CN1767713A - 放电管用并联点灯模组及平衡线圈 - Google Patents

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Abstract

本发明是提供一种在冷阴极管用途上，小型并且具有充分的分流、均衡效果的平衡线圈。本发明放电管用平衡线圈具有接近于放电管的导体及磁通量相向的两个线圈，且该线圈产生的磁通量对抗并且抵销，其特征在于：借由使该平衡线圈所具有的互感电抗和超过该放电管的负电阻，可均衡该放电管的管电流，且透过使该平衡线圈的各个线圈分段卷绕，可提高各该线圈的自我谐振频率，借此，即使在小型扁平形状的平衡线圈中也可以维持分流及均衡效果。

Description

放电管用并联点灯模组及平衡线圈
技术领域
本发明为本案申请人所申请的日本特愿第2004-3740号(美国专利公开号第2004-155596号)发明的使用发明，涉及一种液晶电视及面光源的放电管用并联亮灯模组以及平衡线圈。
背景技术
平衡线圈一般使用于热阴极管中是众所皆知的，而当初是以电压低的放电管为对象，并且形状也不是小型的。
但在冷阴极管的用途上所要求的是小型，且因冷阴极管的驱动电压较高，因此必须考虑到在热阴极管中不须考虑的杂散电容。
在冷阴极管般的高电压下需要高阻抗的放电管用途上，杂散电容不但要考虑到与冷阴极管的配线，而且考虑相对于平衡线圈的绕组之间的杂散电容也是很重要的。
在作为冷阴极管的用途上，已有多个平衡线圈的提案。但任意一提案皆非常不稳定，且不容易在冷阴极管用途上实用化。
主要理由为其效果不稳定。另外，在效果稳定的中，又无法实现足以符合市场要求的小型、薄型形状。
而且，具有关于平衡线圈技术的普通技术人员所知的代表有日本专利公开公报第7-45393号(专利第3291852号)。
该先前技术公开公报中的第4图是相当于图18，并揭示在冷阴极管的平衡线圈中，减少各个线圈N1、N2间的电感差是很重要的。并且，以该公开公报中的第4图为例，是借由两个各线圈交互卷绕堆叠来使其实现。
该先前技术中所揭示的例子构造，应是以同时提高耦合系数为目的，且就该技术领域中普通技术人员的了解，在冷阴极管用平衡线圈中耦合系数大是相当重要的。
由此可知，用以提高线圈间的耦合系数，平衡线圈的形状以接近于长方体的形状较理想。
例如，图19为本案发明人在除了专利申请说明书目本特愿第2004-3740号(美国专利公开号第2004-155596号)中所揭示的以外到目前为止最小型的冷阴极管用平衡线圈的先前技术的一例。
在该先前技术中，平衡线圈的各线圈是未分段地积层卷绕，且使其形状呈接近于长方体形状以提高耦合系数。
也就是，在先前技术中，由于提高耦合系数是重要的技术思想，故回避扁平形状，并且使线圈呈分段构造也被当作会降低耦合系数而同样回避。
而且，为了不使耦合系数降低，积层卷绕也是必要的。
另一方面，用以并联驱动多灯的冷阴极管的先前技术，除了本发明人所发明的日本专利申请说明书第2004-3740号(美国专利公开号第2004-155596号)以外，尚揭示于日本专利公开公报第2003-31383号中。
日本专利申请说明书第2004-3740号(美国专利公开号第2004-155596号)的第4图是相当于图20，并揭示有多个平衡线圈连接成循环状，而且，日本专利申请说明书第2004-3740号(美国专利公开号第2004-155596号)的第6图相当于图21，并揭示使3条或3条以上的线圈磁通量相向的技术。
而且，日本专利公开公报第2003-31383号的第6图是相当于图22，并揭示绕组W1～Wn于同一铁芯上卷绕，且卷绕数相等。
平衡线圈可轻易地应用于热阴极管中，其主因是由于热阴极管可在低电压及低阻抗下驱动。并且在热阴极管的应用上并不特别需要小型化，也就表示平衡线圈也可为形状较大，且即使未特别考虑与热阴极管阻抗相比的平衡线圈电感(或反相器电路操作频率中的电抗)，也会成为相当大，因此可轻易地发挥平衡器的充分性能。
但是，在冷阴极管的应用中，由于冷阴极管的驱动电压高且为高阻抗情形，所以平衡器所要求的电抗也会较大，并且不可无视于在高压部份或绕组所产生的杂散电容影响。
而且，由于主要用途为液晶电视用背光模组等的精密用途，因此对平衡器所要求的形状也可以是小型或扁平型的形状。
再有，连接于平衡线圈的冷阴极管的其中一端在未亮灯时，平衡线圈的铁芯饱和，并且因此铁芯耗损增加且温度上升，也就是如日本专利申请说明书第2004-3740号(美国专利公开号第2004-155596号)所揭示一般，为了抑制其温度上升，铁芯形状也必须为小型。
另外，发明所属技术领域中普通技术人员对于平衡器技术的认识也未必一定是正确的。
典型的例子有本发明人所发明的日本专利申请说明书第2004-3740号(美国专利公开号第2004-155596号)所揭示的，也就是，在发明所属技术领域中普通技术人员认为的使平衡器所需要的电抗，为冷阴极管的积分阻抗的数倍以上的过剩设定。有关于此，揭示有使平衡器的电抗和超过冷阴极管的微分阻抗的负电阻特性是必要条件，并借由管理、测定组成冷阴极管的背光模组时的阻抗特性来确保稳定的分流特性。
但是，还有如日本专利公开公报第3291852号所示，要求发挥分流、均衡特性效果的主参数为耦合系数或绕组参数的均等性是根深蒂固的技术思想，并对于平衡线圈的形状有许多限制。
由此可知，一般认为平衡线圈不可为分段构造，且为了提高耦合系数必须接近于长方体形状。
而且，在日本专利公开公报第3291852号中揭示的构造或诸多先前技术中耐压构造难以取得，并且难以实现在相当于本案申请人申请的日本专利申请说明书第2004-79571号揭示的第4图与第23图中的高耐压平衡线圈。
但是，近年来，在平衡线圈中重要的是互感而非耦合系数，这一点可以由中华民国专利说明书第521947号的揭示得以明白。
另外，在冷阴极管用的平衡线圈中，冷阴极管的阻抗及负电阻与热阴极管相比也大出许多，且需要相当大的互感。
因此，冷阴极管用平衡线圈需要卷绕多个极细线，所以不可无视于在管状绕组产生的杂散电容(所谓的分布电容)。
其中，在绕组间的杂散电容与绕组自感之间引起的谐振为自我谐振是众所周知的。
在平衡线圈的情形中，其自我谐振频率低于平衡线圈所使用的频率时，会失去平衡线圈的分流特性及均衡特性，但发明所属技术领域中普通技术人员不一定皆知道这样的资讯，且在先前技术中完全没有揭示。
在冷阴极管用的平衡线圈的先前技术中并没有关于该点的揭示，且冷阴极管用的平衡线圈会不稳定且无法实用化的原因大多是来自于过度确保互感而卷绕过多的绕组。
也就是，由于卷绕过多绕组而过度减低平衡线圈的自我谐振频率，因此失去了分流、均衡效果。也就是，在冷阴极管用的平衡线圈中相对于冷阴极管的特性有其适当卷绕数的范围，超过其范围或不足皆会造成失去分流、均衡的效果。
然而，一般来说，当铁芯形状较大时，实效上的导磁率会变大是一般周知的。
在使用形状相当大的铁芯及线圈来构成平衡线圈的情形中，可以较少卷绕数来得到较大电感，所以，可减少绕组间的杂散电容且提高自我谐振频率。因此，会具有即使在过剩设定具有分流效果的电感情形下也不会产生问题的效果。也就是以较大铁芯构成平衡线圈时，会扩大平衡线圈的具有分流、均衡效果的范围。并且从以前开始就已反复进行这种使用相当大的平衡线圈的亮灯实验。
另外，作为冷阴极管用途的平衡线圈虽要求为小型或扁平形状，但这些条件会使得平衡线圈具有的分流、均衡效果的范围缩小。也就是小形状的铁芯、扁平形状、细长形状等皆会缩小实效上的导磁率，且其结果为必须卷绕多个极细铜线。
在冷阴极管用途上的情形为高电压、高阻抗，因此需要较大电感而使得卷绕数变多，这会同时伴随引起绕组间的杂散电容变大且自我谐振频率变低。
在此自我谐振频率过低时，平衡线圈会失去分流、均衡效果。因此，在冷阴极管用途的特殊用途上要避免过度卷绕，且过剩的电感设定反而会阻碍分流均衡效果。
因此，为了在小型化的平衡线圈中得到稳定的分流、均衡效果，必须如日本专利申请说明书第2004-3740号(美国专利公开号第2004-155596号)所揭示的，也就是，管理冷阴极管的负电阻特性且设定适当范围的电感值。
因此平衡线圈的自我谐振频率为阻碍冷阴极管用平衡线圈小型化的主要因素。
图19为其中一例，且附带显示其平衡器的特性，可得知各线圈的电感值为200mH且自我谐振频率为图24所示大致为60kHz。而且，各线圈是积层卷绕。而积层卷绕的结果会降低自我谐振频率。
这是几乎接近于界限的冷阴极管用平衡线圈值，且在作为液晶背光板的用途上会有发挥分流、均衡效果的情形，但也会有该均衡突然崩溃的情形。
因此，如中华民国专利说明书第521947号所揭示的，必须有串联插入于各冷阴极管的镇定电容器，以确保均衡崩溃时的稳定性。
而且，在图24所示的揭示例中，可显而易见到在确保分流、均衡效果而增加平衡线圈中各线圈的卷绕数时，虽可增加电感，但相反地却更降低了线圈的自我谐振频率并失去分流、均衡效果。
此时，若无法提高自我谐振频率便不可能使平衡线圈进一步小型化。因此，关于使其实现的方法，有在日本专利申请说明书第2004-3740号(美国专利公开号第2004-155596号)所揭示的，该发明主要为关于冷阴极管用平衡线圈小型化的技术汇总。
而且，在诸多实用化的进程中有将这些平衡线圈配置于高压侧及反相器电路基板上的，但这也会严重阻碍均衡效果。
从平衡线圈到冷阴极管的高压侧配线对于管电流的均衡特别敏感，并且要避免从冷阴极管开始经过长的配线且配置于反相器电路侧，且若未作为独立基板的分流电路模组而配置于冷阴极管附近就无法发挥其效果。
然而，关于在液晶电视用背光模组的应用上有必须使多个冷阴极管亮灯的问题。因此，本案发明者揭示了日本专利申请说明书第2004-3740号(美国专利公开号第2004-155596号)的第4图的连接法，该连接法在平衡线圈的漏电感不大时有循环电流流动且性能降低的问题。因此必须增大漏电感。
另外，在相当于日本专利申请说明书第2004-3740号(美国专利公开号第2004-155596号)的第6图与第21图中揭示有使3条或3条以上的线圈磁通量相向且均衡的技术，该方法虽然在3灯到4灯时具有充分的分流、均衡效果，但超过该数目的灯数时会随着灯数增多而降低各绕组间的耦合系数，因此，造成在分流、均衡上的有效互感降低，且渐渐失去分流、均衡的效果。
另外，日本专利公开公报第2003-31383号(美国第6717372B2号)的第6图中揭示有借由在一个铁芯上卷绕的绕组W1～Wn来得到均衡、分流效果。
也就是，将其视觉化图示时就为图25的构造，并确认在实际上不易实现这种构造，且即使欲使较多的灯数均衡化也不具均衡效果。实际上只是借由各线圈的自感来维持分流效果的状态。
【专利文献1】日本专利公开公报第7-45393号。
【专利文献2】日本专利公开公报第2003-31383号(美国6717372B2)。
【专利文献3】日本专利说明书第2004-3740号。
【专利文献4】日本专利说明书第2004-79571号。
【专利文献5】日本专利公开公报第3291852号。
【专利文献6】中华民国专利说明书第521947号。
发明内容
<发明欲解决的问题>
本发明是在冷阴极管的使用上，提供一种小型并且具有充分的分流、均衡效果的平衡线圈。
因此，借由使各线圈分段卷绕来提高自我谐振频率，且可多个卷绕绕组，并借此得以在小型扁平形状的平衡线圈中也得到充分的分流、均衡效果。
而且，用以在冷阴极管用平衡线圈中具有其分流、均衡效果，重要的并非耦合系数而是互感。因此，最好可确保所须的互感。
在另一方面，构成冷阴极管用平衡线圈小型化的障碍为各线圈的自我谐振频率。因此，必须提高各线圈的自我谐振频率。
而且，不可无视于在高频用线圈的自我谐振频率附近的分布常数性的延迟现象。例如，这些平衡线圈一般是转用迄今所具有的共扼式抗流线圈等制造方法，因此，基于制造上方便而完全为如图27所示的配线。但是，这并没有考虑到在线圈的自我谐振频率附近产生的分布常数性的延迟现象。
因此，构成平衡线圈时是在1-4脚之间形成连接下使用，此时，因进行波而最初受到影响的线圈部位是从各个线圈观视的相邻线圈附近部位。以图28来说明时，因进行波A而最初受作用的脚为卷绕结束的第1个脚。另外，因进行波B而最初受作用的脚为卷绕开始的第4个脚。因此在这种连接法下，各个线圈所接受的进行波的方向不同，且在欲使平衡线圈的各线圈间所产生的磁通量抵销时会残留有无法完全抵销的磁通量成分。而且，因此构成了阻碍自我谐振频率附近平衡线圈分流、均衡效果的原因。
<解决问题的手段>
本发明放电管用平衡线圈是有鉴于上述观点而成的，具有磁通量相向的两个线圈，且该线圈产生的磁通量对抗并且抵销，其特征在于：借由使该平衡线圈所具有的互感电抗和超过放电管的负电阻，可均衡放电管的管电流，且透过使该平衡线圈的各个线圈分段卷绕，可提高各该线圈的自我谐振频率，借此，即使在小型扁平形状的平衡线圈中也可以维持均衡效果。
本发明欲实现一种分流电路模组，具有所述一对磁通量相向的平衡线圈，且具有多个所述平衡线圈，所述平衡线圈具有2个磁通量相向的线圈，而一个所述平衡线圈的其中一线圈一端连接于另一个所述平衡线圈的其中一线圈，并透过该线圈连接放电管电极的一端，且如此重复地互相循环连接多个所述平衡线圈，而各平衡线圈未连接于放电管的一端连接成一个，而且，该分流电路模组具有多个放电管的管电流均衡的效果，其特征在于：该平衡线圈是借由降低耦合系数来增加漏电感，并借此抑制在该平衡线圈间流动的循环电流，而且，该分流电路模组具有使各所述多个分流线圈的铁芯所产生的磁通量在全部的铁芯连接部中相向并且抵销的磁路结构。
且本发明欲实现一种分流电路模组，是于所述分流电路模组中，借由考虑在连接各分流线圈之间的连接线所产生的杂散电容，来减少杂散电容的影响。
而且，本发明欲实现一种分流电路模组，是于所述分流电路模组中，借由在各所述分流线圈之间每隔一个便连接的连接线连接，使连接所述分流线圈之间的连接线长度大致均等，并借此减少杂散电容的影响。
且本发明欲进一步借由考虑产生于各绕组的分布常数性的延迟现象，来改善在自我谐振频率附近的平衡线圈的分流、均衡效果。
而且，本发明还进一步设置与各绕组邻接且卷绕的磁通量相向绕组，并借由该磁通量相向绕组相互连接来改善平衡线圈的分流、均衡效果。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明，附图中：
图1是借由使本发明一实施例的平衡线圈中各线圈分段卷绕来提高各线圈的自我谐振频率的实施型态图；
图2是显示本发明中另一实施例的实施型态图；
图3是显示本发明中又一实施例的实施型态图；
图4是显示本发明所使用的线圈中一合适例子的构造概念图；
图5是显示本发明中均等分流电路模组的一例的构造图；
图6是显示本发明中均等分流电路模组的另一例构造；
图7是显示本发明中均等分流电路模组的又一例构造；
图8是显示在本发明中不佳连结线一例的电路图；
图9是显示在本发明中较佳连结线一例的电路图；
图10是显示在本发明中较佳连结线另一例的电路图；
图11是显示用以实现本发明的分流、均衡效果的分流电路模组一例的构造图；
图12是显示用以实现本发明的分流、均衡效果的分流电路模组另一例的构造图；
图13是显示用以实现本发明的分流、均衡效果的分流电路模组又一例的构造图；
图14是显示用以实现本发明的分流、均衡效果的分流电路模组再一例的构造图；
图15是显示用以实现本发明的分流、均衡效果的分流电路模组的另一例的构造图；
图16是显示在本发明的分流电路中将分段卷绕置换成倾斜卷绕一例的概念图；
图17是显示在本发明的分流电路中由倾斜卷绕置换为卷绕成同心圆状的绕组一例的概念图；
图18是揭示在以往的冷阴极管的平衡线圈中，减少各个线圈N1、N2间的电感差是很重要的构造；
图19是显示以往最小型的冷阴极管用平衡线圈的一例构造；
图20是显示以往的多个平衡线圈连接成循环状的一例构造；
图21是显示以往的3条或3条以上的线圈磁通量相向的技术的一例的立体构造；
图22是显示以往的绕组W1～Wn于一个铁芯上卷绕，且卷绕数相等的一例的电路构造；
图23是显示难以实现的以往高耐压平衡线圈的一例的电路构造；
图24是显示在以往用以确保分流、均衡效果而增加平衡线圈中各线圈卷绕数时，虽可增加电感，但相反地却更降低了线圈的自我谐振频率并失去分流、均衡效果的一例；
图25是显示在以往借由在一个铁芯上卷绕绕组来得到均衡、分流的效果中，分流电路模组例子的构造；
图26是配置接近于冷阴极管的反射板为导电性时所显示的冷阴极管放电特性的电压-电流特性；
图27是显示平衡线圈配线的一例的构造；
图28是显示因在图27所示平衡线圈的1-4脚间形成连接使用时的进行波，使绕组接受在各线圈的二次绕组上产生的进行波方向A、B作用的说明图；
图29是显示将产生于绕组上的进行波的影响置入考虑时，平衡线圈配线的一例的构造；
图30是显示因在图29所示平衡线圈的1-3脚间形成连接使用时的进行波，使绕组接受来自在各线圈的二次绕组上产生的进行波A、B作用的说明图；
图31是用以说明利用由分布常数状的L与C构成的等效电路来表示实际的高频线圈的说明图。(电力机器讲座5变压器S41.4.30浅川七平清水荣着)；
图32是用以说明本发明平衡线圈的分流、均衡作用的总括性等效电路图；
图33是显示本发明平衡线圈的铁芯形状的揭示例。
具体实施方式
综合以上的结果如下。
图1是在冷阴极管用平衡线圈中，日本专利申请说明书第2004-3740号(美国专利公开号第2004-155596号)的第21图的另一实现方法，也就是借由使平衡线圈的各线圈分段卷绕来提高各线圈的自我谐振频率。
如图1所示的实施例中，使平衡线圈的各线圈分成3段。结果在互感600mH中，自我谐振频率可达120kHz。此时，耦合系数不需要特别高，只要可确保所需的互感即可，因此，不具有从前的必须接近于长方体形状的限制，且可作成薄型或细长型。
而且，借由分段构造也可以提高耐压性，并可以适用于日本专利申请说明书第2004-79571号中揭示的发明所需的高耐压平衡线圈。
而且，基于着眼在互感的重要且必须提高自我谐振频率上面时，则并不需要日本专利公开公报第3291852号所示的，也就是为了使平衡线圈中的各个线圈间的条件均等而使各个绕组紧密地接近的构造。
而且，图4的鼓状铁芯构造也可以有效地使线圈保持大的互感并且提高自我谐振频率。此时，从中心开始呈同心圆状地施行第一绕组L1，并于其外侧施行第二绕组L2。而且，此时的铁芯构造也可以为PQ型。
这种构造在乍看之下两绕组的条件看起来彷佛并不一致，但基于变压器的一般性质是从任意一绕组视的相对于对侧绕组的耦合系数皆相同，因此只要第一绕组与第二绕组的自感相同时互感便会均等且可得到均等的均衡、分流效果。
而且，平衡线圈是在改变电感比时，可以得到与电感比的平方根成比例的电流分流效果。且利用该性质可任意构成多灯的分流电路模组。图5至图7为根据日本专利申请说明书第2004-3740号(美国专利公开号第2004-155596号)，构成为树状的10灯、12灯、14灯的均等分流电路模组例子。且写入值是显示电感值的比例。
而且，在日本专利申请说明书第2004-3740号(美国专利公开号第2004-155596号)中揭示有只表示电路图上的连结线的树状，且构成树状的各配线长度必须极短且均等。例如，即使在电路图上的连结线表示成相同，在图8与图9中的效果也不相同。
在热阴极管用平衡线圈中并不需要考虑到这种现象。这是冷阴极管用平衡线圈所特有的现象。因此，在分流电路模组中以与反相器电路分开的独立构造较理想，且以配置于冷阴极管的电极附近最具效果。
在图8中，T是显示分流电路模组的输入侧，A、B、C为分流线圈，并且这些分流电路模组的输出侧连接于放电管DT1至DT4。在图8所示的物理性配置中分流、均衡效果不佳。这是因为连接各放电管DT1至DT4的线长度不均。并且连接放电管DT3与DT4的线互相并联地排列且静电耦合也会阻碍分流、均衡效果。
如此，为了尽可能减少这些影响，使分流电路模组的配线长度配置成大致均等是有效的。也就是，如图9所示在物理性配置上也必须构成为树状。
因此，在本发明中是以使其在物理性的位置关系上也配置成树状，来与日本专利申请说明书第2004-3740号(美国专利公开号第2004-155596号)中的树状区别，也就是不止在电路图上并且在物理性配置上也形成树状。
而且，像这样也必须在物理性配置上均等配置的原因是产生于各配线的杂散电容。因此，在无法避免配线长度不同的情形下，如图10所示用以使其杂散电容均等而使短配线粗且随着配线长而变细也是有效的。
而且，平衡线圈的各绕组不但借由流动于各个绕组的电流来抵销产生的磁场，进一步考虑产生于绕组中进行波的影响时，平衡线圈的构造则必须为如图29所示。
也就是，为了使产生于各个绕组上的进行波方向相反以完全抵销，且含有因延迟相位落后的通量，则如图29所示，必须使各个绕组从平衡线圈外侧开始往中心卷绕地进行绕组开始，并且同时进行其反向步骤，进一步使各个绕组的卷绕方向相反。
因此，于该实施例中如图30所示在1-3脚之间形成连接下使用时，因进行波A而最初受作用的脚为卷绕结束的第1个脚。而且，因进行波B而最初受作用的脚也为卷绕结束的第4个脚。因此，根据这种连接法时，各个线圈所接受的进行波方向相同，且电流方向是如箭头方向所示，产生的磁通量相向并且在产生的进行波中也如图30所示呈对称地反向抵销。
而且，图30中的箭头A、B是显示二次绕组上产生的进行波方向，而并非显示磁通量方向。当然，不用说平衡线圈中的磁通量也应该相向并且抵销。一般这种卷绕方式是由于在制造步骤上绕组容易超过卷绕范围制造上的限制而不宜，但却是必须考虑的要点。
一般在先前技术中是如图28所示呈十字配线地使用。
在日本专利申请说明书第2004-3740号(美国专利公开号第2004-155596号)中，揭示相对于树状上层的绕组值依序逐渐减少卷绕数，在本发明则进一步借由使其值为平衡线圈的互感和，超过在并联连接的冷阴极管的并联合成电感中的任意一负电阻值较大侧的负电阻以进行分流。借此，分流所需的最低条件明确化，因此可选择所需的最小且最适合的电感。
另外，在日本专利申请说明书第2004-3740号(美国专利公开号第2004-155596号)的第4图(本说明书为图20)中，揭示构成多灯用分流电路模组的其他方法。用以实现该分流电路模组必须降低平衡线圈的耦合系数且增大漏电感值。在本发明中分段卷绕会降低耦合系数所以反而更适合。
而且，日本专利申请说明书第2004-3740号(美国专利公开号第2004-155596号)的第6图(本说明书为图21)的揭示例，在多灯时会使得耦合系数过低，但可反过来利用该性质，也就是如图2所示与所述图4揭示例组合的实施型态一例。
如图2的揭示例是使接近且相向的线圈为一组，并借由该多个组线圈相互连接成循环状，来防止在连结多个线圈时耦合系数降低。
日本专利公开公报第2003-31383号的第6图(本说明书为图22)的揭示例，是在一个铁芯上卷绕与该例相当的线圈，但用以在实际上得到有效的分流、均衡效果则是在各个独立的铁芯上卷绕而并非在一个铁芯上相邻卷绕的结构，且使其如图2所示地集聚并且使从各个线圈产生的磁通量相向为必须的构造。而在一个铁芯上卷绕则难以实现这种构造。而且，本发明中所谓的独立铁芯就表示为多脚构造，且因量产上的方便，整体成型的铁芯也包含在均等的范围内。因此，总之就是欲定义技术上的宗旨带有磁性的性质，因此也为预备揭示该多脚构造的铁芯(如图33)。
如图2所示的构造，是使接近且相向的线圈为一组，并借由该多个组线圈相互连接成循环状，来防止在连结多个线圈时耦合系数降低。此时，在该构造中铁芯并不一定要隔着每个相向的线圈地分割，也可构成为铁芯全体分割成2个或2个以上。而且，采取该连接法时各线圈配置于圆周上可使各线圈间的配线均等，但在平面状地排列成一列时就并不一定能排列成彼此的距离均等。例如，连接成循环状的配线当中的1条W5是特别长的配线，且由于严重受到杂散电容的影响而引起电流的平衡恶化。
接着，如图3所示的例子是配线在相向的线圈之间每隔着一个地跳过连结，且回来时在还剩下的线圈之间每隔着一个地跳过连结，借此，可使各配线长度大致均等。借由这种连接法可改善电流的平衡。
所述日本专利公开公报第2003-31383号的第6图是相当于图22，且在实际上不可能实现。因此，图11显示有借由使其进一步改善以实现实际的分流、均衡效果的方法。绕组W1至W4是一端连接于冷阴极管，另一端束起且连接成一个地使用。S1至S5是磁通量相向绕组，且卷绕成借由相互连接而产生与绕组W1至W4的各个线圈所产生的磁通量相向的磁通量。借由这样的连接可使图11所示的分流电路模组发挥分流、均衡效果。
而且，也可以如图12所示切断磁通量相向绕组S1至S5的任意一连接线，且于其上设置电流检测机构。
而且，图11至图12的连接法是根据申请专利范围第7项所述。且基于同样的技术思想时，也可以是图15中使各个分流线圈独立的连接法，该连接法也属于申请专利范围第7项的技术范围，为一预备性的例示。
而且，也可以借由具有多个这种分流电路模组，且相互连接这些磁通量相向绕组，以进行更多的分流、均衡效果。
同样的原理也可以应用于日本专利申请说明书第2004-3740号(美国专利公开号第2004-155596号)的揭示例中，且图13显示该实施型态。在图13中显示有4分流的例子，也可以分流成更多的灯数。
并且能相互连接这些分流电路模组且分流成更多的灯数，与图11至图12所示的实施例完全相同。
而且，图14进一步显示另一实施例，也就使铁芯呈环状且使各个线圈的磁性条件均等。
这些原理基本上与图11至图13相同，绕组W1至W4、磁通量相向绕组S1至S4的磁性均等性并不需要那么正确，只要绕组W1与磁通量相向绕组S1、绕组W2与磁通量相向绕组S2、绕组W3与磁通量相向绕组S3及绕组W4与磁通量相向绕组S4之间的互感比正确时，均流效果也就会正确。
而且，上述任意一情形皆必须借由各绕组的自感与分布电容来使得产生的自我谐振频率较高，并且互感当然也必须较大。这些参数虽互相具有抵换关系，但也可以借由分段卷绕来突破是本发明的主旨之一。
因此，基于同样的思想，也可以成为以下图示的实施例。也就是，显示这些绕组的截面图如图16的倾斜卷绕、图17的同心圆状卷绕。图16是使绕组卷绕成倾斜地堆积重叠，且在相同的绕组容积下做比较时，可得到较大的互感并且自我谐振频率提高。
图17是使绕组呈同心圆状地堆叠，且绕组内部是如图31所示以分布常数状的C与L构成，当L值变大时在分布常数电路的一般性质上会引起只能看见C一部份的现象，因此，结果可提高其自我谐振频率。
在此，在谈论到关于本案平衡线圈中的分流、均衡作用的总括性原理时如下所述。
在频率60KHz的冷阴极管用反相器电路中，一般冷阴极管C的阻抗大致为100kΩ至150kΩ前后的值。在分流变压器Td的各线圈L1、L2所具有的电感值均等，且其值为100mH至200mH，并且是各线圈L1、L2之间的耦合系数为0.9以上的分流变压器Td时，可借由下述式子求得互感值M：
M＝k·L0。
例如，在自感100mH的情形下，当耦合系数为0.9时，互感也就为0.9×100mH＝90mH。
在此，算出60kHz中的互感电抗值时，为：XL＝2πfL＝2×π×60×103×90×10-3＝34kΩ。在这种条件下，分流成阻抗为大致100kΩ至150kΩ前后2条冷阴极管Z1、Z2，且可得到均衡的管电流(如图32)。
在此，得以清楚以往理论中的矛盾。也就是，根据以往理论时平衡线圈的电抗为冷阴极管的阻抗数倍，也就是，在反相器的使用频率60kHz中应该需要300kΩ至500kΩ的电抗值。但是，实际上是在远小于其的电抗值下得到均衡、分流效果。
也就是，超过冷阴极管C的微分阻抗的负电阻是重要的，但决不是需要超过一般冷阴极管的阻抗(大致100kΩ前后)很多的电抗。
接着，与相对于以往的见解，本发明着眼点不同处说明如下。
在此，分流变压器的互感在反相器电路中是作为电抗发挥作用，且在引导亮灯的作用上需要下述条件。
冷阴极管在以往一般较多用来作为液晶背光模组，此时，配置接近于冷阴极管的反射板为导电性时，会产生接近冷阴极管的放电特性与导体效果且变成图26所示的电压-电流特性。
冷阴极管的负电阻值是以图26的A(60kHz的情形)所示的电压-电流特性的斜度来表示。以图26的A为例时是-20kΩ(-20V/mA)。
在此，为了比较在分流变压器的反相操作频率中，互感的电抗而反转斜度来表示时，也就是B或者C。由于此时互感的电抗有两个分流线圈绕组且磁通量相向，因此为单侧的电抗值的两倍。
在电抗比负电阻特性小的B情形下，与冷阴极管的电压-电流特性的交点产生a、b 2个。也就是，亮灯时，在管电流逐渐增加的阶段中冷阴极管的其中一端亮灯且电流开始增加时，一端的冷阴极管的电流往图26右侧的负电阻领域前进，而连接于分流变压器的另一端的冷阴极管的电流往减少的方向作用，并进入图26左侧的正电阻领域。如此，单端的冷阴极管亮灯而另一端未亮灯。
为了超越这种现象，且使分流变压器具有使双边的冷阴极管亮灯的机能时，必须使分流变压器的电抗为C，且至少具有完全超过冷阴极管的负电阻斜率的电抗。
具体来说，是在图26所示的例子中，必须使分流变压器的单侧线圈所具有的互感电抗超过20kΩ一半的10kΩ。
接着，谈到关于阻碍分流、均衡效果的自我谐振影响时如同下所述。
图24示出平衡线圈实验性的卷绕，且分流、均衡效果为依情况而得到失去的非常不稳定状态。利用阻抗分析器来观测绕组的自我谐振现象时，自我谐振频率为大致64kHz。在平衡线圈的情形下，使用比自我谐振频率高的频率时完全得不到分流、均衡效果。这是因为产生于各线圈的绕组的分布电容是作为与并联连接于各绕组的电容等效物来发挥作用。
一般冷阴极管用反相器电路的操作频率在近年为45kHz至60kHz，因此图24为其界限，且假设因铁芯材的电感分散等使得谐振频率相同或低于反相器的操作频率时便无法分流、均衡。在此，使各个线圈呈分段卷绕时自我谐振频率也就变高。
在此情形下，随着分段卷绕的分割数增多耦合系数随着变低。此时，耦合系数乘上各线圈的自感L1(或L2)的值为互感。而且，漏电感Le(日本电机学会)为(1-k)乘上自感值。且此时的漏电感不会阻碍分流、均衡作用。因此，即使耦合系数降低也有利于自我谐振频率提高确保分流、均衡的作用。
在平衡线圈小型化时铁芯有效导磁率变低，因此，必然必须借由更细的线来卷绕更多圈数以增大电感，但这可能会降低自我谐振频率。
因此，尽管是小型也可借由分段卷绕来提高自我谐振频率。且已知分段卷绕本来就会降低耦合系数。
但是，在本发明的平衡线圈中分流、均衡作用的本质性因素是互感，并借由排除掉所谓的耦合系数技术思想，来得以增加平衡线圈中的各线圈的分段数且分割卷绕。
另外，在高频并且使用于高压用平衡线圈中，各线圈是呈现分布常数状的延迟电路性质，且其影响随着接近于各线圈的自我谐振频率而变的显著。
图31是文献、电力机器讲座6变压器(日刊工业新闻社刊)所示的实际高频线圈的等效电路。因为在高频线圈中形成这种延迟电路，而在绕组上产生进行波或驻波。在冷阴极管用平衡线圈中，必须考虑到这种进行波的影响以得到良好的分流、均衡效果。
以图29为例说明时如同下所述。
平衡线圈的端子2为卷绕开始处，此时线圈从周边开始往中心卷绕。然后，卷绕结束时在端子1结束。另一线圈从端子4开始往中心卷绕，且卷绕结束时在端子3结束。在使用该平衡线圈时端子1-3之间形成连接，且分流电流沿箭头方向流动并在中心铁芯上产生磁通量。该磁通量是沿着互相抵销的方向产生，因此该磁通量互相抵消。
但是，在高频线圈中产生的磁通量不止这些。在从各线圈观视的对侧线圈上，也就是在相当于二次绕组的线圈上产生进行波。最初接受该进行波作用的绕组必须在平衡线圈上呈现彻底对称，因此，在图29的例示中，连接于端子1及3的绕组，也就是靠近中心的分段绕组会接受其作用。
另外，如图27所示般卷绕该绕组时，最初接受一次绕组的电流i1产生的进行波作用的绕组是连接于端子3的绕组，而端子4则接受时间延迟的进行波作用。因此，在这种绕组构造中，平衡线圈的端子1-4之间形成连接且构成分流电路时，随着接近于各绕组的自我谐振频率使得产生于铁芯的磁通量成分变的不平衡，且残留有未抵销的磁通量成分。
由此可知，为了抵销磁通量且甚至包括进行波的影响，如图29般卷绕绕组是很重要的。而且，在实际的电子电路标示上并未反映出这些因此须要注意。
电子电路的标示始终为单纯化电路后的标示，且无法标示关于这些杂散效果的情形有很多。因此，像这样考虑到杂散电容或分布常数电路等电路图中未反映的效果是冷阴极管用平衡线圈中最重要的要点。
〔效果〕
接着，说明图11至图14中的磁通量相向绕组的效果。
如各个图中图示般的相同方向的电流，在绕组W1至W4的分流线圈上流动时，从这些线圈产生的磁通量会相对于磁通量相向绕组S1至S5(或S4)产生图示方向的电流。
因流动于磁通量相向绕组S1至S5(或S4)的电流而产生的磁通量是与因绕组W1至W4产生的磁通量相向，并借此抵销产生于铁芯的磁通量。
借由相互连接磁通量相向绕组S1至S5(或S4)，使得因流动于绕组的电流而产生的磁通量均等，且结果与其磁通量相向且抵销的磁通量也会均等，因此，流动于绕组W1至W4的电流也会均衡。
<发明的产业利用性>
作为大型液晶电视用的平衡线圈，可实现厚度6.5mm的薄型形状。
在依据本发明而揭示的例子中，自我谐振频率是120kHz以上，且在反相器电路的操作频率中可得到充分的分流、均衡化效果，并且也可以进一步对应于大的电感值。
并且线圈间的耐电压也可以提高。
并且还可充分地小型化且因此可改善在日本专利申请第2004-3740号(美国专利公开号第2004-155596号)发明中因管电流不均衡时产生的铁芯饱和而引起的发热。
且，可以借由考虑到杂散电容引起的漏电流以实现精准度高的均流效果。
在小型形状的平衡线圈中也可以借由考虑到进行波的延迟时间，使得即使在自我谐振频率附近也可以改善分流、均衡的效果。
而且，可以借由在物理上也配置成树状来进一步改善电流的平衡。
还可以借由考虑到配线的杂散电容来进一步改善电流的平衡。
另外，可汇集成一个模组来作为分流电路模组，因此可小型化分流电路模组。

Claims (13)

1.一种放电管用平衡线圈，具有接近于放电管的导体及磁通量相向的两个线圈，且该线圈产生的磁通量对抗并且抵销，其特征在于：
借由使该平衡线圈所具有的互感电抗和超过该放电管的负电阻，可均衡该放电管的管电流，且透过使该平衡线圈中各个线圈分段卷绕，可提高各该线圈的自我谐振频率，借此，即使在小型扁平形状的平衡线圈中也可以维持分流及均衡效果。
2.如权利要求1所述的放电管用平衡线圈，其特征在于：所述平衡线圈的绕组是形成分散参数状的延迟电路，且在平衡线圈中，各个所述绕组上所产生的进行波是与对侧的所述绕组产生往反方向的进行波，而连接于最初接受该进行波作用的开始卷绕线圈，并借此来抵销因进行波而延迟时间的磁通量。
3.一种放电管用并联点灯模组，具有多个所述权利要求1或2的平衡线圈，且各所述平衡线圈具有两个磁通量相向的线圈，而一个平衡线圈的其中一线圈一端是连接于另一个平衡线圈的其中一线圈，并透过该线圈连接放电管电极的一端，且重复地互相循环连接多个所述的平衡线圈，而各所述平衡线圈未连接于所述放电管的一端连接成一个，而且，该分流电路模组具有对多个所述放电管的管电流均衡的效果，其特征在于：
该平衡线圈是借由降低耦合系数来增加漏电感，并借此抑制在该平衡线圈之间流动的循环电流，而且，该分流电路模组具有使各所述平衡线圈的铁芯所产生的磁通量在全部铁芯的连接部中相向并且抵销的磁路结构。
4.如权利要求3所述的放电管用并联点灯模组，其特征在于：所述线圈并非在一个铁芯上相邻卷绕的结构，而是在各个独立铁芯上卷绕的结构。
5.如权利要求3或4所述的放电管用并联点灯模组，其特征在于：所述独立铁芯也是包含整体成型的多脚构造。
6.如权利要求3至5中任意一项所述的放电管用并联点灯模组，其特征在于：借由在各所述平衡线圈之间中每隔一个方便连接用的连接线，使连接该平衡线圈之间的连接线长度大致均等，并减少杂散电容的影响。
7.一种放电管用并联点灯模组，是使用多个权利要求1或2的平衡线圈构成的，其特征在于：
所述平衡线圈在物理性的位置关系上也配置成树状。
8.如权利要求3至7中任意一项所述的放电管用并联点灯模组，其特征在于：在各所述平衡线圈之间的配线或在与所述放电管之间的配线是以短配线粗，且长配线细的方式构成，并借此使杂散电容均等。
9.一种放电管用并联点灯模组，其特征在于：
具有与各所述平衡线圈的其中一绕组邻接且卷绕的磁通量相向绕组，且所述磁通量相向绕组相互连接成回路，借此，所述磁通量相向绕组可产生与各所述平衡线圈的其中一绕组所产生的磁通量相向并且抵销的磁通量，且借由该磁通量的互相抵销，可使得流动于各所述平衡线圈的电流均衡。
10.一种放电管用并联点灯模组，是使所述权利要求2至9中任意一项的平衡线圈绕组中，至少任意一绕组为分段卷绕，以达成提高所述绕组自我谐振频率的目的。
11.如权利要求2至9中任意一项所述的放电管用并联点灯模组，其特征在于：所述平衡线圈绕组中，至少任意一绕组为分段卷绕，以达成提高所述绕组自我谐振频率的目的。
12.如权利要求1至10中任意一项所述的放电管用并联点灯模组，其特征在于：用以达成提高各所述平衡线圈绕组自我谐振频率的目的，所使用的分段卷绕置换为倾斜卷绕。
13.如权利要求12所述的放电管用并联点灯模组，其特征在于：所述倾斜卷绕置换为卷绕成同心圆状的绕组。
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