CN1017198B - 电视机用的变压器绕组配置 - Google Patents

Abstract

一高电变压器含有一卷线轴10，在此卷线轴上的是初级绕组201。除了在线36上有涂层37外，变压器辅助线圈202，203，204被直接绕制于初级绕组上面而没有中间绝缘层。将辅助线圈202，203，204的线圈2，3，4均匀分布于初级绕组的全部横向上面。以改良磁性耦合并简化变压器的调谐。

Description

本发明涉及变压器线圈的绕制并特别关系到具有高压应力的变压器用的绕制技术。

例如电视接收机或计算机监控器的视频显示装置用的高压变压器通常包含绕制于一线圈架上的一个或多个初级线圈或次级线圈。一第二线圈架围住初级绕组线圈架并容纳能产生供阴极射线管用的高压或阳极电位的三次绕组。

在变压器工作时，于初级绕组线圈架上的每一绕组两端产生电位。不同绕组两端的电位差在这些绕组间产生电压应力，因而，必需将诸如mylar这样的绝缘材料放在线圈架上的绕组层之间。相对于初级绕组放置的次级线圈的个别线圈可能在绕组之间产生局部的不需有的高电压应力，特别是当次级线圈具有重载的时候，例如将高压变压器用于一种谐振回扫偏转电路的时候。此外，由次级绕组对初级绕组加上负载时会影响初级绕组对三次绕组所加的负载，此举同样也影响变压器的谐波调谐。变压器的调谐可影响高压电平及高压电路输出阻抗。如果不小心地控制绕组的空间关系，则可能需要额外的变压器调谐组件，以求得所期望的变压器的工作特性。

本发明的目的是要简化回扫变压器的结构，并使回扫变压器上次级绕组所产生的次级电源的输出阻抗减至最小。我们发现，如果次级绕组加到初级线圈上的负载是均匀的，则从初级绕组耦合到三级高压绕组的耦合将是一个常数，它使所需的三次绕组谐振保持不变，以便只有一个单谐振频率。如果三次绕组只有一个单谐振频率，就需要有一个连接到 初级绕组的谐振网络。

因此，本发明要提供的次绕绕组无需任何一个中间绝缘体，例如一个线圈架，就可以均匀地分布在初级线圈的整个横方向上。这样一来，不仅在次线绕组和初级绕组之间的耦合是均匀的，而且它也是很接近的，这就使初级绕组对次级绕组产生最大的耦合，也使得那些从次级绕组导出它们的能量的次级电源的输出阻抗达到最小。

由于在初级绕组的线路中无需谐振网络，结果简化了回扫变压器;又由于次级绕组和初级绕组之间有最大的耦合，可使次级电源的输出阻抗达到最小。

依据本发明的一个方面，一种视频显示装置用的高压变压器含有一绕制于线圈架上的三次绕组的三次线圈架。将一可导磁的铁心配置在此三次线圈架内。一初级绕组组合体配置在三次线圈架与铁心之间并包含一线圈架以及绕制于此线圈架上的初级绕组。此初级绕组占用一预定绕组区。至少一个额外绕组与初级绕组重叠并含有均匀分布于预定绕组区上面的多个绕圈。

在附图中，图1为视频显示装置的一部份的图解方块图。

图2为依据本发明所制造的变压器线圈架及线圈组合件的横断面图。

图3为依据本发明所制造的高电压变压器的横断面图。

图4为诸如用于绕制图3所示变压器绕组的金属线的横断面图。

图1例示一视频显示装置的一部份，其一未调节的直流电压加在稳压电路5上，此电路示例性地可为一SCR型式或一种开关型稳压器，以产生一加至高压变压器21的初级绕组201一接头的稳定的B⁺电压。初级绕组201的另一接头则耦合至一水平偏转电路6，此偏转电路例如可为谐振回程式的。高压变压器21经由高压或三次绕组23在一接头U处产生一高压电位，此高压加至阴极射线管（未在图中表示）的高压阳极或阳极 接头。变压器21例如可为产生视频显示装置的若干其他负载电路（未在图中表示）用的多电源型式。变压器次级绕组202、203及204分别配合电源电路7、8及9，产生其相应负载电路用的所需电位。现将变压器21的构造配合图2的说明更详细说明于下。

图2表示一变压器绕组线圈架10，此线圈架系由诸如在Noryl或Valox名称下销售的塑胶材料所制成。线圈架10包括一基座11及一柱形本体12，变压器绕组绕制于此本体周围。线圈架10亦包含一上部绕组挡块13及一下部绕组挡块14，此两挡块包含了在绕组区15内的变压器绕组。基座11含有多个径向元件16，这些元件的每一个均含有标示为17a至17h的电气接头。线圈架10的内部做成可容纳可导磁的铁心（未在图中表示）。

图示多个变压器绕组20绕制于线圈架10上。每一绕组含有具有两个接头的多个金属线圈，该接头将绕组耦合到一负载电路上。一个接头耦合到线圈架上的电气接头17a至17h中之一上。为了以图解说明，图中以一种夸大方式表示包含在线圈架10上卷绕的每一个绕组的金属线圈数。每一绕组中的实际圈数采用传统式变压器设计标准于以决定。变压器绕线组20的每一绕组以分层方式绕制在线圈架10上的绕组区15内。每个绕组各可包含一层或多层金属线圈数，但为简单起见，在图1所示的组合体中，每一绕组只包含一层金属线圈数而已。亦可将额外绕组绕制于线圈架10上。

在图2中由识别编号「1」所标示的金属线圈为初级绕组201的金属线圈。在图2中由识别编号「2」、「3」及「4」所标示的的金属线圈则分别为次级绕组202、203及204的金属线圈。将绕组201、202、203及204分别经由导体201c、202c、203c及204c连接至接头17f、17c、17b及17a。依据本发明的一个特征，乃系将初级绕组201与次级绕组202、203及204均匀地分布于绕组区25上面，因而使 各个金属线圈的间隔对一已知绕组而言实质上固定不变。在图2中，每一绕组202、203及204均伸展于初级绕组201的全部横向（亦即，绕线区15）上面。这样就在每一绕组202、203和204与初级绕组201之间在其整个长度上有一种均匀的或固定不变程度的磁性耦合。从而使初级绕组201被每一绕组202、203及204均匀加上负载。当线圈架10包含电视接收机或视频监视器高压变压器的一部份时，如图3所示者，则次级绕组对初级绕组的均匀负载会使初级绕组201对三次绕组或高压绕组23产生均匀负载，因为，次级绕组对初级绕组加上负载的激励过程能反映至三次绕组23。将自初线绕组传至变压器三次绕组的每一线圈的网路谐振均保持固定不变，有助于容许将三次绕组调谐至一单谐波磁极，这种谐波例如可为第九次或更高次的谐波。

依据本发明的另一特征，绕组202、203及204各都直接重叠先前绕组而没有在绕组层之间放置任何绝缘材料。图4表示典型绝缘金属线35，此种金属线可用来绕制任何绕组201、202、203或204。金属线35包含被绝缘套或涂层37所包围的一根导电金属线心36。由于不同绕组的金属线圈间的高交流电压应力，慎重决定绝缘套37的厚度及其电气特性需求是很重要的。采用大于所需绝缘的金属线时，会增加变压器的体积及成本，并可能降低绕组间的耦合。而绝缘太小则会增加飞弧及变压器失灵的可能性。

对一个分子量级时的金属线绝缘的分析结果，得出了有关电压应力容差及绝缘失效时间的资料。一种材料分子间的耦合能量为材料组合成分及其制造方法的函数。在分子之间可具有一个或多个耦合极性，每一耦合极性含有一单个份量的耦合能量。金属线绝缘的分子均以其全部耦合极性耦合，故造成极高电阻。

然而，在交流场改变的每一周期内在绝缘体的分子键上有应力产生。此应力则减低每一应力循环中的耦合能量。电压应力愈大，则每一 交流循环中所损失的耦合能量的总量也越大。这最终可使分子上的耦合键破裂。此时分子变成源流，有如在一导体中，能在某种程度的电阻下使电流连续通过。对变压器金属线绝缘的电压感生应力所产生的接合键击穿的分析得出下列关系：

t_f= (K)/((s)(e^5.4366)(T^29.5562))

式中t为以小时计的绝缘失效时间;K为由金属线制造商所供给的绝缘特性资料所决定的常数;s为交流电压波形的函数，就一具有不平衡工作循环的波形而言，诸如回扫脉冲电压，此函数实质上等于一;e为以Vrms/mil计的所加电压值;T为以开氏温标计的操作温度。

采用上述分析时，就可对一已知线规决定最佳金属线绝缘特性，诸如确保变压器可靠操作所需的材料厚度及类型。采用此分析时，即可绕制变压器绕组而不用将诸如mylar此类绝缘片放在各绕组层之间，同时保持可靠操作而不用冒变压器失效的明显风险。绕组层次间省去绝缘物改善了绕组之间的磁性耦合，从而改善了功率变换及负载电路输出阻抗特性。

依据本发明的一项特征，一应用了上述的缠绕技术的变压器21表示在图3中。变压器21包含一线圈架10，此线圈架上绕有绕组201、202、203及204。围住线圈架10的是一个三次绕组线圈架22，在此线圈架上绕有高压或三次绕组23。一可导磁铁心24配置在线圈架10的内部，此铁心包含上段铁心部分25和下段铁心部分26以及一中间铁心间隔器27。这个绕组组合体配置在一变压器壳套30内以及用一种环氧化合物40予以合意地装在壳套30内。将一高压或阳极引线31耦合至三次绕组23的高压端以及将此高压电位供至一阴极射线管（未在图中表示）的阳极接头。

所以，上述变压器包含了有利的绕制技术，其中将初级绕组线圈架 上的后续绕组层直接绕制于以前层次上面而没有中间绝缘层，从而得到最佳的功率变换及输出阻抗特性。将次级绕组的绕制圈数均匀分布于初级绕组的全部横向上面，从而容许将变压器调谐至一单谐波，例如，第九次谐波这样的高谐波。所以，这些技术简化了变压器的调谐，提供了一可靠组合件，以及有助于减少变压器的体积及成本。

Claims (3)

1、供一视频显示装置用的高压变压器21包括：

一变压器壳套30；

配置在壳套内部并于其上绕制有一个三次绕组23的三次线圈架22；

配置在三次线圈架22内部的可透磁铁心24；

配置在三次线圈架22与铁心24之间的一初级绕组组合体，

此组合体包括：

一线圈架10；

绕制在该线圈架10上的一预定绕组区15上面的初级绕组201；

该高压变压器的特征在于，至少有一个额外绕组202、203被绕制于所说线圈架上并与所说初级绕组重叠，所说额外绕组202、203包含的多个绕圈2、3是这样均匀地分布在所说预定绕组区15上面，以使所说额外绕组202、203基本上均匀地被磁耦合到所说绕组区15上面的所说初级绕组201，所说额外绕组202、203要直接绕在所说初级绕组201上面而在所说初级组201和所说额外绕组202、203之间没有中间绝缘层。

2、供一视频显示装置用的高压变压器21包括：

一变压器壳套30;

配置在壳套内部并于其上绕制有一个三次绕组23的三次线圈架22;

配置在三次线圈架22内部的可透磁铁心24;

配置在三次线圈架22与铁心24之间的一初级绕组组合体，

此组合体包括：

一线圈架10;

绕制在该线圈架10上的一预定绕组区15上面的初级绕组201;

该高压变压器的特征在于，至少有一个额外绕组202、203被绕制于所说线圈架上并与所说初级绕组重叠，所说额外绕组202、203包含的多个绕圈2、3是这样均匀地分布在所说预定绕组区15上面，以使所说额外绕组202、203基本上均匀地被磁耦合到所说绕组区15上面的所说初级绕组201，给所说额外绕组202、203通电以便对一负载电路7提供功率，所说负载电路给所说额外绕组202、203加上沉重负载，因而，所说额外绕组202、203的均匀分布，由于所说额外绕组202、203的所说沉重负载而防止劣化所说高压变压器的谐波调谐，所说额外绕组202、203要直接绕在初级绕组201上面，而在所说初级绕组和所说额外绕组202、203之间没有中间绝缘层。

3、供一视频显示装置用的高压变压器包括：

一变压器壳套30;

配置在壳套内部并于其上绕制有一个三次绕组23的三次线圈架22;

配置在三次线圈架22内部的可透磁铁心24;

配置在三次线圈架22与铁心24之间的一初级绕组组合体，

此组合体包括：

一线圈架10;

绕制在该线圈架10上的一预定绕组区15上面的初级绕组201;

该高压变压器的特征在于，至少有一个额外绕组202、203被绕制于所说线圈架上并与所说初级绕组重叠，所说额外绕组202、203包含的多个绕圈2、3是这样均匀地分布在所说预定绕组区15上面，以使所说额外绕组202、203基本上均匀地被磁耦合到所说绕组区15上面的所说初级绕组201，还有一个第二额外绕组204具有多个与所说第一额外绕组203的绕圈3交织的绕圈4，所说第一额外绕组203的绕圈3与所说第二额外绕组204的绕圈4要均匀分布而与所说额外绕组的其他绕圈无关。

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