开关电源装置的制作方法

1.本公开涉及一种开关电源装置。


背景技术：

2.以往，作为开关电源装置的一种，使用将所赋予的直流电压电力变换为期望的直流电压的dc
‑
dc转换器。特别是，在要求安全性的产业用、车载用或者医疗用等的设备中，为了防止漏电和触电，使用通过变压器将dc
‑
dc转换器的输入侧与输出侧绝缘的绝缘型dc
‑
dc转换器。
3.专利文献1公开了一种开关电源电路，具备：全桥型的开关电路，其通过开关动作来将直流电压转换为具有规定的频率的交流电压；以及变压器，其将通过开关动作而得到的交流电压转换为规定的电压值。在开关电路与变压器之间，设置有由电容器和线圈形成的、与变压器的初级绕组的两端分别串联连接的多个谐振电路。专利文献1的开关电源电路构成llc谐振方式的绝缘型dc
‑
dc转换器。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2004
‑
040923号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的问题
8.专利文献1公开了以下内容：将多个谐振电路分别串联连接于变压器的初级绕组的两端，来使变压器的初级绕组中的电压波形对称，由此使被输入到变压器的初级绕组的共模电压相互抵消。换言之，在专利文献1中，通过使连接于变压器的初级绕组的一端的电路元件的特性与连接于另一端的电路元件的特性对称，来试着降低共模噪声。然而，即使构成为电路元件的特性对称，有时也会因电路元件与其它导体部(接地导体和/或壳体等)之间的寄生电容(在本说明书中也称为“接地电容”)等而产生电路的非对称性。有时因这种电路的非对称性而产生共模噪声。因而，寻求一种不易产生因接地电容导致的共模噪声的开关电源装置。
9.本公开的目的在于提供一种不易产生因接地电容导致的共模噪声的开关电源装置。
10.用于解决问题的方案
11.根据本公开的一个方式所涉及的开关电源装置，具备：开关电路，其包括构成桥电路的多个开关元件；以及至少2个的偶数个变压器，在该开关电源装置中，
12.所述至少2个的偶数个变压器包括第一变压器和第二变压器，所述第一变压器和所述第二变压器各自具备芯、具有第一端子和第二端子的初级绕组、以及具有第三端子和第四端子的次级绕组，其中，所述第一变压器的所述芯与所述第二变压器的所述芯具有彼此相同的形状，所述第一变压器的所述初级绕组与所述第二变压器的所述初级绕组在所述
芯的周围具有彼此相同的配置，所述第一变压器的所述次级绕组与所述第二变压器的所述次级绕组在所述芯的周围具有彼此相同的配置，
13.所述第一变压器的初级绕组与所述第二变压器的初级绕组以如下方式相互连接：在从所述第一变压器的所述第一端子向所述第一变压器的所述第二端子流通电流时，从所述第二变压器的所述第二端子向所述第二变压器的所述第一端子流通电流，
14.所述第一变压器的次级绕组与所述第二变压器的次级绕组以如下方式相互连接：在从所述第一变压器的所述第三端子向所述第一变压器的所述第四端子流通电流时，从所述第二变压器的所述第四端子向所述第二变压器的所述第三端子流通电流。
15.发明的效果
16.根据本公开的一个方式，能够提供一种不易产生因接地电容导致的共模噪声的开关电源装置。
附图说明
17.图1是示出第一实施方式所涉及的开关电源装置的结构的电路图。
18.图2是示出图1的变压器3
‑
1、3
‑
2的结构的侧视图。
19.图3是示出图1的变压器3
‑
1、3
‑
2的结构的俯视图。
20.图4是示出图1的开关电源装置中产生的共模噪声的频率特性的曲线图。
21.图5是示出第二实施方式所涉及的开关电源装置的结构的电路图。
22.图6是示出图5的开关电源装置中产生的共模噪声的频率特性的曲线图。
23.图7是示出第三实施方式所涉及的开关电源装置的结构的电路图。
24.图8是示出图7的开关电源装置中产生的共模噪声的频率特性的曲线图。
25.图9是示出第四实施方式所涉及的开关电源装置的结构的电路图。
26.图10是示出图9的开关电源装置中产生的共模噪声的频率特性的曲线图。
27.图11是示出第五实施方式所涉及的开关电源装置的结构的电路图。
28.图12是示出第六实施方式所涉及的开关电源装置的结构的框图。
29.图13是示出第六实施方式的变形例所涉及的开关电源装置的结构的框图。
30.图14是示出比较例所涉及的开关电源装置的结构的电路图。
31.图15是用于说明图14的变压器3的动作的等效电路图。
具体实施方式
32.下面，参照附图来说明本公开的实施方式。此外，在以下的各实施方式中，对相同的结构要素标注相同的标记。
33.[第一实施方式]
[0034]
[第一实施方式的整体结构]
[0035]
图1是示出第一实施方式所涉及的开关电源装置的结构的电路图。图1的开关电源装置包括绝缘型dc
‑
dc转换器10。绝缘型dc
‑
dc转换器10具备全桥型的开关电路1、谐振电路21、22、变压器3
‑
1、3
‑
2、整流电路4、平滑电感器l51以及平滑电容器c51。
[0036]
开关电路1具备开关元件sw11～sw14、以及与它们分别并联连接的二极管d11～d14及电容器c11～c14。开关元件sw11、sw12串联连接于开关电路1的输入端子i1、i2之间，
开关元件sw13、sw14串联连接于开关电路1的输入端子i1、i2之间，且与开关元件sw11、sw12并联连接。开关元件sw11、sw14位于对角的位置，开关元件sw12、sw13位于对角的位置，开关元件sw11～sw14构成全桥型的开关电路。开关电路1将从输入端子i1、i2输入的直流电压转换为具有规定的频率的交流电压，并将其输出到开关元件sw11、sw12之间的节点n1和开关元件sw13、sw14之间的节点n2。
[0037]
例如在开关元件为mosfet的情况下，二极管d11～d14和电容器c11～c14也可以分别由开关元件sw11～sw14的内置二极管(体二极管)和结电容(漏源极间电容)构成。
[0038]
变压器3
‑
1、3
‑
2具有彼此相同的结构。变压器3
‑
1、3
‑
2各自具备芯、具有第一端子p1和第二端子p2的初级绕组、以及具有第三端子s1和第四端子s2的次级绕组，其中，变压器3
‑
1的芯与变压器3
‑
2的芯具有彼此相同的形状，变压器3
‑
1的初级绕组与变压器3
‑
2的初级绕组在芯的周围具有彼此相同的配置，变压器3
‑
1的次级绕组与变压器3
‑
2的次级绕组在芯的周围具有彼此相同的配置。
[0039]
在本说明书中，将变压器3
‑
1、3
‑
2也统称为“变压器3”。
[0040]
图2是示出图1的变压器3
‑
1、3
‑
2的结构的侧视图。图3是示出图1的变压器3
‑
1、3
‑
2的结构的俯视图。如图2和图3所示，变压器3
‑
1、3
‑
2各自具备芯x1、初级绕组w1以及次级绕组w2。在图2的例子中，变压器3
‑
1、3
‑
2具有包括缠绕为2层的初级绕组w1和缠绕为2层的次级绕组w2的4层构造。初级绕组w1在最上层从端子p1起向内侧缠，并在芯x1的中央部(在图2中为垂直延伸的部分)的附近前进到从上数的第2层，在第2层从芯x1的中央部的附近起向外侧缠，并与端子p2连接。次级绕组w2也同样地在从上数的第3层从端子s1起向内侧缠，并在芯x1的中央部的附近前进到最下层，在最下层从芯x1的中央部的附近起向外侧缠，并与端子s2连接。
[0041]
绝缘型dc
‑
dc转换器10还具备导体部6。导体部6例如是接地导体(例如，电路基板的gnd布线)，或者是屏蔽件、金属壳体或散热件。在导体部6与电路的接地导体分开设置的情况下(即，在为金属壳体、屏蔽件或散热件的情况下)，导体部6的电位与电路的接地导体的电位既可以相同也可以不同。如图2和图3所示，变压器3
‑
1、3
‑
2分别配置在导体部6之上。绝缘型dc
‑
dc转换器10在变压器3
‑
1、3
‑
2的初级绕组的端子p1与导体部6之间具有接地电容cpa，在变压器3
‑
1、3
‑
2的初级绕组的端子p2与导体部6之间具有接地电容cpb。另外，绝缘型dc
‑
dc转换器10在变压器3
‑
1、3
‑
2的次级绕组的端子s1与导体部6之间具有接地电容csa，在变压器3
‑
1、3
‑
2的次级绕组的端子s2与导体部6之间具有接地电容csb。接地电容cpa、cpb、csa、csb分别是存在于变压器3
‑
1、3
‑
2的端子p1、p2、s1、s2与导体部6之间的寄生电容。
[0042]
当参照图1时，变压器3
‑
1的端子p1及变压器3
‑
2的端子p1分别与开关电路1连接，变压器3
‑
1的端子p2与变压器3
‑
2的端子p2相互连接。另外，变压器3
‑
1的端子s1及变压器3
‑
2的端子s1分别与后级的电路(即，经由整流电路4来与开关电源装置的输出端子o1、o2)连接，变压器3
‑
1的端子s2与变压器3
‑
2的端子s2相互连接。经由变压器3
‑
1的端子p1和变压器3
‑
2的端子p1向变压器3
‑
1、3
‑
2各自的初级绕组施加由开关电路1产生的交流电压。另外，在变压器3
‑
1、3
‑
2各自的次级绕组中产生与绕组比相应地升压或降压后的交流电压，所产生的交流电压从变压器3
‑
1的端子s1和变压器3
‑
2的端子s1输出。
[0043]
在本说明书中，将变压器3
‑
1也称为“第一变压器”，将变压器3
‑
2也称为“第二变压器”。另外，在本说明书中，将各变压器3
‑
1、3
‑
2的端子p1也称为“第一端子”，将端子p2也称
为“第二端子”，将端子s1也称为“第三端子”，将端子s2也称为“第四端子”。
[0044]
另外，在第一实施方式中，将包括与变压器3
‑
1的端子p1连接的布线导体等的导体部分也称为“节点n3”，将包括与变压器3
‑
2的端子p1连接的布线导体等的导体部分也称为“节点n4”。另外，在第一实施方式中，将包括与变压器3
‑
1的端子s1连接的布线导体等的导体部分也称为“节点n5”，将包括与变压器3
‑
2的端子s1连接的布线导体等的导体部分也称为“节点n6”。
[0045]
在图1的例子中，变压器3
‑
1的端子p1经由谐振电路21来与开关电路1的节点n1连接，变压器3
‑
2的端子p1经由谐振电路22来与开关电路1的节点n2连接。谐振电路21是第一谐振电容器c21与第一谐振电感器l21串联连接而成的串联谐振电路。谐振电路22是第二谐振电容器c22与第二谐振电感器l22串联连接而成的串联谐振电路。谐振电路21、22和变压器3
‑
1、3
‑
2的初级绕组的电感构成llc谐振电路。通过谐振电路21、22与变压器3
‑
1、3
‑
2的初级绕组的电感的谐振，电流的波形成为正弦波形状。
[0046]
在本说明书中，将谐振电路21也称为“第一谐振电路”，将谐振电路22也称为“第二谐振电路”。
[0047]
整流电路4与变压器3
‑
1的端子s1和变压器3
‑
2的端子s1连接，对从变压器3
‑
1的端子s1和变压器3
‑
2的端子s1输出的交流电压进行整流。整流电路4例如是二极管桥电路。
[0048]
平滑电感器l51和平滑电容器c51构成平滑电路，对被整流电路4整流后的电压进行平滑，来在输出端子o1、o2之间产生期望的直流电压。
[0049]
[比较例的结构]
[0050]
在此，参照图14和图15来说明比较例所涉及的开关电源装置。
[0051]
图14是示出比较例所涉及的开关电源装置的结构的电路图。图14的开关电源装置包括绝缘型dc
‑
dc转换器10e。绝缘型dc
‑
dc转换器10e具备全桥型的开关电路1、谐振电路21、22、变压器3、整流电路4、平滑电感器l51以及平滑电容器c51。绝缘型dc
‑
dc转换器10e具备仅1个变压器3来取代图1的2个变压器3
‑
1、3
‑
2。变压器3与参照图2和图3说明的变压器3
‑
1、3
‑
2同样地构成。绝缘型dc
‑
dc转换器10e的变压器3以外的结构要素与图1的对应的结构要素同样地构成。绝缘型dc
‑
dc转换器10e具有与专利文献1的开关电源电路实质相同的结构。
[0052]
在此，将变压器3的初级绕组的端子p1、p2处的各电位的平均值也称为“共模电压”。通过共模电压施加到变压器3的接地电容cpa、cpb、csa、csb而产生电流，该电流作为共模噪声被传播到导体部6及电路外部。
[0053]
根据图14的结构，在开关电路1的节点n1、n2与变压器3的初级绕组的端子p1、p2之间对称地连接有谐振电路21、22，因此能够使节点n3、n4处的各电位的波形相对于接地电位对称。由此，能够缩小变压器3的初级绕组的端子p1、p2处的各电位的平均值的变动。特别是，在用于设定谐振电路21、22的谐振频率的电路常数(即，谐振电容器c21、c22的静电电容和谐振电感器l21、l22的电感)相同时，变压器3的初级绕组的端子p1、p2处的各电位的平均值的变动被最小化。并且，只要变压器3的初级绕组的端子p1、p2处的各电位的平均值的变动被最小化，则能够期待经由接地电容cpa、cpb、csa、csb及导体部6而传播到电路外部的共模噪声最小化。因而，通过如上述那样将开关电源装置的电路对称地构成，能够期待降低共模噪声。
[0054]
然而，实际上，如上述那样将开关电源装置的电路对称地构成有时作为共模噪声的对策是不足的。这是因为：变压器3的初级绕组的端子p1、p2处的接地电容cpa、cpb未必相同，另外，变压器3的次级绕组的端子s1、s2处的接地电容csa、csb未必相同(即，非对称)。在变压器3具有图2和图3的结构的情况下，从导体部6到初级绕组w1的端子p1、p2的距离互不相同，因此接地电容cpa、cpb互不相同，是非对称的。在图2的例子中，从导体部6到端子p1的距离比从导体部6到端子p2的距离长，因此cpa<cpb。同样地，从导体部6到次级绕组w2的端子s1、s2的距离互不相同，因此接地电容csa、csb互不相同，是非对称的。在图2的例子中，从导体部6到端子s1的距离比从导体部6到端子s2的距离长，因此csa<csb。这样，即使在开关电路1的节点n1、n2与变压器3的初级绕组的端子p1、p2之间对称地连接谐振电路21、22，有时也会因接地电容cpa、cpb、csa、csb的非对称性而产生共模噪声。
[0055]
图15是用于说明图14的变压器3的动作的等效电路图。图15提取图14的变压器3、与变压器3的初级侧连接的节点n3、n4、以及与变压器3的次级侧连接的节点n5、n6来示出。参照图15来说明产生共模噪声的机制。
[0056]
在绝缘型dc
‑
dc转换器10e的变压器3的初级侧产生的共模噪声如以下那样表示。
[0057]
将节点n3的电位设为v3，将节点n4的电位设为v4。在开关电路1的节点n1、n2与变压器3的初级绕组的端子p1、p2之间对称地连接谐振电路21、22时，能够使电位v3、v4相对于接地电位对称。
[0058]
v3＝
‑
v4
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(式1)
[0059]
能够视为导体部6接地，因此电位v3、v4通过下式表示。
[0060]
v3＝ipa/(j
·
ω
·
cpa)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(式2)
[0061]
v4＝ipb/(j
·
ω
·
cpb)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(式3)
[0062]
在此，ipa表示从节点n3经由变压器3的接地电容cpa流通的电流，ipb表示从节点n4经由变压器3的接地电容cpb流通的电流。
[0063]
另外，当将从接地电容cpa、cpb向导体部6流入的电流表示为ipg时，能够通过基尔霍夫定律来得到下式。
[0064]
ipg＝ipa+ipb
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(式4)
[0065]
当将式2和式3代入式4时，能够得到下式。
[0066]
ipg＝j
·
ω
·
cpa
·
v3+j
·
ω
·
cpb
·
v4
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(式5)
[0067]
当表示为v3＝vp时，使用式1并通过下式来表示式5。
[0068]
ipg＝j
·
ω
·
cpa
·
vp
‑
j
·
ω
·
cpb
·
vp
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(式6)
[0069]
在此，由于cpa<cpb，因此经由接地电容cpa、cpb向导体部6流入电流ipg≠0。电流ipg为共模噪声，经由导体部6传播到电路外部。
[0070]
因而，根据式6，通过下式来表示降低在绝缘型dc
‑
dc转换器10e的变压器3的初级侧产生的共模噪声的条件、即成为ipg＝0的条件。
[0071]
cpa＝cpb
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(式7)
[0072]
或者
[0073]“从节点n3观察到的接地电容”＝“从节点n4观察到的接地电容
”ꢀꢀ
(式8)
[0074]
在绝缘型dc
‑
dc转换器10e的变压器3的次级侧产生的共模噪声如以下那样表示。
[0075]
将节点n5的电位设为v5，将节点n6的电位设为v6。在变压器3的次级绕组的端子
s1、s2上连接包括对称的二极管桥电路的整流电路4时，能够使电位v5、v6相对于接地电位对称。
[0076]
v5＝
‑
v6
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(式9)
[0077]
当表示为v5＝vs时，与说明变压器3的初级侧的情况同样地，通过下式来表示从接地电容csa、csb向导体部6流入的电流isg。
[0078]
isg＝j
·
ω
·
csa
·
vs
‑
j
·
ω
·
csb
·
vs
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(式10)
[0079]
在此，由于csa<csb，因此经由接地电容csa、csb向导体部6流入电流isg≠0。电流isg为共模噪声，经由导体部6传播到电路外部。
[0080]
因而，根据式10，通过下式来表示降低在绝缘型dc
‑
dc转换器10e的变压器3的次级侧产生的共模噪声的条件、即成为isg＝0的条件。
[0081]
csa＝csb
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(式11)
[0082]
或者
[0083]“从节点n5观察到的接地电容”＝“从节点n6观察到的接地电容”(式12)
[0084]
在本公开的实施方式中，考虑了接地电容cpa、cpb的非对称性以及接地电容csa、csb的非对称性，通过构成为消除非对称性，来提供一种不易产生因接地电容cpa、cpb、csa、csb导致的共模噪声的开关电源装置。
[0085]
[第一实施方式的特征]
[0086]
本公开的各实施方式所涉及的开关电源装置的特征在于构成为：通过具备2个变压器3
‑
1、3
‑
2，来消除接地电容cpa、cpb的非对称性并消除接地电容csa、csb的非对称性。因此，变压器3
‑
1、3
‑
2的初级绕组以如下方式相互连接：在从变压器3
‑
1的端子p1向变压器3
‑
1的端子p2流通电流时，从变压器3
‑
2的端子p2向变压器3
‑
2的端子p1流通电流。另外，变压器3
‑
1、3
‑
2的次级绕组以如下方式相互连接：在从变压器3
‑
1的端子s1向变压器3
‑
1的端子s2流通电流时，从变压器3
‑
2的端子s2向变压器3
‑
2的端子s1流通电流。
[0087]
在第一实施方式中，变压器3
‑
1的端子p1及变压器3
‑
2的端子p1分别与开关电路1连接，变压器3
‑
1的端子p2与变压器3
‑
2的端子p2相互连接。另外，在第一实施方式中，变压器3
‑
1的端子s1及变压器3
‑
2的端子s1分别与后级的电路(即，经由整流电路4来与开关电源装置的输出端子o1、o2)连接，变压器3
‑
1的端子s2与变压器3
‑
2的端子s2相互连接。换言之，在第一实施方式中，变压器3
‑
1、3
‑
2的初级绕组串联连接，变压器3
‑
1、3
‑
2的次级绕组串联连接。
[0088]
如前所述，变压器3
‑
1、3
‑
2具有彼此相同的结构。变压器3
‑
1、3
‑
2相对于导体部6同样地配置，因此变压器3
‑
1的接地电容cpa与变压器3
‑
2的接地电容cpa彼此相等，变压器3
‑
1的接地电容cpb与变压器3
‑
2的接地电容cpb彼此相等，变压器3
‑
1的接地电容csa与变压器3
‑
2的接地电容csa彼此相等，变压器3
‑
1的接地电容csb与变压器3
‑
2的接地电容csb彼此相等。
[0089]
在该情况下，通过如图1所示那样连接变压器3
‑
1、3
‑
2的初级绕组，下式成立。
[0090]“从节点n3观察到的接地电容”＝cpa
[0091]
且
[0092]“从节点n4观察到的接地电容”＝cpa
[0093]
能够使从节点n3观察到的接地电容与从节点n4观察到的接地电容彼此相等，因此
式8的条件被满足，成为ipg＝0，从而能够降低在变压器3
‑
1、3
‑
2的初级侧产生的共模噪声。
[0094]
同样地，通过如图1所示那样连接变压器3
‑
1、3
‑
2的次级绕组，下式成立。
[0095]“从节点n5观察到的接地电容”＝csa
[0096]
且
[0097]“从节点n6观察到的接地电容”＝csa
[0098]
能够使从节点n5观察到的接地电容与从节点n6观察到的接地电容彼此相等，因此式12的条件被满足，成为isg＝0，从而能够降低在变压器3
‑
1、3
‑
2的次级侧产生的共模噪声。
[0099]
图4是示出图1的开关电源装置中产生的共模噪声的频率特性的曲线图。在图4中，实线示出图1的开关电源装置(第一实施方式)所涉及的仿真结果，虚线示出图14的开关电源装置(比较例)所涉及的仿真结果。参照图4的分析结果来说明通过第一实施方式所涉及的开关电源装置降低共模噪声的效果。通过使开关电路1的各开关元件sw11～sw14进行开关动作，在节点n1、n2处产生常模噪声，该常模噪声被转换为共模噪声后传播到导体部6。关于节点n1、n2、n5、n6所涉及的4个端口的s参数，计算了常模噪声被转换为共模噪声后传播到导体部6的量、即混合模式的s参数scd11。设定了谐振电容器的电容c21＝c22＝20nf，设定了谐振电感器的电感l21＝l22＝0h(短路)。根据图4可知，与图14的开关电源装置(虚线)相比，图1的开关电源装置(实线)的共模噪声被降低了。
[0100]
如以上说明的那样，根据第一实施方式所涉及的开关电源装置，通过如图1所示那样将变压器3
‑
1、3
‑
2的初级绕组相互连接，并将变压器3
‑
1、3
‑
2的次级绕组相互连接，能够使得不易产生因接地电容cpa、cpb、csa、csb导致的共模噪声。
[0101]
[第二实施方式]
[0102]
图5是示出第二实施方式所涉及的开关电源装置的结构的电路图。图5的开关电源装置包括绝缘型dc
‑
dc转换器10a。在第二实施方式中，变压器3
‑
1的端子p1与变压器3
‑
2的端子p2相互连接，并且变压器3
‑
1的端子p1及变压器3
‑
2的端子p2与开关电路1连接，变压器3
‑
1的端子p2与变压器3
‑
2的端子p1相互连接，并且变压器3
‑
1的端子p2及变压器3
‑
2的端子p1与开关电路1连接。另外，在第二实施方式中，变压器3
‑
1的端子s1与变压器3
‑
2的端子s2相互连接，并且变压器3
‑
1的端子s1及变压器3
‑
2的端子s2与后级的电路(即，经由整流电路4来与开关电源装置的输出端子o1、o2)连接，变压器3
‑
1的端子s2与变压器3
‑
2的端子s1相互连接，并且变压器3
‑
1的端子s2及变压器3
‑
2的端子s1与后级的电路(即，经由整流电路4来与开关电源装置的输出端子o1、o2)连接。换言之，在第二实施方式中，变压器3
‑
1、3
‑
2的初级绕组并联连接，变压器3
‑
1、3
‑
2的次级绕组并联连接。
[0103]
在该情况下，通过如图5所示那样连接变压器3
‑
1、3
‑
2的初级绕组，下式成立。
[0104]“从节点n3观察到的接地电容”＝cpa+cpb
[0105]
且
[0106]“从节点n4观察到的接地电容”＝cpa+cpb
[0107]
能够使从节点n3观察到的接地电容与从节点n4观察到的接地电容彼此相等，因此式8的条件被满足，成为ipg＝0，从而能够降低在变压器3
‑
1、3
‑
2的初级侧产生的共模噪声。
[0108]
同样地，通过如图5所示那样连接变压器3
‑
1、3
‑
2的次级绕组，下式成立。
[0109]“从节点n5观察到的接地电容”＝csa+csb
[0110]
且
[0111]“从节点n6观察到的接地电容”＝csa+csb
[0112]
能够使从节点n5观察到的接地电容与从节点n6观察到的接地电容彼此相等，因此式12的条件被满足，成为isg＝0，从而能够降低在变压器3
‑
1、3
‑
2的次级侧产生的共模噪声。
[0113]
图6是示出图5的开关电源装置中产生的共模噪声的频率特性的曲线图。在图6中，实线示出图5的开关电源装置(第二实施方式)所涉及的仿真结果，虚线示出图14的开关电源装置(比较例)所涉及的仿真结果。参照图6的分析结果来说明通过第二实施方式所涉及的开关电源装置降低共模噪声的效果。在图6的仿真中，设定了与图4的情况相同的条件。根据图6可知，与图14的开关电源装置(虚线)相比，图5的开关电源装置(实线)的共模噪声被降低了。
[0114]
如以上说明的那样，根据第二实施方式所涉及的开关电源装置，通过如图5所示那样将变压器3
‑
1、3
‑
2的初级绕组相互连接，并将变压器3
‑
1、3
‑
2的次级绕组相互连接，能够使得不易产生因接地电容cpa、cpb、csa、csb导致的共模噪声。
[0115]
根据第二实施方式所涉及的开关电源装置，通过将变压器3
‑
1、3
‑
2的初级绕组相互并联连接，并将变压器3
‑
1、3
‑
2的次级绕组相互并联连接，即使在输出与第一实施方式的情况相比大的电力的情况下，也能够使得不易产生共模噪声。
[0116]
[第三实施方式]
[0117]
图7是示出第三实施方式所涉及的开关电源装置的结构的电路图。图7的开关电源装置包括绝缘型dc
‑
dc转换器10b。在第三实施方式中，变压器3
‑
1的端子p1及变压器3
‑
2的端子p1分别与开关电路1连接，变压器3
‑
1的端子p2与变压器3
‑
2的端子p2相互连接。另外，在第三实施方式中，变压器3
‑
1的端子s1与变压器3
‑
2的端子s2相互连接，并且变压器3
‑
1的端子s1及变压器3
‑
2的端子s2与后级的电路(即，经由整流电路4来与开关电源装置的输出端子o1、o2)连接，变压器3
‑
1的端子s2与变压器3
‑
2的端子s1相互连接，并且变压器3
‑
1的端子s2及变压器3
‑
2的端子s1与后级的电路(即，经由整流电路4来与开关电源装置的输出端子o1、o2)连接。换言之，在第三实施方式中，变压器3
‑
1、3
‑
2的初级绕组串联连接，变压器3
‑
1、3
‑
2的次级绕组并联连接。
[0118]
在该情况下，通过如图7所示那样连接变压器3
‑
1、3
‑
2的初级绕组，下式成立。
[0119]“从节点n3观察到的接地电容”＝cpa
[0120]
且
[0121]“从节点n4观察到的接地电容”＝cpa
[0122]
能够使从节点n3观察到的接地电容与从节点n4观察到的接地电容彼此相等，因此式8的条件被满足，成为ipg＝0，从而能够降低在变压器3
‑
1、3
‑
2的初级侧产生的共模噪声。
[0123]
同样地，通过如图7所示那样连接变压器3
‑
1、3
‑
2的次级绕组，下式成立。
[0124]“从节点n5观察到的接地电容”＝csa+csb
[0125]
且
[0126]“从节点n6观察到的接地电容”＝csa+csb
[0127]
能够使从节点n5观察到的接地电容与从节点n6观察到的接地电容彼此相等，因此式12的条件被满足，成为isg＝0，从而能够降低在变压器3
‑
1、3
‑
2的次级侧产生的共模噪
声。
[0128]
图8是示出图7的开关电源装置中产生的共模噪声的频率特性的曲线图。在图8中，实线示出图7的开关电源装置(第三实施方式)所涉及的仿真结果，虚线示出图14的开关电源装置(比较例)所涉及的仿真结果。参照图8的分析结果来说明通过第三实施方式所涉及的开关电源装置降低共模噪声的效果。在图8的仿真中，设定了与图4的情况相同的条件。根据图8可知，与图14的开关电源装置(虚线)相比，图7的开关电源装置(实线)的共模噪声被降低了。
[0129]
如以上说明的那样，根据第三实施方式所涉及的开关电源装置，通过如图7所示那样将变压器3
‑
1、3
‑
2的初级绕组相互连接，并将变压器3
‑
1、3
‑
2的次级绕组相互连接，能够使得不易产生因接地电容cpa、cpb、csa、csb导致的共模噪声。
[0130]
根据第三实施方式所涉及的开关电源装置，通过将变压器3
‑
1、3
‑
2的次级绕组相互并联连接，在变压器3
‑
1、3
‑
2的次级侧流通与初级侧相比大的电流的情况下，也能够使得不易产生共模噪声。
[0131]
[第四实施方式]
[0132]
图9是示出第四实施方式所涉及的开关电源装置的结构的电路图。图9的开关电源装置包括绝缘型dc
‑
dc转换器10c。在第四实施方式中，变压器3
‑
1的端子p1与变压器3
‑
2的端子p2相互连接，并且变压器3
‑
1的端子p1及变压器3
‑
2的端子p2与开关电路1连接，变压器3
‑
1的端子p2与变压器3
‑
2的端子p1相互连接，并且变压器3
‑
1的端子p2及变压器3
‑
2的端子p1与开关电路1连接。另外，在第四实施方式中，变压器3
‑
1的端子s1及变压器3
‑
2的端子s1分别与后级的电路(即，经由整流电路4来与开关电源装置的输出端子o1、o2)连接，变压器3
‑
1的端子s2与变压器3
‑
2的端子s2相互连接。换言之，在第四实施方式中，变压器3
‑
1、3
‑
2的初级绕组并联连接，变压器3
‑
1、3
‑
2的次级绕组串联连接。
[0133]
在该情况下，通过如图9所示那样连接变压器3
‑
1、3
‑
2的初级绕组，下式成立。
[0134]“从节点n3观察到的接地电容”＝cpa+cpb
[0135]
且
[0136]“从节点n4观察到的接地电容”＝cpa+cpb
[0137]
能够使从节点n3观察到的接地电容与从节点n4观察到的接地电容彼此相等，因此式8的条件被满足，成为ipg＝0，从而能够降低在变压器3
‑
1、3
‑
2的初级侧产生的共模噪声。
[0138]
同样地，通过如图9所示那样连接变压器3
‑
1、3
‑
2的次级绕组，下式成立。
[0139]“从节点n5观察到的接地电容”＝csa
[0140]
且
[0141]“从节点n6观察到的接地电容”＝csa
[0142]
能够使从节点n5观察到的接地电容与从节点n6观察到的接地电容彼此相等，因此式12的条件被满足，成为isg＝0，从而能够降低在变压器3
‑
1、3
‑
2的次级侧产生的共模噪声。
[0143]
图10是示出图9的开关电源装置中产生的共模噪声的频率特性的曲线图。在图10中，实线示出图9的开关电源装置(第四实施方式)所涉及的仿真结果，虚线示出图14的开关电源装置(比较例)所涉及的仿真结果。参照图10的分析结果来说明通过第四实施方式所涉及的开关电源装置降低共模噪声的效果。在图10的仿真中，设定了与图4的情况相同的条
件。根据图10可知，与图14的开关电源装置(虚线)相比，图9的开关电源装置(实线)的共模噪声被降低了。
[0144]
如以上说明的那样，根据第四实施方式所涉及的开关电源装置，通过如图9所示那样将变压器3
‑
1、3
‑
2的初级绕组相互连接，并将变压器3
‑
1、3
‑
2的次级绕组相互连接，能够使得不易产生因接地电容cpa、cpb、csa、csb导致的共模噪声。
[0145]
根据第四实施方式所涉及的开关电源装置，通过将变压器3
‑
1、3
‑
2的次级绕组相互串联连接，即使在变压器3
‑
1、3
‑
2的次级侧产生与初级侧相比大的电压的情况下，也能够使得不易产生共模噪声。
[0146]
[第五实施方式]
[0147]
图11是示出第五实施方式所涉及的开关电源装置的结构的电路图。图11的开关电源装置包括绝缘型dc
‑
dc转换器10d。绝缘型dc
‑
dc转换器10d具备4个变压器3
‑
1～3
‑
4来取代图1的2个变压器3
‑
1、3
‑
2。变压器3
‑
1～3
‑
4与参照图2和图3说明的变压器3
‑
1、3
‑
2同样地构成。
[0148]
本公开的实施方式所涉及的开关电源装置也可以具备4个以上的偶数个变压器。
[0149]
在图11的例子中，变压器3
‑
1～3
‑
4的初级绕组以如下方式相互连接：在从变压器3
‑
1的端子p1向变压器3
‑
1的端子p2流通电流、从变压器3
‑
2的端子p1向变压器3
‑
2的端子p2流通电流时，从变压器3
‑
3的端子p2向变压器3
‑
3的端子p1流通电流，从变压器3
‑
4的端子p2向变压器3
‑
4的端子p1流通电流。另外，变压器3
‑
1～3
‑
4的次级绕组以如下方式相互连接：在从变压器3
‑
1的端子s1向变压器3
‑
1的端子s2流通电流、从变压器3
‑
2的端子s1向变压器3
‑
2的端子s2流通电流时，从变压器3
‑
3的端子s2向变压器3
‑
3的端子s1流通电流，从变压器3
‑
4的端子s2向变压器3
‑
4的端子s1流通电流。
[0150]
在图11的例子中，变压器3
‑
1的端子p1及变压器3
‑
4的端子p1分别与开关电路1连接，变压器3
‑
1的端子p2与变压器3
‑
2的端子p1相互连接，变压器3
‑
2的端子p2与变压器3
‑
3的端子p2相互连接，变压器3
‑
3的端子p1与变压器3
‑
4的端子p2相互连接。另外，在第一实施方式中，变压器3
‑
1的端子s1及变压器3
‑
4的端子s1分别与后级的电路(即，经由整流电路4来与开关电源装置的输出端子o1、o2)连接，变压器3
‑
1的端子s2与变压器3
‑
2的端子s1相互连接，变压器3
‑
2的端子s2与变压器3
‑
3的端子s2相互连接，变压器3
‑
3的端子s1与变压器3
‑
4的端子s2相互连接。换言之，在图11的例子中，变压器3
‑
1～3
‑
4的初级绕组串联连接，变压器3
‑
1～3
‑
4的次级绕组串联连接。
[0151]
在该情况下，通过如图11所示那样连接变压器3
‑
1～3
‑
4的初级绕组，下式成立。
[0152]“从节点n3观察到的接地电容”＝cpa
[0153]
且
[0154]“从节点n4观察到的接地电容”＝cpa
[0155]
能够使从节点n3观察到的接地电容与从节点n4观察到的接地电容彼此相等，因此式8的条件被满足，成为ipg＝0，从而能够降低在变压器3
‑
1～3
‑
4的初级侧产生的共模噪声。
[0156]
同样地，通过如图11所示那样连接变压器3
‑
1～3
‑
4的次级绕组，下式成立。
[0157]“从节点n5观察到的接地电容”＝csa
[0158]
且
[0159]“从节点n6观察到的接地电容”＝csa
[0160]
能够使从节点n5观察到的接地电容与从节点n6观察到的接地电容彼此相等，因此式12的条件被满足，成为isg＝0，从而能够降低在变压器3
‑
1～3
‑
4的次级侧产生的共模噪声。
[0161]
作为替代，也可以是，变压器3
‑
1的端子p1及变压器3
‑
4的端子p1分别与开关电路1连接，变压器3
‑
1的端子p2与变压器3
‑
2的端子p2相互连接，变压器3
‑
2的端子p1与变压器3
‑
3的端子p1相互连接，变压器3
‑
3的端子p2与变压器3
‑
4的端子p2相互连接。另外，作为替代，也可以是，变压器3
‑
1的端子s1及变压器3
‑
4的端子s1分别与后级的电路(即，经由整流电路4来与开关电源装置的输出端子o1、o2)连接，变压器3
‑
1的端子s2与变压器3
‑
2的端子s2相互连接，变压器3
‑
2的端子s1与变压器3
‑
3的端子s1相互连接，变压器3
‑
3的端子s2与变压器3
‑
4的端子s2相互连接。
[0162]
作为替代，也可以是，变压器3
‑
1～3
‑
4的初级绕组并联连接。另外，也可以是，变压器3
‑
1～3
‑
4的次级绕组并联连接。
[0163]
作为替代，也可以是，变压器3
‑
1～3
‑
4的初级绕组以串联与并联的组合来相互连接。例如，也可以是，变压器3
‑
1～3
‑
4中的2个初级绕组成为相互直接连接的第一初级绕组群，变压器3
‑
1～3
‑
4中的其它2个初级绕组成为相互直接连接的第二初级绕组群，第一初级绕组群与第二初级绕组群相互并联连接。同样地，也可以是，变压器3
‑
1～3
‑
4的次级绕组以串联与并联的组合来相互连接。例如，也可以是，变压器3
‑
1～3
‑
4中的2个次级绕组成为相互直接连接的第一次级绕组群，变压器3
‑
1～3
‑
4中的其它2个次级绕组成为相互直接连接的第二次级绕组群，第一次级绕组群与第二次级绕组群相互并联连接。
[0164]
如以上说明的那样，根据第五实施方式所涉及的开关电源装置，通过将4个以上的偶数个变压器的初级绕组相互连接，并将各变压器的次级绕组相互连接，能够使得不易产生因接地电容cpa、cpb、csa、csb导致的共模噪声。
[0165]
[第六实施方式]
[0166]
图12是示出第六实施方式所涉及的开关电源装置的结构的框图。图12的开关电源装置具备图1的绝缘型dc
‑
dc转换器10、以及噪声滤波器12。噪声滤波器12用于去除开关电源装置的母线中流通的常模噪声。噪声滤波器12例如具备低通滤波器或带通滤波器以去除因开关电路1的动作而产生的噪声。在第一实施方式～第五实施方式所涉及的开关电源装置中，虽然使得不易产生共模噪声，但是不具有降低常模噪声的效果。另一方面，图13的开关电源装置通过具备噪声滤波器12，能够降低共模噪声和常模噪声这两方。
[0167]
图13是示出第六实施方式的变形例所涉及的开关电源装置的结构的框图。图13的开关电源装置具备图1的绝缘型dc
‑
dc转换器10、噪声滤波器12以及ac
‑
dc转换器14。ac
‑
dc转换器14将商用电源等交流电源13的交流电压转换为直流电压后提供到绝缘型dc
‑
dc转换器10。噪声滤波器12用于去除开关电源装置的母线中流通的常模噪声。图13的开关电源装置通过具备噪声滤波器12，能够降低共模噪声和常模噪声这两方，能够使得共模噪声和常模噪声不易向交流电源13传播。
[0168]
[其它变形例]
[0169]
另外，在图1等中说明了谐振电路21、22具备谐振电感器l21、l22的情况，但是也可以使用变压器3的漏电感和励磁电感来构成谐振电路21、22。
[0170]
另外，在图1等中说明了具备谐振电路21、22的llc谐振方式的dc
‑
dc转换器，但是本公开的实施方式也能够应用于不具备谐振电路21、22的dc
‑
dc转换器。
[0171]
产业上的可利用性
[0172]
本公开所涉及的开关电源装置对于以低噪声、小型且低成本来实现在产业用、车载用或者医疗用的开关电源装置等中使用的绝缘型dc
‑
dc转换器而言是有用的。
[0173]
附图标记说明
[0174]
1：开关电路；3、3
‑
1～3
‑
4：变压器；4：整流电路；6：导体部；8：直流电源；10、10a～10d：绝缘型dc
‑
dc转换器；11：负载电阻；12：噪声滤波器；13：交流电源；14：ac
‑
dc转换器；21、22：谐振电路；c21、c22：谐振电容器；c31、c32：接地电容；c51：平滑电容器；c71、c72：电容器；l21、l22：谐振电感器；l51：平滑电感器。