CN101090036B

CN101090036B - 平衡变压器

Info

Publication number: CN101090036B
Application number: CN2007101034946A
Authority: CN
Inventors: 伏见忠行
Original assignee: Sumida Corp
Current assignee: Sumida Corp
Priority date: 2006-05-18
Filing date: 2007-05-18
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2027-05-18
Also published as: TWI353613B; JP4841481B2; US20070268103A1; JP2007335841A; KR100879251B1; US7446641B2; CN101090036A; KR20070111996A; TW200744109A; TWM326690U

Abstract

一种平衡变压器，在由第1铁心(51)及第2铁心(52)各自的一部分所构成的小回路(9A)中，配置有变压器部(4A)的2组线圈(2A、3A)，在由第1铁心(51)及第2铁心(52)各自的一部分所构成的小回路(9B)中，配置有变压器部(4B)的2组线圈(2B、3B)。在变压器部(4A)产生的磁通沿着小回路(9A)环绕，而在变压器部(4B)产生的磁通沿着小回路(9B)向所述磁通方向相反的方向环绕。

Description

平衡变压器

技术领域

本发明涉及一种在并联驱动多个放电灯的电路中，用以使分流在多个放电灯的电流达到均衡的平衡变压器(balance transformer)，特别是涉及应用在DC/AC变换器(inverter，亦称逆变器)电路中的平衡变压器，该DC/AC变换器电路是并联地驱动笔记型计算机、液晶电视等所使用的各种显示面板的背光用冷阴极放电灯(CCFL，Cold Cathode Fluorescent Lamp)。

背景技术

以往，CCFL的并联驱动电路，已知有在例如国际公开第2005/038828号公报、美国专利第6781325号公报及日本专利特开2003-31383号公报等记载的电路。

另外，在日本专利特开2006-12781号公报中，提出了一种可适用在这种CCFL的并联驱动电路的、特别是记载在上述国际公开第2005/038828号公报的并联驱动电路中的平衡变压器，该平衡变压器配置多个变压器部，该变压器部由配置于同轴的1次线圈和2次线圈所构成。

记载在上述日本专利特开2006-12781号公报中的平衡变压器，根据其具体的方式大致分为3类。第1类是串联配置多个变压器部，并且配置将各变压器的线圈内连通的环状共通铁心(参照上述日本专利特开2006-12781号公报的图11、12、14)，第2类是并联配置多个变压器部，并且配置分别插入各变压器线圈内的具备多个脚部的共通铁心(参照上述日本专利特开2006-12781号公报图13)。此外，第3类是在并联的多个变压器部的每一个中配置单独的铁心(参照上述日本专利特开2006-12781号公报图15)。

然而，上述第1和第2类的平衡变压器，由于在各个变压器部产生的每个磁通的磁路未相互隔开，因此容易产生磁干扰，存在使流至各CCFL的电流均衡的作用的精确度降低的顾虑。

另一方面，上述第3类平衡变压器是通过按每个变压器部设置单独的铁心，虽各磁路相互隔开，但由于每个变压器部都需要铁心，因此难以谋求各个变压器部的小型化，而且存在使各变压器部的构成部件数多而增大成本的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题作出，其目的在于提供一种在各个变压器部产生的磁通不容易产生磁性干扰，且构成部件数少而可谋求小型化、低成本化的平衡变压器。

本发明的平衡变压器，配置在用以驱动多个放电灯的电路中，具备：

第1变压器部，由第1一次线圈及第1二次线圈而构成；

第2变压器部，由第2一次线圈及第2二次线圈而构成；及

磁性体铁心，由环状的外框部和使该外框部的内部短路的短路部构成，

在由所述外框部的一部分和所述短路部所构成的第1小回路中，仅配置有所有线圈中的所述第1变压器部的2组线圈，而在由所述外框部的另一部分和所述短路部所构成的第2小回路，仅配置有所有线圈中的所述第2变压器部的2组线圈，

在所述第1变压器部产生的第1磁通沿着所述第1小回路环绕，而在所述第2变压器部产生的第2磁通沿着所述第2小回路与所述第1磁通相反的方向环绕。

附图说明：

图1是一实施方式的平衡变压器的整体构成的俯视图。

图2是从图1所示的线圈架的正面侧观看的立体图。

图3是图1所示的磁性体铁心的分解图。

图4是第2铁心的变形例的图。

具体实施方式

以下，参照添附的附图，详细说明本发明的平衡变压器的实施方式。图1至图4是本发明的平衡变压器的实施方式。各图所示的3维正交坐标系是显示附图间的朝向的对应关系，在以下的说明中，将该3维正交坐标系的X轴方向称为前后(箭头方向为前方)，将Y轴方向称为左右(箭头方向为右方)，将Z轴方向称为上下(箭头方向为上方)。

首先，使用图1～第3图，说明本发明的一实施方式的平衡变压器的构成。图1是本发明的一实施方式的平衡变压器的整体构成的俯视图。图2是从图1所示的线圈架的正面侧观察的立体图。图3是图1所示的磁性体铁心的分解图。

本实施方式的平衡变压器1是例如在使笔记型计算机、液晶电视等所使用的各种显示面板的背光用的冷阴极放电灯(CCFL)放电、点亮的DC/AC变换器电路中，用以使分流在多个CCFL中的电流均流的平衡变压器，如图1所示，具备：由第1一次线圈2A和第1二次线圈3A构成的第1变压器部4A；由第2一次线圈2B和第2二次线圈3B构成的第2变压器部4B；及磁性体铁心5。

所述4组线圈2A、3A、2B、3B是缠绕在由塑料树脂等绝缘性材料构成的线圈架6。该线圈架6是如第2图所示，相互一体地形成有：配置有所述第1变压器部4A的第1线圈轴部61A；配置有所述第2变压器部4B的第2线圈轴部61B；及配置在所述第1及第2线圈轴部61A、61B之间的连结部62。在所述第1和第2线圈轴部61A、61B，分别形成有朝左右方向(图中Y方向)延伸的铁心插孔63，在所述连结部62形成有使插入至铁心插孔63内的所述磁性体铁心5(详细而言为后述的第1铁心51)的一部分露出的开口部62a。

另外，所述开口部62a用以进行后述的第1铁心51及第2铁心52的中脚部52d、52e、52f的接合。通过设置该开口部62a，从第1变压器部4A和第2变压器部4B至第2铁心52的中脚部52d、52e、52f间的爬电距离(creepage distance)会变长，可充分确保绝缘性。

更详细而言，所述第1线圈轴部61A是由缠绕有所述第1一次线圈2A的第1一次侧绕线部65A、缠绕有所述第1二次线圈3A的第1二次侧绕线部66A、及配置在该第1一次侧绕线部65A及第1二次侧绕线部66A之间的第一耐压壁部67A构成。所述第1二次侧绕线部66A，由端凸缘68和2个分隔凸缘69分割为3个绕线部分，在各个绕线部分，所述第1二次线圈3A各缠绕大略1/3。另外，在所述各个分隔凸缘69，形成有用于过渡到与邻接所述第1二次线圈3A的绕线部分连接的缺口部69a。

另外，所述第1二次侧绕线部66A的各个绕线部分的宽度(图中Y方向的长度)W₂，形成为比所述第1一次侧绕线部65A的缠绕区域的宽度W₁大。由此，可使缠绕在所述第1二次侧绕线部66A的第1二次线圈3A的缠绕匝数，相对于缠绕在所述第1一次侧绕线部65A的第1一次线圈2A的缠绕匝数(例如10T左右)大幅增多(例如，各个绕线部分为300T左右，合计900T左右)。通过使第1一次线圈2A与第1二次线圈3A的缠绕匝数有差别，即可将第1一次线圈2A的两端间的电位差抑制在较低程度。

然而，如此使缠绕匝数有差别时，第1一次线圈2A与第1二次线圈3A之间的电位差会变大，因此必须充分考虑确保第1一次线圈2A与第1二次线圈3A之间的耐压。在本实施方式中构成为：通过充分确保所述第1耐压壁部67A的宽度(图中Y方向的长度)，并且在其周面形成沟部67a，而使第1一次侧绕线部65A与第1二次侧绕线部66A之间的爬电距离变长，由此获得充分的耐压。

另一方面，所述第2线圈轴部61B，由缠绕有所述第2一次线圈2B的第2一次侧绕线部65B、缠绕有所述第2二次线圈3B的第2二次侧绕线部66B、及配置在该第2一次侧绕线部65B与第2二次侧绕线部66B之间的第2耐压壁部67B构成。该第2一次侧绕线部65B、第2二次侧绕线部66B及第2耐压壁部67B的构成，是与所述第1线圈轴部61A中的第1一次侧绕线部65A、第1二次侧绕线部66A及第1耐压壁部67A的构成相同，故省略其详细说明。

另外，在线圈架6一体地形成有5个端子座71至75。如图1所示，在端子座73保持有朝前方(图中下方)突出的2个1次侧端子7，在端子座72、74中分别保持有一个朝前方突出的1次侧端子7及朝后方(图中上方)突出的2次侧端子8，在端子座71、75中各保持有一个朝后方突出的2次侧端子8。所述第1二次线圈3A的各端部与端子座71、72的各个2次侧端子8的连接部8a连接，所述第2二次线圈3B的各端部与端子座74、75的各个2次侧端子8的连接部8a连接。此外，所述第1一次线圈2A的各端部及所述第2一次线圈2B的各端部与端子座72至74中的任一个1次侧端子7连接。

如此，通过使1次侧端子7及2次侧端子8配置在线圈架6的不同的侧面，优选配置在相互对置的侧面，即可充分确保1次线圈2A、2B与2次线圈3A、3B的绝缘性。另外，可使基板上的部件配置、配线的拉绕简略化。此外，将各2次侧端子8中特别与2次线圈3A、3B的高压侧连接的端子，配置在与配置了1次侧端子7的侧面互不相同的侧面即可，关于与低压侧连接的端子不一定要如上所述进行配置。

另外，如第2图所示在上述端子座71的上面，设置有沿着其左缘部延伸的壁部71a，在上述端子座72至71分别设置有沿着其前缘部延伸的壁部72a至74a。

如此，通过设置壁部71a、72a～74a，可进行铁心的定位，因此可抑制因铁心配置偏离所造成的特性参差。

另一方面，如第3图所示所述磁性体铁心5是由相互配合的第1铁心51及第2铁心52而构成，该第1铁心51及第2铁心52是分别由例如软磁性材料的铁氧体(亦可使用高导磁合金、铝硅铁粉(sendust)、五羰铁(ironcarbonyl)等材料或将该微粉末压缩成型后的铁粉铁心所形成。

形成为棒状的所述第1铁心51，构成为：自第2图所示的所述第2二次侧线圈轴部61B的右端侧插入至所述铁心插孔63内，在其左端部抵接于所述端子座71的壁部71a的状态下，保持在所述线圈架6内(参照图1)。

相对于此，所述第2铁心52，如第3图所示，相互一体地形成有：与所述第1铁心51平行而延伸的基部52a；在该基部52a的两端部分别朝所述第1铁心51突出的外脚部52b、52c；及在该基部52a的中央部分别朝所述第1铁心51突出的中脚部52d、52e。该第2铁心52，如图1所示配置成为：所述2个外脚部52b、52c分别在所述第1铁心51的左端侧及右端侧抵接于该第1铁心51的前面，且所述2个中脚部52d、52e在所述第1变压器部4A与所述第2变压器部4B之间抵接于该第1铁心51的前面。

另外，在本实施方式中，由第2铁心52的基部52a和2个外脚部52b、52c及第1铁心51构成环状(loop)的外框部，由第2铁心的2个中脚部52d、52e构成使该外框部的内部短路的短路部。

另外，由如图1所示配置的第1铁心51的大略左半部、第2铁心52的基部52a的大致左半部、左侧的外脚部52b及左侧的中脚部52d来构成第1小回路9A，由第1铁心51的大致右半部、第2铁心52的基部52a的大致右半部、右侧的外脚部52c及右侧的外脚部52e来构成第2小回路9B。

如图1所示，在所述第1小回路9A中仅配置有所述4组线圈2A、3A、2B、3B中所述第1变压器部4A的2组线圈2A、3A，在所述第2的小回路9B仅配置有所述4组线圈2A、3A、2B、3B中所述第2变压器部4B的2组线圈2B、3B。而且，在第1变压器部4A产生的第1磁通沿着所述第1小回路9A环绕，而在所述第2变压器部4B产生的第2磁通沿着所述第2小回路9B朝与所述第1磁通相反的方向环绕。

由此，在本实施方式的平衡变压器1中，可使在第1变压器部4A产生的第1磁通的磁路、与在第2变压器部4B产生的第2磁通的磁路相互隔离。因此，可防止因2个磁通所产生的磁性干扰，并且可使流至各CCFL的电流的均流精密度提升。

另外，所述第2铁心52虽具备用于构成短路部的2个中脚部52d、52e，但如图4所示的变形例的第2铁心52，亦可由4个中脚部52f来构成。此时，在中脚部52f中，第1小回路9A与第2小回路9B共通。磁通虽具有经由较短磁路通过的性质，但在2个小回路9A、9B共通的中脚部52f，会产生稍许的磁干扰。然而，对电路上的特性面不会有太大的障碍。此外，另一方面由于铁心形状简单，因此具有可减低制造成本的优点。

另外，所述4组线圈2A、3A、2B、3B虽以大致同轴的方式配置，但是，如果在所述第1小回路9A上仅配置所述第1变压器部4A的2组线圈2A、3A，在所述第2的小回路9B仅配置所述第2变压器部4B的2组线圈2B、3B，则可适当地变更该线圈的配置位置。例如，在第1变压器部4A中，亦可将第1一次线圈2A配置在第1铁心51侧，将第1二次线圈3A配置在第2铁心52侧，或将第1一次线圈2A及第1二次线圈3A配置在第2铁心52的外脚部52b或中脚部52d的位置(第2变压器部4B中亦可为同样的配置)。

此外，关于端子的配置，亦可由实施方式者进行适当变更。

在所述实施方式中，虽显示具备第1变压器部4A及第2变压器部4B的2个变压器部的形式，但变压器部的数目并不限定为2个，亦可适当增加第3变压器部、第4变压器部等。

根据本发明的平衡变压器，由于在第1变压器部产生的第1磁通沿着由磁性体铁心的一部分构成的所述第1小回路环绕，而在所述第2变压器部产生的第2磁通沿着由磁性体铁心的另一部分构成的所述第2小回路向与所述第1磁通相反的方向环绕，因此可使在第1变压器部产生的第1磁通的磁路与第2磁通的磁路相互分离。因此，可防止因2个磁通所产生的磁干扰，因而可与按每个变压器部设置独立的铁心的情况一样，使流至各放电灯的电流的均流精密度提升。

另外，通过将磁性体铁心作成由环状的外框部与短路部所形成的结构，对于第1及第2变压器部可使用共通的磁性体铁心，因此与按每个变压器部设有单独的铁心的现有技术相比较，可使构成部件数目减少，由此可谋求小型化、低成本化。

Claims

1.一种平衡变压器，配置在用于驱动多个放电灯的电路中，其特征在于，

该平衡变压器具备：

第1变压器部，其由第1一次线圈和第1二次线圈构成；

第2变压器部，其由第2一次线圈和第2二次线圈构成；

磁性体铁心，其由环状的外框部及使该外框部的内部短路的短路部构成，

在由所述外框部的一部分和所述短路部构成的第1小回路中，仅配置有所有线圈中的所述第1变压器部的两组线圈，而在所述外框部的另一部分和所述短路部构成的第2小回路中，仅配置有所有线圈中的所述第2变压器部的两组线圈，

在所述第1变压器部中产生的第1磁通沿着所述第1小回路环绕，而在所述第2变压器部中产生第2磁通沿着所述第2小回路向所述第1磁通相反方向环绕。

2.根据权利要求1所述的平衡变压器，其特征在于，

所述四组线圈同轴配置，

所述磁性体铁心，是在所述四组线圈的各个内部被连通的棒状第1铁心、和与该第1铁心连结的第2铁心配合而构成。

3.根据权利要求2所述的平衡变压器，其特征在于，

所述第2铁心，相互一体地形成有：与所述第1铁心平行延伸的基部；在该基部的两端部分别朝该第1铁心突出的外脚部；及在该基部的中央部朝所述第1铁心突出的中脚部。

4.根据权利要求1所述的平衡变压器，其特征在于，

所述第1二次线圈和所述第2二次线圈，分别分割缠绕在多个绕线部分，

所述多个绕线部分的各个宽度，设定为比所述第1一次线圈和所述第2一次线圈的各绕线区域的宽度大。

5.根据权利要求1所述的平衡变压器，其特征在于，

在卷绕有所述所有线圈的线圈架中，连接所述第1一次线圈和所述第2一次线圈的1次侧端子、及连接所述第1二次线圈及所述第2二次线圈的2次侧端子，分别配置在该线圈架的互不相同的侧面。

6.根据权利要求1所述的平衡变压器，其特征在于，

在所述第1变压器部中的所述第1一次线圈与所述第1二次线圈之间、及所述第2变压器部中的所述第2一次线圈与所述第2二次线圈之间，分别配置有耐压壁部，在该耐压壁部设置有沟部。

7.根据权利要求1所述的平衡变压器，其特征在于，

所述第1变压器部与所述第2变压器部，经由连结部相互连结，在该连结部设置有使所述磁性体铁心的一部分露出的开口部。

8.根据权利要求1所述的平衡变压器，其特征在于，

所述短路部设有2个，所述第1小回路及所述第2小回路分别以通过不同的短路部的方式构成。

9.根据权利要求5所述的平衡变压器，其特征在于，

在所述线圈架的一方侧面，设置有用以定位所述磁性体铁心的壁部。