特許 6496563 トランス及びスイッチング電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6496563

(24)【登録日】2019年3月15日

(45)【発行日】2019年4月3日

(54)【発明の名称】トランス及びスイッチング電源装置

(51)【国際特許分類】

   H01F 30/10 20060101AFI20190325BHJP

   H02M 3/28 20060101ALI20190325BHJP

   H01F 27/28 20060101ALI20190325BHJP

【ＦＩ】

   H01F30/10 C

   H02M3/28 Z

   H02M3/28 V

   H01F30/10 M

   H01F30/10 A

   H01F27/28 K

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-20729(P2015-20729)

(22)【出願日】2015年2月4日

(65)【公開番号】特開2016-143844(P2016-143844A)

(43)【公開日】2016年8月8日

【審査請求日】2016年3月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】390005223

【氏名又は名称】株式会社タムラ製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(72)【発明者】

【氏名】小川 紘生

【審査官】 池田 安希子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２３２３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３４７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３３８４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１８０１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０６４４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３３８６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０７４６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１２４０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２０６１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１１８００４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−３５３６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１８２１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１７７４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１９０８８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ ３０／１０

Ｈ０１Ｆ ２７／２８

Ｈ０２Ｍ ３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コアと、
前記コアに装着された１次巻線と、
前記コアの前記１次巻線が装着された箇所に設けられたギャップと、
前記コアに装着され、前記１次巻線の巻軸方向において、前記１次巻線の両側かつ前記ギャップから等距離に設けられた二つ以上の２次巻線と、
を備え、
前記２次巻線の両端子間は、負荷に電気的に接続されていることを特徴とするトランス。

【請求項2】

前記コアに装着された二つ以上の補助巻線を備え、
前記補助巻線は、前記１次巻線の巻軸方向において、前記２次巻線と隣接してそれぞれ設けられ、前記補助巻線同士が並列接続されていること、
を特徴とする請求項１に記載のトランス。

【請求項3】

前記コアに装着された二つ以上の補助巻線を備え、
前記２次巻線は、前記補助巻線より前記１次巻線の近くに設けられていること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトランス。

【請求項4】

前記請求項１〜前記請求項３の何れか１項に記載のトランスと、
前記トランスの１次巻線に接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子を制御する制御回路と、
を備えたこと、
を特徴とするスイッチング電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トランスとこれを用いたスイッチング電源装置に係り、特に、トランスの構造に関する。

【背景技術】

【0002】

電気機器や電気回路を動作させるためには安定した直流電圧が必要であり、これを作るために従来からスイッチング電源装置が用いられている。スイッチング電源装置は、外部電源から供給された電圧を整流及び平滑化し、半導体スイッチング素子によりスイッチングしてトランスの１次巻線に入力し、トランスの２次巻線から平滑化回路による平滑化を介して負荷に直流電圧を供給する。また、出力電圧を監視し、出力電圧が一定に保たれるように、制御回路により半導体スイッチング素子の時比率の調整が行われる。

【0003】

このようなスイッチング電源装置には、従来から多出力のものが知られている。この装置を構成するためにトランスは、コアや当該コアに装着される１次巻線の他に、二つ以上の２次巻線を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０５−０４９２５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のような二以上の２次巻線が設けられた多出力のトランスにおいては、コアに設けられたギャップから各２次巻線までの距離が異なることで各２次巻線のインダクタンスが異なる問題があった。このような従来の多出力トランスの断面図を図１４に例示する。図１４に示すように、１次巻線１１１の両側に設けられた２次巻線１１２、１１３がコア１１０に設けられたギャップ１１５に対して等距離になく非対称に設けられている場合には、各２次巻線１１２、１１３のギャップ１１５との距離が異なることでインダクタンスが異なってくる。そのため、各２次巻線１１２、１１３からの出力電圧を同じにしようとしても乖離してしまう問題が生じていた。

【0006】

また、図１６に示すように、各２次巻線１１２、１１３の配置箇所をギャップ１１５から等距離としても、１次巻線１１１からの距離が異なると１次巻線１１１との結合係数が異なってしまい、各２次巻線１１２、１１３からの出力電圧を同じにしようとしても乖離してしまう問題が生じていた。

【0007】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、各出力電圧が乖離するのを抑制することができるトランス及びそのトランスを用いた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】

【0008】

（１）本発明のトランスは、コアと、前記コアに装着された１次巻線と、前記コアの前記１次巻線が装着された箇所に設けられたギャップと、前記コアに装着され、前記１次巻線の巻軸方向において、前記１次巻線の両側かつ前記ギャップから等距離に設けられた二つ以上の２次巻線と、を備え、前記２次巻線の両端子間は、負荷に電気的に接続されていることを特徴とする。

【0009】

また、本発明のトランスは、次のような構成を備えていても良い。
（２）前記コアに装着された二つ以上の補助巻線を備え、前記補助巻線は、前記１次巻線の巻軸方向において、前記２次巻線と隣接してそれぞれ設けられ、前記補助巻線同士が並列接続されていること。
（３）前記コアに装着された二つ以上の補助巻線を備え、前記２次巻線は、前記補助巻線より前記１次巻線の近くに設けられていること。

【0010】

本発明のスイッチング電源装置は、上記（１）の構成を備えるトランスと、前記トランスの１次巻線に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子を制御する制御回路と、を備えたことを特徴とする。また、当該トランスは、上記（２）、又は、上記（２）及び（３）の構成を備えるトランスであっても良い。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、各２次巻線のインダクタンス値の差及び１次巻線との結合係数との差を小さくし、各出力電圧が乖離するのを抑制することができるトランス及びそのトランスを用いたスイッチング電源装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１の実施形態に係るトランスの全体構成を示す模式的断面図である。

【図2】第１の実施形態に係るスイッチング電源装置の回路図である。

【図3】第１の実施形態に係るトランスの各２次巻線からの出力電圧の時間変化を示すグラフである。

【図4】第２の実施形態に係るトランスの全体構成を示す模式的断面図である。

【図5】第２の実施形態に係るスイッチング電源装置の回路図である。

【図6】第１の実施形態に係るトランスにおいて、負荷バランスを変えた場合における各２次巻線からの出力電圧（整流後）の時間変化を示すグラフである。

【図7】第２の実施形態に係るトランスにおいて、負荷バランスを変えた場合における各２次巻線からの出力電圧（整流後）の時間変化を示すグラフである。

【図8】整流前の２次巻線の出力電圧波形であり、（ａ）は、２次巻線１２に流れる電流を０Ａ（無負荷）、２次巻線１３に流れる電流を０．１Ａとしたものであり、（ｂ）は、その逆で、２次巻線１２に流れる電流を０．１Ａ、２次巻線１３に流れる電流を０Ａ（無負荷）とした場合のものである。

【図9】負荷バランスを変えた場合における第１の実施形態に係る補助巻線の電圧時間変化を示すグラフであり、（ａ）は一方の２次巻線の電流を０．１Ａ、他方の２次巻線の電流を０Ａとしたものであり、（ｂ）は、その逆にしたものであり、一方の２次巻線の電流を０Ａ、他方の２次巻線の電流を０．１Ａとしたものである。

【図10】第２の実施形態に係るトランスの各補助巻線の電圧時間変化を示すグラフである。

【図11】２次巻線１２の電流を０Ａ、２次巻線１３の電流を０．１Ａとしたときの電圧波形（整流前）である。

【図12】他の実施形態に係るトランスの全体構成を示す模式的断面図である。

【図13】他の実施形態に係るスイッチング電源装置の回路図である。

【図14】従来のトランスの全体構成を示す模式的断面図である。

【図15】従来のトランスの各２次巻線からの出力電圧の時間変化を示すグラフである。

【図16】従来のトランスの全体構成を示す模式的断面図である。

【図17】従来のトランスの各２次巻線からの出力電圧の時間変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態のトランス及びこれを用いたスイッチング電源装置について説明する。まず、本トランスについて説明し、次いで、本トランスを用いたスイッチング電源装置の構成を説明する。

【0014】

［１．第１の実施形態］
［１−１．構成］
図１は、本実施形態に係るトランスの全体構成を示す模式的断面図である。トランスＴは、外部電源から供給された電圧を変圧し、トランスＴに接続された回路又は外部機器などの負荷に電力供給する。このトランスＴは、図１に示すように、コア１０と、コア１０に装着された１次巻線１１、二以上の２次巻線１２、１３（ここでは二つ）、及び補助巻線１４を備える。

【0015】

コア１０は、例えばフェライト磁心、積層鋼板、又は圧粉磁心等の磁性体である。本実施形態のコア１０の形状は、断面が概略θ形状であるが、１次巻線１１、２次巻線１２、１３、及び補助巻線１４が装着できれば、これに限定されない。

【0016】

コア１０は、その中央部分に直線形状の中脚部１０ａが設けられている。この中脚部１０ａには、各巻線１１〜１４の巻軸が同一直線Ｃ上となるように各巻線１１〜１４が装着されている。コア１０の１次巻線１１が装着された箇所には、ギャップ１５が設けられている。すなわち、中脚部１０ａにギャップ１５が設けられている。なお、２次巻線１２、１３及び補助巻線１４は、１次巻線１１と極性を逆にして中脚部１０ａ周りに巻回され、コア１０、各巻線１１〜１４はそれぞれ不図示の樹脂等の絶縁材料から構成されたボビンにより絶縁されている。

【0017】

１次巻線１１は、外部電源と接続され、２次巻線１２、１３、補助巻線１４に給電する。２次巻線１２、１３は、その両端子間が外部回路又は外部機器などの負荷に接続され、１次巻線１１から受電した電力をこれらの回路や負荷に接続する。２次巻線１２、１３は、例えば、ＩＧＢＴやＭＯＳ等を動作させるためのバッファ回路と接続される。

【0018】

２次巻線１２、１３は、１次巻線１１の巻軸方向において、１次巻線１１の両側に設けられている。換言すれば、各２次巻線１２、１３は、両者が共に１次巻線１１と隣接して設けられている。１次巻線１１の巻軸方向において、１次巻線１１から等距離に設けられることが好ましい。また、各２次巻線１２、１３は、１次巻線１１の巻軸方向において、ギャップ１５から等距離に設けられている。

【0019】

本実施形態では、２次巻線１２、１３は、１次巻線１１の巻軸方向において、１次巻線から等距離であり、かつ、ギャップ１５からも等距離である。すなわち、２次巻線１２、１３は、１次巻線１１を中心として対称、かつ、ギャップ１５を中心としても対称に設けられる。

【0020】

補助巻線１４は、後述するスイッチング素子を制御する制御回路と接続される。補助巻線１４は、１次巻線１１から受電し、制御回路の駆動用電源電圧を供給する。補助巻線１４は、２次巻線１３の脇に巻軸方向を同じにして設けられているが、他方の２次巻線１２の脇に設けられていても良い。

【0021】

上記の構成を有するトランスＴは、スイッチング電源装置に用いられる。図２は、本トランスＴを用いたスイッチング電源装置の回路図である。トランスＴの２次巻線１２、ｌ３が複数（ここでは二つ）設けられているので、本実施形態のスイッチング電源装置は、多出力の電源装置である。本スイッチング電源装置は、例えばフライバック方式のスイッチング電源であり、半導体をスイッチングさせるために用いられる。

【0022】

本スイッチング電源装置は、具体的には、トランスＴと、スイッチング素子２１と、スイッチング素子２１を制御する制御回路２２と、ダイオード２３、２４と、コンデンサ２５、２６とを備える。当該装置は整流・平滑回路を備えていても良い。整流・平滑回路は、外部電源とトランスＴの１次巻線１１との間に接続され、外部電源から供給された電圧を整流及び平滑化する。

【0023】

スイッチング素子２１は、ＦＥＴ等の半導体スイッチング素子である。スイッチング素子２１は、トランスＴの１次巻線１１に接続されており、１次巻線１１への入力電圧を制御する。制御回路２２は、ＩＣを含み構成され、出力側に設けられた補助巻線１４及びスイッチング素子２１と接続されており、補助巻線１４から電源電圧供給を受けて、１次巻線１１への入力電圧の制御のため、スイッチング素子２１のオン・オフの時比率を制御する。すなわち、制御回路２２は、２次巻線１２、１３の出力電圧をそれぞれ所定の電圧に保つために制御する。

【0024】

例えば、制御回路２２は、補助巻線１４の電圧を検出する電圧モニタ手段と、補助巻線１４からの出力電圧を平滑化するコンデンサ等の平滑化手段と、発光素子及び受光素子からなるフォトカプラと、ＩＣとを含み構成される。この場合、制御回路２２が行う制御の一例を示すと、まず、平滑化手段を介して電圧モニタ手段が検出した補助巻線１４からの出力電圧値がＩＣに入力される。ＩＣは、当該電圧値と補助巻線１４と２次巻線１２、１３との巻数比とから２次巻線１２、１３の出力電圧を算出し、この電圧に基づき２次巻線１２、１３の出力電圧を安定化させるための制御信号を生成する。そしてＩＣはこの制御信号を、ＩＣと接続されたフォトカプラの発光素子に出力する。発光素子は入力された制御信号を光信号に変換し、当該光信号をスイッチング素子２１に接続された受光素子に出力する。さらに、この受光素子は入力された光信号を電気信号に変換し、当該信号を受けてスイッチング素子２１の時比率を変更する。

【0025】

コンデンサ２５、２６は、２次巻線１２、１３と接続されている。ダイオード２３、２４は、２次巻線１２、１３とコンデンサ２５、２６との間に接続されており、２次巻線１２、１３からの出力電圧を整流する。また、コンデンサ２５、２６により、整流された電圧が平滑化され、直流電圧が生成される。

【0026】

［１−２．作用効果］
（１）本実施形態のトランスＴは、コア１０と、コア１０に装着された１次巻線１１と、コア１０の１次巻線１１が装着された箇所に設けられたギャップ１５と、コア１０に装着され、１次巻線１１の巻軸方向において、１次巻線１１の両側かつギャップ１５から等距離に設けられた二つ以上の２次巻線１２、１３と、を備えるようにした。これにより、各２次巻線１２、１３のインダクタンスの差及び１次巻線１１との結合係数の差を小さくし、図３に示すように、各２次巻線１２、１３からの出力電圧が安定した時に乖離するのを抑制することができる。

【0027】

より詳細に、本実施形態による効果を従来技術と比較しつつ説明する。図１４に示す１次巻線１１１の両側に設けた２次巻線１１２、１１３がギャップ１１５から等距離にない従来のトランスの場合、一例を挙げると、２次巻線１１２、１１３のインダクタンス値が数十μＨのオーダーの場合で１の位のオーダーで異なるとすると、図１５に示すように、２次巻線１１２、１１３からの出力電圧が乖離する。これは、２次巻線１１２、１１３のインダクタンス値の差が大きいことに起因する。図１４の例では、インダクタンス値が１０の位までしか等しくならないのに対し、本実施形態のトランスＴの２次巻線１２、１３のインダクタンス値は、１０^−１の桁まで等しくでき、インダクタンス値の一致には二桁も違いがある。

【0028】

また、図１６に示すように、各２次巻線１１２、１１３の配置箇所をギャップ１１５からの距離を等距離としても、１次巻線１１１からの距離が異なる従来のトランスの場合、２次巻線１１２、１１３のインダクタンス値が数十μＨのオーダーの場合で、１０^−１の位のオーダーで異なるとすると、図１７に示すように２次巻線１１２、１１３からの出力電圧が乖離する。これは、両インダクタンス値はほぼ等しいが、１次巻線１１１との結合に差があることに起因する。図１６の例では、インダクタンス値が１の位までしか等しくならない。また、各２次巻線１１２、１１３の１次巻線１１１との結合係数は、１０^−１の位までしか等しくならない。一方、本実施形態のトランスＴの２次巻線１２、１３のインダクタンス値は、１０^−１の桁まで等しくでき、インダクタンス値の一致には一桁違いがある。また、本実施形態のトランスＴの１次巻線１１との結合係数は１０^−２のオーダーまで等しく、結合係数の一致には、一桁の違いがある。

【0029】

以上のように、本実施形態によれば、各２次巻線１２、１３のインダクタンス値の差及び１次巻線１１との結合係数の差を小さくできるので、各２次巻線１２、１３からの出力電圧が乖離するのを相乗的に抑制することができるトランス及びこれを用いたスイッチング電源装置が得られる。

【0030】

［２．第２の実施形態］
［２−１．構成］
第２の実施形態について、図４〜図１１を用いて説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態と基本構成は同じである。よって、第１の実施形態と異なる点のみを説明し、第１の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

【0031】

図４は、第２の実施形態に係るトランスの全体構成を示す模式的断面図である。図５は、第２の実施形態のトランスＴを用いたスイッチング電源装置の回路図である。第１の実施形態と異なる点は、二つ以上（ここでは二つ）の補助巻線１４、１６を設けた点にある。

【0032】

すなわち、補助巻線１４、１６は、各巻線１１〜１３の巻軸方向において、２次巻線１２、１３と隣接してそれぞれ設けられ、補助巻線１４、１６同士が並列接続されている点にある。本実施形態では、補助巻線１４、１６は、巻軸方向において、ギャップ１５からの距離を等距離とし、ギャップ１５に対して対称に設けられている。但し、補助巻線１４、１６は、ギャップ１５に対して必ずしも対称に設けられていなくても良い。

【0033】

また、本実施形態では、２次巻線１２、１３は、補助巻線１４、１６より１次巻線１１の近くに設けられている。なお、各巻線１１〜１６は、樹脂等の絶縁材料からなるボビンにより絶縁されている。また、図５に示すように、補助巻線１４、１６は、制御回路２２とも並列に接続されている。

【0034】

［２−２．作用効果］
（１）本実施形態の作用効果を、例として第１の実施形態と比較しながら説明する。本実施形態は、２次巻線１２、１３にそれぞれ異種の負荷を接続する場合など、負荷のバランスがアンバランスである場合であっても、２次巻線１２、１３からの出力電圧の変動を抑制することができるものである。なお、本実施形態の構成は１次巻線と二つ以上の２次巻線を備えるトランスであれば適用可能である。

【0035】

まず、第１の実施形態の構成において、負荷のバランスを変えたときの２次巻線１２、１３の出力電圧の波形を図６に示す。具体的には、図６は、２次巻線１２の電流を０Ａ、２次巻線１３の電流を０．１Ａとした場合の出力電圧波形（整流後）の例である。図６の点線間の幅は、２次巻線１２の最大出力電圧と２次巻線１３の最小出力電圧の間の幅であり、その間隔が約４．２５Ｖであることが分かる。

【0036】

一方、本実施形態では、二つ以上の補助巻線１４、１６を備え、補助巻線１４、１６は、１次巻線１１の巻軸方向において、２次巻線１２、１３と隣接してそれぞれ設け、補助巻線１４、１６同士を並列接続するようにした。これにより、負荷のバランスをアンバランスにした場合であっても、クロスレギュレーションを改善することができる。例えば、図７は、負荷のバランスを変えたときの２次巻線１２、１３の出力電圧波形（整流後）を示し、図６の場合と同様、２次巻線１２の電流を０Ａ、２次巻線１３の電流を０．１Ａとした場合の例である。図７に示すように、２次巻線１２、１３の最大出力電圧と最小出力電圧の一点鎖線間の幅は、約２．２５Ｖであり、図６の点線間の幅（約４．２５Ｖ）より狭く、出力電圧の変動は小さい。すなわち、出力電圧の安定性が向上し、クロスレギュレーションが改善されていることが分かる。

【0037】

その理由について、第１の実施形態を踏まえて説明する。まず、第１の実施形態では、負荷をアンバランスにすると、無負荷側の２次巻線の出力電圧波形に歪みが生じる。その一例を図８に示す。図８は、整流前の２次巻線の電圧波形である。図８（ａ）は、２次巻線１２に流れる電流を０Ａ（無負荷）、２次巻線１３に流れる電流を０．１Ａとした場合の出力電圧波形であり、図８（ｂ）は、負荷アンバランスを逆にしたもので、２次巻線１２に流れる電流を０．１Ａ、２次巻線１３に流れる電流を０Ａ（無負荷）とした場合の出力電圧波形である。このように、無負荷側の出力電圧波形が歪むということは、この歪みの分だけ出力電圧が変化することを意味する。

【0038】

なお、２次巻線の出力電圧波形に歪みが生じると、これに伴い当該２次巻線に隣接する補助巻線１４の電圧波形にも歪みが生じる。例えば、図９（ａ）に示すように、補助巻線１４から遠い２次巻線１２、補助巻線１４から近い２次巻線１３に流れる電流がそれぞれ０Ａ、０．１Ａの場合の補助巻線１４の電圧波形に対し、図９（ｂ）に示すように、補助巻線１４から遠い２次巻線１２、補助巻線１４から近い２次巻線１３に流れる電流がそれぞれ０．１Ａ、０Ａの場合の補助巻線１４の電圧波形は、時間２６０〜２６２μｓの区間において波形の形状が異なっており、図９（ｂ）の波形で歪みが生じている。補助巻線１４は、２次巻線１２からは遠く、２次巻線１３からは近くに配置されているから、補助巻線１４と各２次巻線１２、１３との結合係数がそれぞれ異なる。そのため、補助巻線１４の磁界を介した各２次巻線１２、１３への作用の仕方が異なり、クロスレギュレーションを改善することにはなりにくい。

【0039】

一方、本実施形態では、コア１０に装着された二つの補助巻線１４、１６を設け、これらの巻線１４、１６を並列接続するようにした。このため、補助巻線１４、１６同士は短絡し、補助巻線１４、１６の電圧波形は同じようになる。例えば、図１０は、２次巻線１２の電流を０Ａ、２次巻線１３の電流を０．１Ａとしたときの補助巻線１４、１６の電圧波形であり、両波形が同じようになっていることが分かる。また、補助巻線１４を２次巻線１３に、補助巻線１６を２次巻線１２にそれぞれ隣接して設けることで、補助巻線１４、１６から発生した磁界が隣接する２次巻線１２、１３に作用する。

【0040】

すなわち、負荷がアンバランスになったとき、一方の２次巻線１２、１３の電圧波形は正常であるが、他方の２次巻線１２、１３の電圧波形には歪みが生じる。これに伴い、歪んだ２次巻線１２、１３側の補助巻線１４、１６の電圧波形も歪む。しかし、正常な２次巻線１２、１３側の補助巻線１４、１６側の電圧波形は正常であり、両補助巻線１４、１６は短絡しているので、歪んだ２次巻線１２、１３側の補助巻線１４、１６の電圧波形も正常になる。この正常な電圧波形となる補助巻線１４、１６が歪んだ電圧波形となる２次巻線１２、１３に作用し、正常な電圧波形となり、歪みが軽減される。その一例として、図１１に整流前の２次巻線１２、１３の電圧波形を示す。図１１は、２次巻線１２の電流を０Ａ、２次巻線１３の電流を０．１Ａとしたときの電圧波形である。図１１の丸点線部に示すように、２次巻線１２の電圧波形の突出した部分（図中約２０Ｖ）が、図８（ａ）の２次巻線１２の突出した部分（図中約２１Ｖ）と比較して下がっており、歪みが改善されていることが分かる。このように、整流前の２次巻線１２、１３の両電圧波形が同様になるように改善されているため、クロスレギュレーションを低減させることができる。

【0041】

（２）本実施形態では、２次巻線１２、１３は、補助巻線１４、１６より１次巻線１１の近くに設けるようにした。これにより、各２次巻線１２、１３と１次巻線１１との結合係数を大きくすることができ、トランスとしての変換効率を向上させることができる。

【0042】

［３．他の実施形態］
本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、下記に示す他の実施形態も包含する。また、上記実施形態及び下記の他の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除、変更、置換等してもよい。他の実施形態の一例を下記に示す。また、上記実施形態及び下記の他の実施形態又はその組み合わせ等によるトランスを用いたスイッチング電源装置も本発明の範囲に含まれる。

【0043】

（１）第１及び第２の実施形態では、２次巻線１２、１３を二つ設けたが、三つ以上設けても良い。２次巻線を奇数個設ける場合、例えば３つ設ける場合には、図１２に示すように、二つの２次巻線１２、１３をギャップ１５を基準に対称に設け、三つ目の２次巻線１７は何れか一方の２次巻線１２、１３に層状に重ねて設ける。すなわち、何れか一方の２次巻線１２、１３の外側に巻軸方向を中心とした半径を変えて設ける。但し、樹脂製のボビン等で互いの巻線は絶縁する。

【0044】

２次巻線を偶数個設ける場合は、ギャップから等距離に設ける。４つ以上設ける場合は、例えば、奇数個設ける場合と同様に層状に重ねて設ける。このように、三つ以上の２次巻線を設ける多出力の形態であっても、上記のように、ギャップ１５を基準に対称、かつ、１次巻線１１との距離を等距離にすることで、インダクタンス値及び１次巻線１１との結合係数をそれぞれ等しくすることができる。従って、多出力の場合であっても、互いの出力電圧値の乖離を抑制できるスイッチング電源装置を得ることができる。

【0045】

（２）第１及び第２の実施形態では、補助巻線１４、１６及び制御回路２２を１次巻線１１と絶縁して設けていたが、図１３に示すように、１次巻線１１に接続するように補助巻線１４、１６及び制御回路２２を設けても良い。スイッチング素子２１の制御について、図１３の場合で説明すると、制御回路２２は、補助巻線１４の電圧を分圧する抵抗と、分圧された電圧を検出する電圧モニタ手段と、ＩＣとを備える。ＩＣは、入力された分圧値、分圧比、及び補助巻線１４と２次巻線１２、１３との巻数比とから２次巻線１２、１３の出力電圧を算出し、所定の電圧になるように制御信号を生成し、スイッチング素子２１に出力する。

【0046】

（３）第２の実施形態では、二つ以上の補助巻線１４、１６を各巻線１１〜１３の巻軸を同じにし、２次巻線１２、１３よりも１次巻線の遠くに設けるようにしたが、逆にしても良い。すなわち、各巻軸の方向において、１次巻線１１の両側に補助巻線１４、１６を一つずつ設け、さらにその外側に２次巻線１２、１３を設けるようにしても良い。

【0047】

（４）第１及び第２の実施形態では、補助巻線１４、１６を１次巻線１１の巻軸方向において、２次巻線１２、１３と重ならないように同一直線上に設けるようにしたが、巻軸方向を中心とした半径を変えて２次巻線１２、１３に層状に隣接して設けても良い。一例を示すと、２次巻線１３の外側に補助巻線１４を巻回して設け、２次巻線１２の外側に補助巻線１６を巻回して設けることができる。

【0048】

（５）第２の実施形態では、補助巻線１４、１６はギャップ１５に対して等距離に設けられ、ギャップ１５に対して対称に設けられていたが、これに限定されない。すなわち、補助巻線１４、１６がギャップ１５に対して等距離でなく非対称に設けられていたとしても、２次巻線１２、１３に均等に作用できれば良い。また、補助巻線１４、１６が、巻軸方向において、２次巻線１２、１３よりも１次巻線１１の近くに設けられていても良い。

【0049】

（６）第２の実施形態では、補助巻線１４、１６を二つ設けたが、三つ以上設けても良い。例えば、２次巻線が三つ以上設けられる場合に、各２次巻線にそれぞれ補助巻線を隣接配置し、各補助巻線同士は互いに並列接続する。

【符号の説明】

【0050】

１０ コア
１０ａ 中脚部
１１ １次巻線
１２、１３、１７ ２次巻線
１４、１６ 補助巻線
１５ ギャップ
２１ スイッチング素子
２２ 制御回路
２３、２４ ダイオード（整流手段）
２５、２６ コンデンサ（平滑化手段）
Ｔ トランス
Ｃ １次巻線及び２次巻線の巻軸が一致する直線

【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17】