專利名稱：逆變器驅(qū)動用電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于驅(qū)動構(gòu)成逆變電路的多個逆變器用開關(guān)元件的逆變器驅(qū)動用電源電路。
背景技術(shù)：
為了驅(qū)動構(gòu)成逆變電路的多個逆變器用開關(guān)元件，有時會用到向各個逆變器用開關(guān)元件供給輸出電壓并且相互絕緣的浮動電源。例如，在下述的專利文獻1中，記載了一種具有分別具有初級線圈和次級線圈，把次級線圈的輸出電壓供給逆變器用開關(guān)元件的6個變壓器，6個初級線圈與初級側(cè)電源并聯(lián)連接的回掃方式的電源電路結(jié)構(gòu)。而且，該電源電路具有監(jiān)視次級線圈的輸出電壓，控制初級側(cè)電源的電壓的控制電路。專利文獻1 日本特開平11-178356號公報但是，上述專利文獻1所記載的電源電路結(jié)構(gòu)中存在著如下的問題，即在多個變壓器的任意一個中，如果在一處發(fā)生了初級線圈的斷線或因?qū)Τ跫壘€圈的輸入端子的焊錫開裂等的接觸不良等，則在發(fā)生了斷線或接觸不良的變壓器中的次級線圈的輸出電壓下降，因而不能進行正常的逆變器驅(qū)動控制。例如，在該逆變電路是用于驅(qū)動電動機的電路的情況下，電動機有可能變成無法控制。因此，希望實現(xiàn)一種即使在發(fā)生了這樣的初級線圈的斷線或接觸不良等故障的情況下，也能夠抑制次級線圈的輸出電壓的下降，從而能夠進行正常的逆變器的動作的逆變器驅(qū)動用電源電路。

發(fā)明內(nèi)容
為了達到上述的目的，本發(fā)明的用于驅(qū)動構(gòu)成逆變電路的多個逆變器用開關(guān)元件的逆變器驅(qū)動用電源電路的特征結(jié)構(gòu)是，具有N(N是2以上的整數(shù))個變壓器，該變壓器與推挽方式對應(yīng)，在初級線圈和次級線圈中分別具有第1線圈和第2線圈，并且把上述次級線圈的輸出電壓供給到上述逆變器用開關(guān)元件，N個上述初級線圈的上述第1線圈彼此與由第1電源控制部控制的初級側(cè)電源并聯(lián)連接，并且，N個上述初級線圈的上述第2線圈彼此與由第2電源控制部控制的初級側(cè)電源并聯(lián)連接，上述各個變壓器的芯的飽和磁通密度被設(shè)定為必要飽和磁通密度的[1+1/(N-1)]倍以上，該必要飽和磁通密度是，在構(gòu)成N個上述變壓器的電路內(nèi)沒有損壞部位的正常狀態(tài)下，即使是流過上述初級線圈的電流的最大值也不會發(fā)生磁飽和的最低限所需的必要飽和磁通密度。根據(jù)該特征結(jié)構(gòu)，即使在N個變壓器的任意初級線圈側(cè)的布線的一部分發(fā)生了斷線或接觸不良等故障等的情況下，也能夠抑制包括該發(fā)生了故障的變壓器的各個變壓器的次級線圈的輸出電壓下降，進行正常的逆變器的動作。即，由于構(gòu)成為N個初級線圈的第1 線圈彼此與由第1電源控制部控制的初級側(cè)電源并聯(lián)連接，并且，N個初級線圈的第2線圈彼此與由第2電源控制部控制的初級側(cè)電源并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)，所以，在N個變壓器的任意初級線圈側(cè)的布線的一部分發(fā)生了故障的情況下，該發(fā)生了故障的初級線圈中的構(gòu)成不能通過故障部分的電路的線圈的兩端電位，與未發(fā)生故障的變壓器的初級線圈中對應(yīng)部分的電位相等。其結(jié)果，能夠使發(fā)生了故障的變壓器的初級線圈進行與未發(fā)生故障的變壓器相似的動作，可確保使發(fā)生了故障的變壓器的次級線圈的輸出電壓與未發(fā)生故障的變壓器相同。而且，此時在未發(fā)生故障的1個或2個以上的變壓器各自的初級線圈中，在流過正常狀態(tài)下的電路的基礎(chǔ)上，還等分地流過在發(fā)生了故障的初級線圈中流過的電流。但是，根據(jù)該特征結(jié)構(gòu)，由于各個變壓器的芯的飽和磁通密度為了在正常狀態(tài)下不發(fā)生磁飽和被設(shè)定為作為最低限所需的必要飽和磁通密度的[ι+ι/(Ν-υ]倍以上，所以可防止未發(fā)生故障的變壓器的初級線圈形成磁飽和。由此，能夠從其它未發(fā)生故障的變壓器供給流過發(fā)生了故障的變壓器的初級線圈的電流，使發(fā)生了故障的變壓器的初級線圈可靠地進行與未發(fā)生故障的變壓器相似的動作。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式的電源電路的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示本發(fā)明的實施方式的逆變電路的結(jié)構(gòu)的圖。圖3是用于說明本發(fā)明的實施方式的電源電路的正常狀態(tài)下的動作的電路圖。圖4是表示本發(fā)明的實施方式的電源電路的正常狀態(tài)下的動作的時序圖。圖5是用于說明本發(fā)明的實施方式的電源電路中初級線圈的一個線圈發(fā)生了故障時的電源電路的動作的電路圖。圖6是表示本發(fā)明的實施方式的電源電路中初級線圈的一個線圈發(fā)生了故障時的動作的時序圖。圖7是表示本發(fā)明的實施方式的電源電路中初級線圈的一個線圈發(fā)生了故障時的動作的時序圖。圖8是用于說明本發(fā)明的實施方式的電源電路中初級線圈的中點抽頭發(fā)生了故障時的電源電路的動作的電路圖。圖9是表示本發(fā)明的實施方式的電源電路中初級線圈的中點抽頭發(fā)生了故障時的動作的時序圖。圖10是表示本發(fā)明的實施方式的電源電路中初級線圈的中點抽頭發(fā)生了故障時的動作的時序圖。
具體實施例方式下面，根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。本發(fā)明的逆變器驅(qū)動用電路1(以下簡稱為“電源電路1”)，是用于驅(qū)動構(gòu)成逆變電路2的多個逆變器用開關(guān)元件3的電源電路。在本實施方式中，作為一例，對逆變電路構(gòu)成為用于驅(qū)動電動機21的結(jié)構(gòu)的情況進行說明。這里，如圖2所示，電動機21是3相交流電動機，逆變電路2分別對應(yīng)電動機21的3 相為一對，共具有6個逆變器用開關(guān)元件3。另一方面，如圖1所示，電源電路1構(gòu)成為推挽方式的開關(guān)電源。而且，該電源電路1為了向各個逆變器用開關(guān)元件3供給驅(qū)動電壓，具有第1變壓器Tl至第6變壓器Τ6共6個變壓器，并且構(gòu)成為在6組輸出端子01 06之間輸出基本相同的輸出電壓Vl V6。而且，該電源電路1的特征點是，即使在這些6個變壓器Tl T6中的任意初級線圈Tll T61側(cè)的布線的一部分發(fā)生了斷線或接觸不良等故障的情況下，也能夠抑制包含發(fā)生了該故障的變壓器的各個變壓器Tl T6的輸出電壓Vl V6的下降，可進行正常的逆變器2的動作。下面進行詳細(xì)說明。電源電路的結(jié)構(gòu)首先，對本實施方式的電源電路1的結(jié)構(gòu)進行說明。如圖1所示，該電源電路1構(gòu)成為推挽方式的開關(guān)電源，具有與該推挽方式對應(yīng)的6個變壓器Tl T6。各個變壓器Tl T6分別具有初級線圈Tll T61和次級線圈T12 T62，初級線圈Tll T61與初級側(cè)電源4連接，次級線圈T12 T62的輸出電壓Vl V6分別被供給到后述的逆變電路2的6 個逆變器用開關(guān)元件3。而且，該電源電路1構(gòu)成為在輸出了輸出電壓Vl V6的6組輸出端子01 06之間相互絕緣的浮動電源。構(gòu)成各個變壓器Tl T6的初級線圈Tll T61和次級線圈T12 T62，為了與推挽方式對應(yīng)，分別具有第1線圈TlA T6A、T1C T6C和第2線圈TlB T6B、T1D T6D的 2個線圈。在各個初級線圈Tll T61中，第1線圈TlA T6A的端部通過中點抽頭與第2 線圈TlB T6B的端部連接。同樣，在各個次級線圈T12 T62中，第1線圈TlC T6C的端部通過中點抽頭與第2線圈TlD T6D的端部連接。在本實施方式中，初級線圈Tll T61的第1線圈TlA T6A的圈數(shù)被設(shè)定為與第2線圈TlB T6B的圈數(shù)相同的“Np”，次級線圈T12 T62的第1線圈TlC T6C的圈數(shù)被設(shè)定為與第2線圈TlD T6D的圈數(shù)相同的“Ns”。另外，Np、Ns的值可以適當(dāng)設(shè)定，根據(jù)“Ns/Np”決定各個變壓器Tl T6的變壓比。圖1中的各個線圈的一方端部側(cè)附加的黑點表示各個線圈的極性。這樣，各個線圈的極性被設(shè)定為，初級線圈Tll T61的第1線圈TlA T6A的極性與第2線圈TlB T6B的極性相同，并且，次級線圈T12 T62的第1線圈TlC T6C的極性與第2線圈TlD T6D 的極性相同。初級側(cè)電源4是向各個變壓器Tl T6的初級線圈Tll T61供給初級側(cè)電壓 Vin的電源。因此，被施加了初級側(cè)電壓Vin的初級側(cè)電源4的正極線41，與各個初級線圈Tll T61中的成為第1線圈TlA T6A與第2線圈TlB T6B的連接部的中點抽頭連接。這里，被施加在正極線41上的初級側(cè)電壓Vin通過初級側(cè)電壓平滑電容C7被平滑化。在本實施方式中，初級側(cè)電壓Vin被設(shè)定為比后述的電動機驅(qū)動用電源23的電壓低很多的電壓，例如是數(shù)“V” 數(shù)十“V”的程度。另外，電源電路1具有作為用于驅(qū)動控制各個變壓器Tl T6的初級側(cè)電壓Vin的布線的第1驅(qū)動線42和第2驅(qū)動線43。第1驅(qū)動線 42與各個第1線圈TlA T6A的中點抽頭相反側(cè)的端部(端點)連接，并且，6個第1線圈 TlA T6A通過共用的第1電源開關(guān)元件Sl接地。同樣，第2驅(qū)動線43與各個初級線圈 Tll T61的第2線圈TlB T6B的中點抽頭相反側(cè)的端部(端點)連接，并且，6個第2 線圈TlB T6B通過共用的第2電源開關(guān)元件S2接地。由此，6個初級線圈Tll T61的第1線圈TlA T6A彼此與初級側(cè)電源4并聯(lián)連接，并且，6個初級線圈Tll T61的第2 線圈TlB T6B彼此也與初級側(cè)電源4并聯(lián)連接。另外，在本實施方式的說明中，把構(gòu)成初級線圈Tll T61或次級線圈T12 T62的第1線圈TlA T6A、TlC T6C、或第2線圈 TlB T6B、TlD T6D中的中點抽頭相反側(cè)的端部適宜稱為“端點”。作為第1電源開關(guān)元件Sl和第2電源開關(guān)元件S2，在本實施方式中使用FET (場效應(yīng)晶體管)。第1電源開關(guān)元件Sl和第2電源開關(guān)元件S2由電源控制電路CC進行驅(qū)動控制。具體而言，第1電源開關(guān)元件Sl和第2電源開關(guān)元件S2在從電源控制電路CC施加了規(guī)定的驅(qū)動電壓(柵極驅(qū)動電壓)時，成為導(dǎo)通狀態(tài)，把第1驅(qū)動線42或第2驅(qū)動線43 接地，在未從電源控制電路CC施加驅(qū)動電壓的狀態(tài)下，成為截止?fàn)顟B(tài)，第1驅(qū)動線42或第 2驅(qū)動線43與地斷開。如后述那樣，電源控制電路CC通過使第1電源開關(guān)元件Sl和第2 電源開關(guān)元件S2交替成為導(dǎo)通狀態(tài)，進行推挽方式的電源動作。由此，被施加在相互并聯(lián)連接的6個第1線圈TlA T6A上的電壓，由第1電源開關(guān)元件Sl和電源控制電路CC進行控制，被施加在相互并聯(lián)連接的6個第2線圈TlB T6B上的電壓，由第2電源開關(guān)元件 S2和電源控制電路CC進行控制。從而，在本實施方式中，電源控制電路CC和第1電源開關(guān)元件Sl構(gòu)成本發(fā)明中的第1電源控制部5，電源控制電路CC和第2電源開關(guān)元件S2構(gòu)成本發(fā)明中的第2電源控制部6。由于各個變壓器Tl T6中的從次級線圈T12 T62到輸出端子01 06的結(jié)構(gòu)都相同，所以，這里以第1變壓器Tl為代表進行說明。第1變壓器Tl的次級線圈T12的輸出電壓Vl被輸出到輸出端子01之間。輸出端子01由輸出正極線51的輸出側(cè)端部和輸出負(fù)極線52的輸出側(cè)端部構(gòu)成。次級線圈T12的成為第1線圈TlC與第2線圈TlD連接的連接部的中點抽頭，與輸出負(fù)極線52連接。次級線圈T12的第1線圈TlC中的中點抽頭相反側(cè)的端部(端點)，通過限制從輸出端子01側(cè)向次級線圈T12側(cè)流過電流的第1 二極管 D1，與輸出正極線51連接。另外，與次級線圈T12的第二線圈TlD的中間抽頭相反側(cè)的端部(端點)，通過限制從輸出端子01側(cè)向次級線圈T12側(cè)流過電流的第2 二極管D2與輸出正極線51連接。從第1 二極管Dl的輸出線與第2 二極管D2的輸出線連接的連接部到輸出端子01側(cè)的線，即輸出正極線51之間，串聯(lián)連接有第1電感器Li。而且，在輸出正極線 51上的從第1電感器Ll到輸出端子01側(cè)，在輸出正極線51與輸出負(fù)極線52之間設(shè)有第 1輸出平滑電容Cl。第1電感器Ll和第1輸出平滑電容器Cl是為了使輸出電壓Vl平滑化而設(shè)置。另外，也可以采用不具備第1電感器Ll的結(jié)構(gòu)。關(guān)于第2變壓器T2至第6變壓器T6中的從次級線圈T22 T62到輸出端子02 06的結(jié)構(gòu)，只要把各部的名稱適宜變更為，第3 二極管D3 第12 二極管D12、第2電感器 L2 第6電感器L6、第2輸出平滑電容器C2 第6輸出平滑電容器C6等，便和第1變壓器Tl的情況相同。因此，省略詳細(xì)的說明。另外，在該電源電路1中，對各個變壓器Tl T6的芯的飽和磁通密度進行了適宜的設(shè)定，從而，即使在6個變壓器Tl T6中的任意初級線圈Tll T61側(cè)的布線的一部分發(fā)生了斷線或接觸不良等故障等的情況下，也能夠抑制包含發(fā)生了該故障的變壓器的各個變壓器Tl T6的輸出電壓Vl V6的下降。具體而言，對各個變壓器Tl T6的芯，把各個芯的飽和磁通密度Bs設(shè)定為相對必要飽和磁通密度的“6/5”倍以上。這里，對于“必要飽和磁通密度&1”，設(shè)定為在構(gòu)成6個變壓器Tl T6的電路內(nèi)沒有損壞部位的正常狀態(tài)下，流過初級線圈Tll T61的電流的最大值不會導(dǎo)致磁飽和的，最低限的必要的飽和磁通
也/又。另外，在本實施方式中，舉例說明了電源電路1具有6個變壓器的情況，但關(guān)于電源電路1具有多個變壓器的情況下的各個變壓器的芯的飽和磁通密度Bs的設(shè)定，可以使用電源電路1所具有的變壓器的個數(shù)N和各個芯的必要飽和磁通密度&1，用通用的公式(1)
來表不。
Bs ^ {1+1/(N-l)}Bn— (1)這里，N是2以上的整數(shù)。S卩，如該公式(1)所示，對各個N個變壓器的芯，把各個芯的飽和磁通密度Bs設(shè)定為相對必要飽和磁通密度&!的[1+1/(N-I)]倍以上。關(guān)于這樣的芯的飽和磁通密度Bs的設(shè)定，是通過對芯的材質(zhì)、構(gòu)造、形狀等進行適宜設(shè)定來實現(xiàn)。逆變電路的結(jié)構(gòu)下面，結(jié)合圖2，對本實施方式的逆變電路2的結(jié)構(gòu)進行說明。該逆變電路2是用于把電動機驅(qū)動用電源23的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓，并供給電動機21的電路。電動機驅(qū)動用電源23的電壓，被設(shè)定為比上述的初級側(cè)電壓Vin高很多的電壓，例如是數(shù)百“V”寸。逆變電路2具有多個逆變器用開關(guān)元件3和多個續(xù)流(free wheel) 二極管17。 這里，逆變電路2對應(yīng)電動機21的各相(U相、V相、W相的3相)分別具有一對開關(guān)元件， 具體而言，具有U相用上橋臂元件11和U相用下橋臂元件12、V相用上橋臂元件13和V相用下橋臂元件14、以及W相用上橋臂元件15和W相用下橋臂元件16，共6個開關(guān)元件。另外，在本實施方式中，在沒有特意區(qū)別各個元件11 16的情況下，簡稱為逆變器用開關(guān)元件3。作為這6個開關(guān)元件3，在本實施方式中，使用IGBT(絕緣柵雙極晶體管)。各相用的上橋臂元件11、13、15的發(fā)射極和下橋臂元件12、14、16的集電極分別與電動機21的各相線圈連接。另外，各相用的上橋臂元件11、13、15的集電極與電動機驅(qū)動用電源23的正極側(cè)連接，各相用的下橋臂元件12、14、16的發(fā)射極與電動機驅(qū)動用電源23的負(fù)極側(cè)連接。 另外，各個逆變器用開關(guān)元件3分別與續(xù)流二極管17并聯(lián)連接。在各個逆變器用開關(guān)元件3的柵極發(fā)射極之間，通過柵極驅(qū)動電路20，被施加作為柵極驅(qū)動電壓的電源電路1的輸出電壓Vl V6。柵極驅(qū)動電路20根據(jù)從控制單元22 輸出的作為開關(guān)控制信號的柵極驅(qū)動信號，進行導(dǎo)通、截止動作。而且，在柵極驅(qū)動電路20 成為導(dǎo)通狀態(tài)時，在各個逆變器用開關(guān)元件3的柵極、發(fā)射極之間被施加輸出電壓Vl V6， 各個逆變器用開關(guān)元件3成為導(dǎo)通狀態(tài)。而在柵極驅(qū)動電路20成為了截止?fàn)顟B(tài)時，各個逆變器用開關(guān)元件3的柵極、發(fā)射極之間的電壓成為零，各個逆變器用開關(guān)元件3成為截止?fàn)顟B(tài)。這里，各個逆變器用開關(guān)元件3根據(jù)柵極驅(qū)動信號，進行基于PWM(脈寬調(diào)制)控制等的開關(guān)動作。由此，逆變電路2把電動機驅(qū)動用電源23的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓，并供給電動機21，驅(qū)動電動機21旋轉(zhuǎn)。另外，在電動機21作為發(fā)電機發(fā)揮功能時，逆變電路2 把產(chǎn)生的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，并把其供給電動機驅(qū)動用電源23。流過逆變電路2與電動機21的各相線圈之間的各相電流，由電流傳感器M檢測出，并被輸出到控制單元22。另外，在圖2的例中，只測定了 U相、V相的2相電流。由于U 相、V相、W相的3相電流為平衡狀態(tài)，瞬時的總和為零，所以測定了 2相的電流之后，可通過運算來求出剩余的1相的電流。另外，電動機21的轉(zhuǎn)子的各個時間點的磁極位置，由旋轉(zhuǎn)傳感器25檢測出來，并被輸出到控制單元22。旋轉(zhuǎn)傳感器25例如由旋轉(zhuǎn)變壓器等構(gòu)成。 這里，磁極位置表示電角上的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度。正常狀態(tài)下的電源電路的動作下面，結(jié)合圖3和圖4，對本實施方式的電源電路1的正常狀態(tài)下的動作進行說明。 另外，在圖3和在故障時的動作的說明中時使用的圖5和圖8的電路圖中，對于電源電路1 所具備的6個變壓器Tl T6內(nèi)，除了第1變壓器Tl和第2變壓器T2以外，省略了關(guān)于其余的變壓器T3 T6的部分的圖示。另外，圖4和在故障時的說明中使用的圖6、圖7、圖9 和圖10，是表示電源電路1的動作中的各部的電壓或電流的時間變化的時序圖。這里，圖4 所示的各個時序圖中的電壓或電流的值，表示在圖3的電路圖的各部中以箭頭所示的方向為基準(zhǔn)所取得的值。S卩，關(guān)于電壓值，以箭頭的根端為基準(zhǔn)電位(0 [V])，關(guān)于箭頭前端側(cè)的電位，如果比基準(zhǔn)電位高，則取正值，如果比基準(zhǔn)電位低，則取負(fù)值。關(guān)于電流值，把從箭頭的根端流向前端側(cè)的電流作為正向電流，把流向與其相反方向的電流作為負(fù)向電流。這樣的記載方法，在描述圖6和圖7的時序圖與圖5的電路圖的關(guān)系、和圖9和圖10的時序圖與圖8的電路圖的關(guān)系中也是同樣。由于正常狀態(tài)下的動作中的6個變壓器Tl T6的動作相同，所以，這里只對關(guān)于電源電路1的第1變壓器Tl的部分的動作進行說明。在電源電路1的動作中，電源控制電路CC使第1電源開關(guān)元件Sl和第2電源開關(guān)元件S2交替成為導(dǎo)通狀態(tài)。這里，把各個電源開關(guān)元件Si、S2的導(dǎo)通、截止動作波形的相位設(shè)定為相互錯開180度，并且把各個電源開關(guān)元件Si、S2的導(dǎo)通占空比設(shè)定為小于50%，并且在第1電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間 Slon與第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on之間設(shè)置空時間。另外，關(guān)于各個電源開關(guān)元S1、S2的導(dǎo)通占空比，可通過對各個電源開關(guān)元件Si、S2的導(dǎo)通期間Slon、S2on的長度 Lon除以各個電源開關(guān)元件Si、S2的導(dǎo)通、截止動作的周期T來求出。首先，結(jié)合圖4(a) (d)，對變壓器Tl的初級線圈Tll側(cè)的動作進行說明。在第 1電源開關(guān)元件Sl成為了導(dǎo)通狀態(tài)時，第1線圈TlA的端點的電位成為地電位(0[V])。此時，初級線圈Tll的中點抽頭的電位與初級側(cè)電壓Vin相等。因此，如圖4(a)所示，在第1 電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon，以中點抽頭的電位為基準(zhǔn)的第1線圈TlA的電壓V-TlA 成為“-Vin[V]”。這里，初級線圈Tll的第1線圈TlA和第2線圈TlB由于圈數(shù)為相同的 (Np)，并且極性也相同，所以在初級線圈Tll的第2線圈TlB中，通過相互感應(yīng)，產(chǎn)生與第1 線圈TlA相同大小和方向的電壓。因此，如圖4(b)所示，在第1電壓開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon,以中點抽頭的電位為基準(zhǔn)的第2線圈TlB的電壓V-TlB成為“Vin[V] ”。而且，此時如圖4(c)所示，在第1線圈TlA中從中點抽頭側(cè)流向端點側(cè)的電流I-T1A，瞬間上升到一定值后，隨著時間的經(jīng)過，逐漸增加。這里，把在第1電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon的最后所表示的電流I-TlA的最大值設(shè)為“Ip”。另外，由于此時第2電源開關(guān)元件S2處于截止?fàn)顟B(tài)，所以，在第2線圈TlB中沒有電流，如圖4(d)所示，在第2線圈中從中點抽頭流向端點側(cè)的電流I-TlB成為“O”。另外，在第2電源開關(guān)元件S2成為了導(dǎo)通狀態(tài)時，第2線圈TlB的端點的電位成為地電位(0[V])。此時，初級線圈Tll的中點抽頭的電位與初級側(cè)電壓Vin相等。因此，如圖4(b)所示，在第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on，第2線圈TlB的電壓V-TlB成為 "-Vin[V] ”。此時，在初級線圈Tll的第1線圈TlA中，通過相互感應(yīng)，產(chǎn)生與第2線圈TlB 相同大小和方向的電壓。因此，如圖4(a)所示，在第2電壓開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on， 第1線圈TlA的電壓V-TlA成為“Vin[V] ”。而且，此時如圖4(d)所示，流過第2線圈TlB 的電流I-T1B，瞬間上升到一定值后，隨著時間的經(jīng)過，逐漸增加。該在第2電源開關(guān)元件 S2的導(dǎo)通期間S2on的最后所表現(xiàn)電流I-TlB的最大值，成為與電流I-TlA的最大值相同的“Ip”。另外，由于此時第1電源開關(guān)元件Sl處于截止?fàn)顟B(tài)，所以，在第1線圈TlA中沒有電流，如圖4(c)所示，流過第1線圈TlA的電流I-TlA成為“O”。另外，在第1電源開關(guān)元件Sl和第2電源開關(guān)元件S2雙方成為截止?fàn)顟B(tài)的空時間中，電壓V-T1A、電壓V-T1B、電流 I-TlA和電流I-TlB都成為“0”。下面，結(jié)合圖4(e) (i)，對變壓器Tl的次級線圈T12側(cè)的動作進行說明。如上所述，在第1電源開關(guān)元件Sl成為了導(dǎo)通狀態(tài)時，如圖4(c)所示，流過初級線圈Tll的第1 線圈TlA的電流I-TlA隨著時間的經(jīng)過而逐漸增加。這里，初級線圈Tll的第1線圈TlA和第2線圈TlB的圈數(shù)為“Np”，次級線圈T12的第1線圈TlC和第2線圈TlD的圈數(shù)為“Ns”。 因此，如圖4(e)所示，在第1電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon，在變壓器Tl的相互感應(yīng)作用下，以中點抽頭的電位為基準(zhǔn)的第1線圈TlC的電壓V-T1C，成為“-(Ns/Np)Vin[V]”。此時，第1 二極管Dl由于成為反向偏置狀態(tài)，所以，在次級線圈T12的第1線圈TlC中沒有電流，如圖4(g)所示，在第1 二極管Dl中流向輸出正極線51側(cè)的電流I-Dl成為“0”。另一方面，如圖4(f)所示，在第1電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon，在變壓器Tl的相互感應(yīng)作用下，以中點抽頭的電位為基準(zhǔn)的第2線圈TlD的電壓V-TlD成為“(Ns/Np)Vin[V]”。此時，由于二極管D2成為正向偏置狀態(tài)，所以，在次級線圈T12的第2線圈TlD中，從中點抽頭向端點流過電流。具體而言，如圖4(h)所示，在第2 二極管D2中流向輸出正極線51側(cè)的電流I-D2，瞬間上升到與在第1電源開關(guān)元件Sl剛成為導(dǎo)通狀態(tài)前，流過第1電感器Ll 的電流I-Ll的電流I-Ll (參照圖4(i))相同的值后，隨著時間的經(jīng)過，逐漸增加。另外，在第2電源開關(guān)元件S2成為了導(dǎo)通狀態(tài)時，如圖4(d)所示，流過初級線圈 Tll的第2線圈TlB的電流I-TlB隨著時間的經(jīng)過而逐漸增加。這里，初級線圈Tll的第 1線圈TlA和第2線圈TlB的圈數(shù)為“Np”，次級線圈T12的第1線圈TlC和第2線圈TlD 的圈數(shù)為“Ns”。因此，如圖4(f)所示，在第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on，在變壓器 Tl的相互感應(yīng)作用下，以中點抽頭的電位為基準(zhǔn)的第2線圈TlD的電壓V-T1D，成為“-(Ns/ Np)Vin[V]”。此時，第2 二極管D2由于成為反向偏置狀態(tài)，所以，在次級線圈T12的第2線圈TlD中沒有電流，如圖4(h)所示，在第2 二極管D2中流向輸出正極線51側(cè)的電流I-D2 成為“0”。另一方面，如圖4(e)所示，在第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on，在變壓器 Tl的相互感應(yīng)作用下，以中點抽頭的電位為基準(zhǔn)的第1線圈TlC的電壓V-TlC成為“(Ns/ Np) Vin[V] ”。此時，由于第1 二極管Dl成為正向偏置狀態(tài)，所以，在次級線圈T12的第1線圈TlC中，從中點抽頭向端點流過電流。具體而言，如圖4(g)所示，在第1 二極管Dl中流向輸出正極線51側(cè)的電流I-D1，瞬間上升到與在第2電源開關(guān)元件S2剛成為導(dǎo)通狀態(tài)前， 流過第1電感器Ll的電流I-Ll的電流I-Ll (參照圖4(i))相同的值后，隨著時間的經(jīng)過， 逐漸增加。而且，如圖4(i)所示，上述的流過第1 二極管Dl的電流I-Dl和流過第2 二極管 D2的電流I-D2的疊加電流成為流過輸出正極線51的電感器Ll的電流I-Ll。另外，在第1 電源開關(guān)元件Sl和第2電源開關(guān)元件S2雙方成為截止?fàn)顟B(tài)的空時間中，在抑制流過輸出正極線51的電流I-Ll的變化的電感器Ll的作用下，在電感器Ll的輸出端子01側(cè)，流過以在第1電源開關(guān)元件Sl和第2電源開關(guān)元件S2的一方為導(dǎo)通狀態(tài)時流過的電流為初始值，隨著時間的經(jīng)過而逐漸減少的電流I-L1。由于在電感器Ll中流過這樣的電流I-L1，所以，如圖4(g)和(h)所示，在通過第1線圈TlC和第1 二極管Dl的路徑、和通過第2線圈 TlD和第2 二極管D2的路徑中，分別流過以規(guī)定的比例分割了該電流I-Ll后的電流。由此，在輸出正極線51與輸出負(fù)極線52之間，S卩，輸出端子01之間，輸出被電感器Ll和輸出平滑電容器Cl平滑后的輸出電壓Vl。該輸出電壓Vl成為以輸出負(fù)極線52的電位為基準(zhǔn)的輸出正極線51的電位，S卩，下述式(2)所示的值。這里，“Lon/T”相當(dāng)于各個電源開關(guān)元件S1、S2的導(dǎo)通占空比。另外，為了簡化說明，這里，把第1 二極管Dl和第2 二極管D2的正向電壓都視為“0[V]”。Vl = 2 (Lon/T) (Ns/Np)Vin〔V〕— (2)另外，其余5個變壓器T2 T6也進行完全相同的動作，各自的輸出電壓V2 V6 成為與Vl相同的值。初級線圈的一個的線圈發(fā)生了故障時的電源電路的動作下面，使用圖5 圖7對初級線圈Tll T61的第1線圈TlA T6A和第2線圈 TlB T6B的一個發(fā)生了故障時的電源電路1的動作進行說明。這里，如圖5所示，以構(gòu)成第1變壓器Tl的初級線圈Tll的第2線圈TlB因故障而功能不良的情況為例進行說明。首先，根據(jù)圖6的時序圖對發(fā)生了故障的第1變壓器Tl的動作進行說明。另外， 圖6雖然與表示正常狀態(tài)下的第1變壓器1的動作的圖4對應(yīng)，但由于初級線圈Tll的第 2線圈TlB不能發(fā)揮功能，所以，未示出第2線圈TlB的電壓V-T1B、和流過第2線圈TlB的電流I-TlB0即使在第1變壓器Tl的初級線圈Tll發(fā)生了故障的情況下，第1電源開關(guān)元件Sl 和第2電源開關(guān)元件S2也能夠與正常狀態(tài)下的動作中同樣地由電源控制電路CC交替控制為導(dǎo)通狀態(tài)。而且，在第1電源開關(guān)元件Sl成為了導(dǎo)通狀態(tài)時，初級線圈Tll的第1線圈TlA的端點電位成為地電位(0[V])，此時的初級線圈Tll的中點抽頭的電位與初級側(cè)電壓Vin相等。因此，如圖6(a)所示，在第1電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon，以中點抽頭的電位為基準(zhǔn)的第1線圈TlA的電壓V-TlA成為“-Vin[V]”。而且此時，如圖6所示，在第 1線圈TlA中從中點抽頭側(cè)流向端點側(cè)的電流I-T1A，在瞬間上升到一定值后，隨著時間的經(jīng)過逐漸增加。這樣的第1電源開關(guān)元件Sl在導(dǎo)通期間Slon的動作與上述的正常狀態(tài)相同。因此，在第1電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon的最后呈現(xiàn)的電流I-TlA的最大值成為 “IP”。而在第2電源開關(guān)元件S2成為了導(dǎo)通狀態(tài)時，由于本來應(yīng)發(fā)揮功能的初級線圈 Tll的第2線圈TlB未能發(fā)揮功能，所以，就第1變壓器Tl個體來講，在初級線圈Tll中未產(chǎn)生電壓。但是，正如已對正常狀態(tài)下的動作所作的說明那樣，在未發(fā)生故障的其它變壓器T2 T6中，在第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on，第2線圈T2B T6B的電壓成為 "-Vin[V]，，(參照圖7(b))，基于相互感應(yīng)，第1線圈T2A T6A的電壓成為“Vin[V]，，(參照圖7 (a))。因此，在第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on，各個變壓器T2 T6的初級線圈 T21 T61中的第1線圈T2A T6A的端點電位，相對第2線圈T2B T6B的端點電位，即地電位(0[V])，而成為“2Vin[V] ”。由此，與正常的變壓器T2 T6的第1線圈T2A T6A 的端點電連接的第1變壓器Tl的第1線圈TlA的端點電位也成為相同的電位“2Vin[V]”。 該電位是比第1變壓器Tl的初級線圈Tll的中點抽頭的電位“Vin[V]”高出“Vin[V]”的電位。因此，如圖6(a)所示，在地2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on，第1變壓器Tl的初級線圈Tll中的第1線圈TlA的電壓V-TlA成為“Vin[V]”。這樣，在第1變壓器Tl中， 即使在初級線圈Tll的第2線圈TlB不能發(fā)揮功能的情況下，在初級線圈Tll的第1線圈 TlA中也能夠產(chǎn)生與正常狀態(tài)相同的電壓。
另外，此時構(gòu)成第1變壓器Tl的初級線圈Tll的第1線圈TlA的端點電位，不是由該第1線圈TlA所產(chǎn)生的電位，而是基于與該第1線圈TlA的端點連接的其它變壓器T2 T6的電位的提升所形成的電位。因此，在第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on，在第1線圈TlA中，流過從端點流向中點抽頭的負(fù)向電流I-T1A。該電流I-TlA在只關(guān)注絕對值的情況下，如圖6(b)所示，在瞬間上升到一定值后，隨著時間的經(jīng)過逐漸增加。而且，在該第 2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on的最后呈現(xiàn)的電流I-TlA的最大值成為“Ip” (如果考慮符號，則成為“-Ip”。這里，如圖3所示，在正常狀態(tài)下，流過第2線圈TlB的電流I-T1B， 其基準(zhǔn)方向與電流I-TlA相反。因此，在第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on，流過第1 線圈TlA的電流I-TlA與正常狀態(tài)下流過構(gòu)成第1變壓器Tl的初級線圈Tll的第2線圈 TlB的電流I-TlB的大小和方向相同。另外，如后述那樣，此時流過第1線圈TlA的電流，從與該第1線圈TlA連接的其它變壓器T2 T6的初級線圈T21 T61流入。如上所述，根據(jù)該電源電路1的結(jié)構(gòu)，在構(gòu)成第1變壓器Tl的初級線圈Tll的第 2線圈TlB不能發(fā)揮功能的情況下，與在正常狀態(tài)下流過第2線圈TlB的電流I-TlB相同的電流，流過第1線圈T1A。S卩，第1線圈TlA進行同時發(fā)揮兼做第2線圈TlB的功能的動作。由此，如圖6(c) (g)所示，在第1變壓器Tl的次級線圈T12側(cè)，進行與正常狀態(tài)時完全相同的動作(參照圖4(e) (i))。因此，在輸出正極線51與輸出負(fù)極線52之間，即， 輸出端子01之間，與正常狀態(tài)時同樣，輸出由電感器Ll和輸出平滑電容器Cl平滑化的輸出電壓VI。下面，根據(jù)圖7的時序圖，對未發(fā)生故障的變壓器T2 T6的動作，以第2變壓器 T2為代表進行說明。另外，關(guān)于其余的變壓器T3 T6的動作，由于與第2變壓器T2同樣， 所以省略說明。如上所述，第1電源開關(guān)元件Sl和第2電源開關(guān)元件S2在電源控制電路CC的控制下交替成為導(dǎo)通狀態(tài)。而且，在第1電源開關(guān)元件Sl成為了導(dǎo)通狀態(tài)時，初級線圈T21的第1線圈T2A的端點電位成為地電位(0[V])，此時的初級線圈T21的中點抽頭的電位與初級側(cè)電壓Vin相等。因此，如圖7(a)所示，在第1電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon，以中點抽頭電位為基準(zhǔn)的第1線圈T2A的電壓V-T2A成為“-Vin[V] ”。這里，由于初級線圈T21 的第1線圈T2A和第2線圈T2B圈數(shù)為相同的(Np)，并且極性也相同，所以，在初級線圈T21 的第2線圈T2B中，基于相互感應(yīng)而產(chǎn)生與第1線圈T2A相同大小和方向的電壓。因此，如圖7(b)所示，在第1電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon，以中點抽頭的電位為基準(zhǔn)的第2線圈T2B的電壓V-T2B成為“Vin[V]”。而且，此時如圖7(c)所示，在第1線圈T2A中從中點抽頭側(cè)流向端點側(cè)的電流I-T2A，在瞬間上升到一定值后，隨著時間的經(jīng)過而逐漸增加。這樣的第1電源開關(guān)元件Sl在導(dǎo)通期間Slon的動作，與上述的正常狀態(tài)同樣(參照圖4(a) 和(b))。由此，在第1電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon的最后所表現(xiàn)的電流I-T2A的最大值成為“Ip”。而此時由于第2電源開關(guān)元件S2處于截止?fàn)顟B(tài)，所以在第2線圈T2B中沒有電流，如圖7(d)所示，在第2線圈T2B中從中點抽頭側(cè)流向端點側(cè)的電流I-T2B成為 “O”。在第2電源開關(guān)元件S2成為了導(dǎo)通狀態(tài)時，第2線圈T2B的端點電位成為地電位 (0[V])，此時的初級線圈T21的中點抽頭的電位與初級側(cè)電壓Vin相等。因此，如圖7(b)所示，在第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on，第2線圈T2B的電壓V-T2B成為“_Vin[V] ”。此時，在初級線圈T21的第1線圈T2A中，基于相互感應(yīng)而產(chǎn)生與第2線圈T2B相同大小和方向的電壓。因此，如圖7(a)所示，在第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on，第1線圈T2A 的電壓V-T2A成為“Vin[V] ”。在這樣的第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on的第2線圈T2B的電壓V-T2B和第1線圈T2A的電壓V-T2A的動作，與上述的正常狀態(tài)同樣(參照圖4(a)和(b))。另一方面，在第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on的流過第1線圈T2A 的電流I-T2A和流過第2線圈T2B的電流I-T2B與正常狀態(tài)略有不同。S卩，如上所述，此時的在構(gòu)成第1變壓器Tl的初級線圈Tll的第1線圈TlA中，流過從端點流向中點抽頭的負(fù)的電流I-T1A。該電流I-TlA在只關(guān)注絕對值的情況下，如圖 6(b)所示，在瞬間上升到一定值后，隨著時間的經(jīng)過而逐漸增加。該電流I-TlA的最大值成為“Ip”(如果考慮符號，則成為“-Ip”。而且，該電流I-TlA通過第1變壓器Tl以外的其它變壓器T2 T6的初級線圈T21 T61，流入第1變壓器Tl的初級線圈T11。具體而言， 流過構(gòu)成第1變壓器Tl的初級線圈Tll的第1線圈TlA的電流I-T1A，被構(gòu)成其余5個變壓器T2 T6的初級線圈T21 T61的第1線圈T2A T6A各個平均分割，即，5等分。由此，盡管第1電源開關(guān)元件Sl處于截止?fàn)顟B(tài)，也能夠如圖7(c)所示那樣，在構(gòu)成第2變壓器T2的初級線圈T21的第1線圈T2A中，流過第1變壓器Tl的第1線圈TlA的電流I-TlA 的“1/5”的值的電流I-T2A，從中點抽頭向端點方向流過。因此，在第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on的最后所表現(xiàn)的電流I-T2A的最大值成為“Ip/5”。另一方面，此時，在構(gòu)成第2變壓器T2的初級線圈T21的第2線圈T2B中，從中點抽頭流向端點的電流I-T2B，如圖7(d)所示，在瞬間上升到一定值后，隨著時間的經(jīng)過而逐漸增加。這樣的電流I-T2B的動作本身與正常狀態(tài)相似。但是，此時在第2線圈T2B中，在流過正常狀態(tài)下流過的電流(最大值為“Ip”)的基礎(chǔ)上，進一步流過了與流過第1線圈T2A 的電流I-T2A的增加部分相應(yīng)的電流(最大值為“Ip/5”)。這里，與電流I-T2A的增加部分相應(yīng)的電流，向與該電流I-T2A相反的方向，S卩，在第2線圈T2B中，電流從中點抽頭流向端點方向。由此，流過第2線圈T2B的電流I-T2B相對正常狀態(tài)下流過的電流值增加了 20% (1/5)。因此，在第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on的最后所表現(xiàn)的電流I-T2B的最大值成為“6Ip/5”。而且，如圖7(e) (i)所示，在第2變壓器T2的次級線圈T22側(cè)，進行與正常狀態(tài)時完全相同的動作(參照圖4(e) (i))。因此，在輸出正極線51與輸出負(fù)極線52之間，即，輸出端子02之間，與正常狀態(tài)時同樣，輸出由電感器L2和輸出平滑電容器C2平滑化的輸出電壓V2。另夕卜，以上以構(gòu)成第1變壓器Tl的初級線圈Tll的第2線圈TlB發(fā)生了故障的情況為例進行了說明，但在該初級線圈Tll的第1線圈TlA因故障而功能不良的情況下的電源電路1的動作也是同樣。而且，關(guān)于第1變壓器Tl以外的任意變壓器T2 T6，在初級線圈T21 T61的第1線圈T2A T6A和第2線圈T2B T6B中的任意一個因故障而功能不良的情況下的電源電路1的動作也是同樣。另外，在本實施方式中，雖然以電源電路1具有6個變壓器的情況為例進行了說明，但是，對于在如上述那樣構(gòu)成任意變壓器的初級線圈的第1線圈和第2線圈的一方發(fā)生了故障時，流過其它未發(fā)生故障的變壓器的初級線圈的電流的最大值，可以使用電源電路1 所具有的變壓器的個數(shù)N、和在全部變壓器為正常狀態(tài)時流過各個構(gòu)成初級線圈的第1線圈和第2線圈的電流的最大值“Ip”，用通用的公式表示。即，在構(gòu)成任意一個變壓器的初級線圈的第1線圈和第2線圈的一方發(fā)生了故障，而另一方工作正常的情況下，如果把構(gòu)成其它未發(fā)生故障的變壓器的初級線圈的第1線圈和第2線圈的一方作為故障側(cè)線圈，把另一方作為正常側(cè)線圈，則流過未發(fā)生故障的各個變壓器的正常側(cè)線圈的電流的最大值為 “Ip”。另一方面，如上所述，在未發(fā)生故障的(N-I)個變壓器的各個故障側(cè)線圈中，發(fā)生了故障的變壓器的電流被等分割，即，流過被(N-I)等分的電流，因此，作為最大值而流過在正常狀態(tài)時的電流的最大值“Ip”上加上“{l/(N-l)}Ip”的電流。即，流過未發(fā)生故障的各個變壓器的故障側(cè)線圈的電路的最大值成為“{l+l/(N-l)}Ip”。因此，未發(fā)生故障的各個變壓器的初級線圈總體的電流的最大值也成為“{l+l/(N-l)}Ip”。中點抽頭發(fā)生了故障時的電源電路的動作下面，使用圖8 圖10對初級線圈Tll T61的中點抽頭發(fā)生了故障時電源電路 1的動作進行說明。這里，舉例說明如圖8所示那樣，第1變壓器Tl的初級線圈Tll的中點抽頭因故障而功能不良，來自初級側(cè)電源4的初級側(cè)電壓Vin不能施加到第1變壓器Tl的初級線圈Tll上的情況。首先，根據(jù)圖9的時序圖，對發(fā)生了故障的第1變壓器Tl的動作進行說明。另外， 圖9與表示正常狀態(tài)下的第1變壓器Tl的動作的圖4對應(yīng)，但這里由于初級線圈Tll的中點抽頭不能發(fā)揮功能，所以，對于作用于初級線圈Tll的電壓，表示為不是以中點抽頭為基準(zhǔn)，而是以第2線圈TlB的端點電位為基準(zhǔn)的初級線圈Tll的電壓V-T1AB。即使是第1變壓器Tl的初級線圈Tll發(fā)生了故障的情況，第1電源開關(guān)元件Sl 和第2電源開關(guān)元件S2也能夠與正常狀態(tài)下的動作中同樣，被電源控制電路CC交替控制為導(dǎo)通狀態(tài)。而且，在第1電源開關(guān)元件Sl成為了導(dǎo)通狀態(tài)時，第1變壓器Tl的初級線圈 Tl 1中的第1線圈TlA的端點電位成為地電位(0 [V])，在第2電源開關(guān)元件S2成為了導(dǎo)通狀態(tài)時，第1變壓器Tl的初級線圈Tll中的第2線圈TlB的端點電位成為地電位(0[V])。 但是，在本例中，由于初級線圈Tll的中點抽頭因故障而不能發(fā)揮功能，所以，來自初級側(cè)電源4的初級側(cè)電壓Vin不能被施加在第1變壓器Tl的初級線圈Tll上，就第1變壓器Tl 個體而言，在初級線圈Tll中不產(chǎn)生電壓。另一方面，如對正常狀態(tài)下的動作所作的說明那樣，在第1電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon，未發(fā)生故障的其它變壓器T2 T6中，在相互感應(yīng)的作用下，第2線圈T2B T6B的電壓成為“Vin[V]，，(參照圖10(b)，相對地電位的電位成為“2Vin[V] ”。同樣，在第2 電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on，在相互感應(yīng)的作用下，第1線圈TlB TlB的電壓成為 "Vin[V] ”(參照圖10(a)，相對地電位的電位成為“2Vin[V] ”。而且，發(fā)生了故障的第1變壓器Tl的初級線圈T11，由于與正常的變壓器T2 T6的初級線圈T21 T61電連接，所以第 1變壓器Tl的初級線圈Tll兩端的電位，與正常的其它變壓器T2 T6的初級線圈T21 T61兩端的電位相同。即，在第1電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon，第1變壓器Tl的初級線圈Tll中的第2線圈TlB的端點電位成為“2Vin[V] ”，在第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on，第1變壓器Tl的初級線圈Tll中的第1線圈TlA的端點電位成為“2Vin[V] ”。因此，如圖9(a)所示，在第1電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon，第1變壓器Tl的初級線圈 Tll的電壓V-TlAB成為“-2Vin[V] ”，在第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on，第1變壓器 Tl的初級線圈Tll的電壓V-TlAB成為“2Vin[V]”。這樣，在第1變壓器Tl中，即使中點抽頭不能發(fā)揮功能，在初級線圈Tll的兩端，也能夠產(chǎn)生與正常狀態(tài)相同的電壓。另外，此時的第1變壓器Tl的初級線圈Tll中的高側(cè)的電位“2Vin[V]”不是由該初級線圈Tll所產(chǎn)生的電位，而是基于與該初級線圈Tll的端點連接的其它變壓器T2 T6 的電位被提升的電位。因此，在第1電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon，在初級線圈Tll中， 流過從第2線圈TlB的端點流向第1線圈TlA的端點的正的電流I-T1AB。該電流I-TlAB 如圖9(b)所示，在瞬間上升到一定值后，隨著時間點經(jīng)過而逐漸增加。而且，在該第1電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon的最后所表現(xiàn)的電流I-TlAB的最大值成為“Ip/2”。同樣，在第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on，在初級線圈Tll中，流過從第1線圈TlA的端點流向第2線圈TlB的端點的負(fù)的電流I-T1AB。該電流I-TlAB如圖9(b)所示，在只關(guān)注其絕對值的情況下，在瞬間上升到一定值后，隨著時間點經(jīng)過而逐漸增加。而且，在該第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on的最后所表現(xiàn)的電流I-TlAB的最大值成為“Ip/T’ (如果考慮符號，則成為“-Ιρ/2”)。這里，如圖8所示，第1變壓器Tl的初級線圈Tll成為，其中點抽頭不能發(fā)揮功能， 而構(gòu)成初級線圈Tll的第1線圈TlA和第2線圈TlB作為一體來發(fā)揮功能的狀態(tài)。因此， 該初級線圈Tll由于相對正常狀態(tài)的第1線圈TlA或第2線圈Τ1Β，圈數(shù)成為2倍QNp)， 兩端的電壓也成為2倍，所以，流過的電流的大小成為“ 1/2”。另外，如后述的那樣，在第1 電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon和第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on流過初級線圈 Tll的電流，從與該初級線圈Tll連接的其它變壓器T2 T6的初級線圈T21 T61流入。如上所述，根據(jù)該電源電路1的結(jié)構(gòu)，在第1變壓器Tl的初級線圈Tll的中點抽頭不能發(fā)揮功能的情況下，初級線圈Tll的圈數(shù)成為2倍ONp)，流過的電流I-TlAB的大小成為“1/2”。由此，雖然初級線圈Tll側(cè)的動作與正常狀態(tài)時不同，但在第1變壓器Tl的次級線圈T12側(cè)，如圖9(c) (g)所示，進行與正常狀態(tài)時完全相同的動作(參照圖4(e) (i))。因此，在輸出正極線51與輸出負(fù)極線52之間，即輸出端子01之間，與正常狀態(tài)時同樣，輸出被電感器Ll和輸出平滑電容器Cl平滑的輸出電壓VI。下面，根據(jù)圖10的時序圖，以第2變壓器T2為代表，對未發(fā)生故障的變壓器T2 T6的動作進行說明。另外，由于其余變壓器T3 T6的動作與第2變壓器T2的動作相同， 所以省略說明。如上所述，第1電源開關(guān)元件Sl和第2電源開關(guān)元件S2由電源控制電路CC交替控制為導(dǎo)通狀態(tài)。而且，如圖10(a)和(b)所示，此時，構(gòu)成未發(fā)生故障的第2變壓器T2的初級線圈T21的第1線圈T2A的電壓V-T2A、和第2線圈T2B的電壓V-T2B的動作，與正常狀態(tài)相同(參照圖4(a)和(b))。另一方面，在第1電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon和第 2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on中的流過第1線圈T2A的電流I-T2A和流過第2線圈 T2B的電流I-T2B與正常狀態(tài)略有不同。S卩，如上所述，在第1變壓器Tl的初級線圈Tll中，在第1電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon，流過從第2線圈TlB的端點流向第1線圈TlA的端點的正的電流I-T1AB，在第2 電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on，流過從第1線圈TlA的端點流向第2線圈TlB的端點的負(fù)的電流I-T1AB。該電流I-TlAB在只關(guān)注絕對值的情況下，如圖9(b)所示，在瞬間上升到一定值后，隨著時間的經(jīng)過而逐漸增加。該電流I-TlAB的絕對值的最大值成為“Ip/2”。而且，該電流I-TlAB通過第1變壓器Tl以外的其它變壓器T2 T6的初級線圈T21 T61，流入第1變壓器Tl的初級線圈T11。具體而言，流過構(gòu)成第1變壓器Tl的初級線圈Tll的第1線圈TlA的電流I-T1AB，被其余5個變壓器T2 T6的初級線圈T21 T61的第1線圈T2A T6A均等分割，即，被5等分。由此，在第1電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon，盡管第2電源開關(guān)元件S2處于截止?fàn)顟B(tài)，也如圖10(d)所示那樣，在構(gòu)成第2變壓器T2的初級線圈T21的第2線圈T2B 中，從中點抽頭向端點方向流過在第1變壓器Tl的初級線圈Tll中流過的電流I-TlAB的 “1/5”的值的電流I-T2B。因此，在第1電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon的最后所表現(xiàn)的電流I-T2B的最大值成為“Ip/10”。另一方面，此時在構(gòu)成第2變壓器T2的初級線圈T21 的第1線圈T2A中，從中點抽頭流向端點方向的電流I-T2A，如圖10(c)所示，在瞬間上升到一定值后，隨著時間的經(jīng)過而逐漸增加。這樣的電流I-T2A的動作本身與正常狀態(tài)相似。 但是，此時在第1線圈T2A中，除了在正常狀態(tài)下流過的電流(最大值為“Ip”)之外，還流過與流過第2線圈T2B的電流I-T2B的增加部分相應(yīng)的電流(最大值為“Ip/10”)。這里， 與電流I-T2B的增加部分相應(yīng)的電流流向與該電流I-T2B相反的方向，即，在第1線圈T2A 中從中點抽頭流向端點方向。由此，流過第1線圈T2A的電流I-T2A，相對在正常狀態(tài)下流過的電流值而增加了 10% (1/10)。因此，在第1電源開關(guān)元件Sl的導(dǎo)通期間Slon的最后所表現(xiàn)的電流I-T2A的最大值成為“l(fā)lIp/10”。同樣，在第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on，盡管第1電源開關(guān)元件Sl處于截止?fàn)顟B(tài)，也如圖10(c)所示那樣，在構(gòu)成第2變壓器T2的初級線圈T21的第1線圈T2A 中，從中點抽頭向端點方向流過在第1變壓器Tl的初級線圈Tll中流過的電流I-TlAB的 “1/5”的值的電流I-T2A。另一方面，此時在構(gòu)成第2變壓器T2的初級線圈T21的第2線圈 T2B中，從中點抽頭流向端點方向的電流I-T2B，如圖10(d)所示，在瞬間上升到一定值后， 隨著時間的經(jīng)過而逐漸增加。此時在第2線圈T2B中，除了在正常狀態(tài)下流過的電流(最大值為“Ip”)以外，還流過與流過第1線圈T2A的電流I-T2A的增加部分相應(yīng)的電流(最大值為“Ip/10”)。由此，流過第2線圈T2B的電流I-T2B，相對在正常狀態(tài)下流過的電流值而增加了 10% (1/10)。因此，在第2電源開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間S2on的最后所表現(xiàn)的電流I-T2B的最大值成為“ΙΙΙρ/10”。而且，如圖10(e) (i)所示，在第2變壓器T2的次級線圈T22側(cè)，進行與正常狀態(tài)時完全相同的動作(參照圖4(e) (i))。因此，在輸出正極線51與輸出負(fù)極線52之間，即在輸出端子02之間，與正常狀態(tài)時同樣，輸出被電感器L2和輸出平滑電容器C2平滑的輸出電壓V2。另外，以上舉例說明了第1變壓器Tl中的初級線圈Tll的中點抽頭發(fā)生了故障的情況，但關(guān)于第1變壓器Tl以外的任意變壓器T2 T6，在初級線圈T21 T61的中點抽頭因故障而功能不良的情況下，電源電路1的動作也是同樣。而且，不僅是中點抽頭本身發(fā)生了故障的情況，即使是從初級側(cè)電源4的正極端子到任意變壓器Tl T6的中點抽頭的布線的任意部位發(fā)生了故障的情況，也是同樣。另外，在本實施方式中，說明了電源電路1具有6個變壓器的情況，但關(guān)于在如上述那樣任意變壓器的初級線圈的中點抽頭發(fā)生了故障時，流過其它未發(fā)生故障的變壓器的初級線圈的電流的最大值，可以使用電源電路1所具有的變壓器的個數(shù)N、和在全部變壓器處于正常狀態(tài)時流過構(gòu)成初級線圈的第1線圈和第2線圈的電流的最大值“Ip”，用通用的公式表示。即，在任意一個變壓器中的初級線圈的中點抽頭發(fā)生了故障的情況下，在未發(fā)生故障的(N-I)個變壓器的各自的初級線圈的第1線圈和第2線圈中，流過發(fā)生了故障的變壓器的電流被均等分割，即，被(N-I)等分，因此，作為最大值而流過在處于正常狀態(tài)時的電流的最大值“如”上加上“[1/{2(^1)}]訌”的電流。即，流過未發(fā)生故障的各個變壓器的故障側(cè)下圈的電流的最大值成為“ [1+1/ {2 (N-I)} ] Ip”。因此，未發(fā)生故障的各個變壓器的初級線圈總體的電流的最大值也成為“ [1+1/ {2 (N-I)} ] Ip”。各個變壓器的芯的設(shè)定如上所述，在構(gòu)成任意變壓器的初級線圈的第1線圈和第2線圈的一方發(fā)生了故障時，流過未發(fā)生故障的初級線圈的電流的最大值，比在任意變壓器的初級線圈的中點抽頭發(fā)生了故障時，流過未發(fā)生故障的初級線圈的電流的最大值大。而且，流過這樣的未發(fā)生故障的變壓器的初級線圈的電流的最大值，如上所述，成為“ [1+1/ {2 (N-I)} ] Ip”，因此，只要設(shè)定不發(fā)生各個變壓器的芯的磁通飽和的各個芯的飽和磁通密度Bs，則即使在任意變壓器的初級線圈或其周邊發(fā)生了斷線或接觸不良等故障的情況下，也能夠保證各個變壓器的動作。這里，流過各個變壓器的芯的磁通與流過各個變壓器的線圈的電流成正比例。因此，在該電源電路1中，如上述式(1)所示，把各個變壓器的芯的飽和磁通密度Bs設(shè)定為必要飽和磁通密度的U+1/(N-1)}倍以上，該必要飽和磁通密度&!是為了使在構(gòu)成N個變壓器的電路內(nèi)沒有損壞部位的正常狀態(tài)下流過初級線圈的電流的最大值Ip不會發(fā)生磁飽和所最低限所需的必要飽和磁通密度。在本實施方式中，電源電路1具有6個變壓器Tl T6(N = 6)。因此，對各個變壓器Tl T6的芯來說，各個芯的飽和磁通密度Bs被設(shè)定相對必要飽和磁通密度的“6/5”倍以上。通過這樣地設(shè)定各個芯的飽和磁通密度Bs，在多個變壓器的初級線圈的任意部位發(fā)生了故障時，可防止流過該故障初級線圈的電流等分地流過未發(fā)生故障的變壓器的初級線圈而使未發(fā)生故障的變壓器的初級線圈的芯形成磁飽和的情況。由此，能夠從其它未發(fā)生故障的變壓器供給流過發(fā)生了故障的變壓器的初級線圈的電流，從而，可如上述那樣使發(fā)生了故障的初級線圈可靠地進行與未發(fā)生故障的變壓器相似的動作。以上，說明了關(guān)于各個變壓器的芯的飽和磁通密度Bs的下限值的設(shè)定。而關(guān)于各個變壓器的芯的飽和磁通密度Bs的上限值，沒有特殊的限制，可自由進行設(shè)定。因此，只要芯的飽和磁通密度Bs在上述的下限值以上的范圍內(nèi)，考慮制造的容易性和成本等來設(shè)定適當(dāng)?shù)牟馁|(zhì)、結(jié)構(gòu)、形狀等，可達到良好的效果。但是，如果考慮到如上述那樣即使在初級線圈發(fā)生了故障時，也能夠確保輸出與正常狀態(tài)同樣的輸出電壓的狀態(tài)的，在1個變壓器的初級線圈中流過的最大電流值，則該最大電流值為“N· Ip”。這樣的最大電流值(N· Ip)相當(dāng)于在N個變壓器的初級線圈中的只有1個未發(fā)生故障，其余的(N-I)個初級線圈中的第 1線圈和第2線圈的一方發(fā)生了故障的狀態(tài)下，流過未發(fā)生故障的初級線圈的電流值。因此，只要把各個芯的飽和磁通密度Bs設(shè)定為基于這樣的最大電流值(Ν·Ιρ)不會發(fā)生各個變壓器的芯的磁通飽和，則即使在如上述那樣有(N-I)個變壓器的初級線圈發(fā)生了故障的情況下，也能夠確保各個變壓器的動作。反之，在可確保與正常狀態(tài)同樣的輸出電壓的狀態(tài)下，在初級線圈中不會流過超過這樣的最大電流值(Ν·Ιρ)的電流，從而不需要考慮其以上的電流值來設(shè)定各個變壓器的芯的飽和磁通密度Bs?；谶@一點，優(yōu)選各個變壓器的芯的飽和磁通密度Bs被設(shè)定為必要飽和磁通密度的N倍以下。在這種情況下，關(guān)于各個變壓器的芯的飽和磁通密度Bs的設(shè)定，與上述的下限值的設(shè)定一同，可用下式C3)表示。{1+1/(N-I)} Bn ^ Bs ^ N · Bn... (3)另外，在上述那樣的設(shè)定以外，采用例如容許在N個變壓器中的(N/幻個變壓器的初級線圈的故障的設(shè)定的情況下，優(yōu)選各個變壓器的芯的飽和磁通密度Bs被設(shè)定為必要飽和磁通密度的2倍以下。這樣，對于各個變壓器的芯的飽和磁通密度Bs的上限值，優(yōu)選對應(yīng)根據(jù)電源電路1的使用狀況等而容許何種程度的故障進行適宜設(shè)定。其它實施方式(1)在上述實施方式中，主要說明了電源電路1具有6個變壓器Tl T6的情況， 并且只對關(guān)于公式等的一部分說明，把變壓器的個數(shù)一般化為N個(N是2以上的整數(shù))進行了說明。當(dāng)然，本發(fā)明的電源電路1所具有的變壓器的個數(shù)不限于6個，只要是2個以上的任意個數(shù)，可同樣適用。因此，例如電源電路1具有4個變壓器，或具有12個變壓器的結(jié)構(gòu)，或者電源電路1具有7個以上變壓器的結(jié)構(gòu)，也是本發(fā)明的良好實施方式之一。(2)在上述實施方式中，舉例說明了作為第1電源開關(guān)元件Sl和第2電源開關(guān)元件S2而使用了 FET的情況。但是，這些開關(guān)元件的具體結(jié)構(gòu)不限于此，例如，也可以使用如 IGBT或雙極性晶體管等那樣的公知的各種構(gòu)造的功率晶體管。同樣，作為逆變電路2的各個逆變器用開關(guān)元件3，出了使用IGBT以外，也可以使用FET或雙極性晶體管等公知的各種構(gòu)造的功率晶體管。(3)在上述實施方式中，舉例說明了把電動機2的驅(qū)動用逆變電路2作為本發(fā)明的電源電路1的驅(qū)動對象的情況。但是，本發(fā)明的實施方式不限于此，例如，作為用于驅(qū)動如電源裝置等那樣的公知的各種用途的逆變電路中的多個逆變器用開關(guān)元件的逆變器驅(qū)動用電源電路，也可以良好地應(yīng)用本發(fā)明。產(chǎn)業(yè)上應(yīng)用的可能性本發(fā)明可以非常適用于用于驅(qū)動構(gòu)成逆變電路的多個逆變器用開關(guān)元件的逆變器用電源電路。符號說明1-逆變器驅(qū)動用電源電路；2-逆變電路；3-逆變器用開關(guān)元件；4-初級側(cè)電源；5-第1電源控制部；6-第2電源控制部；Tl T6-變壓器；Tll T61-初級線圈；TlA T6A-初級線圈的第1線圈；TlB T6B-初級線圈的第2線圈；T12 T62-次級線圈；TlC T6C-次級線圈的第1線圈；TlD T6D-次級線圈的第2線圈；
Vl V6-輸出電壓。
權(quán)利要求
1. 一種逆變器驅(qū)動用電源電路，用于驅(qū)動構(gòu)成逆變電路的多個逆變器用開關(guān)元件，其中，具有N個變壓器，該變壓器與推挽方式對應(yīng)，在初級線圈和次級線圈中分別具有第1線圈和第2線圈，并且把上述次級線圈的輸出電壓供給到上述逆變器用開關(guān)元件，其中，N是2 以上的整數(shù)，N個上述初級線圈的上述第1線圈彼此與由第1電源控制部控制的初級側(cè)電源并聯(lián)連接，并且，N個上述初級線圈的上述第2線圈彼此與由第2電源控制部控制的初級側(cè)電源并聯(lián)連接，上述各個變壓器的芯的飽和磁通密度被設(shè)定為必要飽和磁通密度的[1+1/(N-1)]倍以上，該必要飽和磁通密度是在構(gòu)成N個上述變壓器的電路內(nèi)沒有損壞部位的正常狀態(tài)下，即使是流過上述初級線圈的電流的最大值也不會發(fā)生磁飽和的最低限所需的必要飽和磁通密度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種逆變器驅(qū)動用電源電路，即使在初級線圈發(fā)生了故障的情況下，也能夠抑制次級線圈的輸出電壓的下降，進行正常的逆變器的動作。該電路具有與推挽方式對應(yīng)的N個(N是2以上的整數(shù))變壓器(T1～T6)，N個初級線圈(T11～T61)的第1線圈(T1A～T6A)彼此與由第1電源控制部(5)控制的初級側(cè)電源(4)并聯(lián)連接，并且第2線圈(T1B～T6B)彼此與由第2電源控制部(6)控制的初級側(cè)電源(4)并聯(lián)連接，各個變壓器的芯的飽和磁通密度被設(shè)定為必要飽和磁通密度的[1+1/(N-1)]倍以上，該必要飽和磁通密度是在構(gòu)成N個變壓器(T1～T6)的電路內(nèi)沒有損壞部位的正常狀態(tài)下，使流過初級線圈(T11～T61)的電流的最大值不會發(fā)生磁飽和的最低限所需的必要飽和磁通密度。
文檔編號H02M3/337GK102292904SQ20108000559
公開日2011年12月21日 申請日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日
發(fā)明者中村恭士, 青木一雄 申請人:愛信艾達株式會社