力パルス信号電圧をそれぞれ出力する第１および第２の出力中足コイルと
   を含み、
   前記外足コイルは、
   第２の入力パルス信号電圧が入力される入力外足コイルと、
   前記第２の入力パルス信号電圧に応じた第３および第４の出力パルス信号電圧をそれぞれ出力する第１および第２の出力外足コイルと
   を含み、
   前記入力外足コイルならびに前記第１および第２の出力外足コイルは、それぞれ、一のループ磁路の外足部に巻回された第１外足コイル部と、他の一のループ磁路の外足部に巻回された第２外足コイル部とを直列に接続してなり、
   前記第１および第２外足コイル部の巻き方向が同極性方向であると共に、前記第１および第２外足コイル部の巻数が互いに等しく、
   前記入力外足コイルは、この外足コイルを流れる電流によって前記複数の外足部にそれぞれ生ずる磁束が前記中足部において互いに相殺し合うような態様で前記外足部に巻回され、
   前記第１の出力外足コイルは、この第１の出力外足コイルを流れる電流によって前記複数の外足部にそれぞれ生ずる磁束が前記中足部において互いに相殺し合うような態様で前記外足部に巻回され、
   前記第２の出力外足コイルは、この第２の出力外足コイルを流れる電流によって前記複数の外足部にそれぞれ生ずる磁束が前記中足部において互いに相殺し合うような態様で前記外足部に巻回されている
   ことを特徴とする電源装置。

Images