CN1806301B - 高频加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器单元(1)，该变压器单元包含变压器，该变压器包括至少缠绕有初级绕组和次级绕组的线圈架(2)、插入该线圈架中心的芯部以及保持在线圈架(2)和/或变压器的外周区域中的电子部件(3)，该单元位于印刷电路板(4)上，电子部件(3)的导引终端(3a)由焊料(5)焊接于印刷电路板(4)，并且导引终端(3a)夹在形成于线圈架(2)的狭缝(2b)中并且固定地安装于此。在该结构中，在终端(3a)中形成有弯折部分(3b)，该部分防止线圈架(2)在夹住导引终端(3a)的同时沿导引终端(3a)的纵向方向滑动。

Description

高频加热装置

技术领域

本发明涉及一种高频加热装置，尤其涉及一种具有其上安装有变压器单元的印刷电路板的高频加热装置，其中，所述印刷电路板用于逆变器式高频加热装置等中。

背景技术

如图5所示，逆变器式高频加热装置包括变压器单元73，其中变压器72安装于印刷电路71上。

变压器单元的电路将在下文参照图6进行说明。

商用电源74的输出是由诸如二极管电桥等的整流电路75整流、由逆变器76转换为高频电压、并且施加于变压器72的初级绕组77的发射波。结果，若干千伏的高频高电压在变压器72的次级绕组78中产生。该高频高电压由倍压整流电路81进行整流，该电路81由电容器79和二极管80构成。结果，高压施加于作为微波发生器的磁控管82。而且，变压器72的加热器绕组83连接于磁控管82的灯丝84，用于加热灯丝84。而且，磁控管82在灯丝84的加热以及高电压的作用下产生微波。

具有图7所示结构的变压器已经公知(例如，专利文件1：JP-A-2001-189221)

参照图7，用于上述变压器单元73的变压器72包括线圈架85，该线圈架具有初级绕组77、次级绕组78和同心缠绕于线圈架上的加热器绕组83，并且该变压器还具有如下结构，即芯部86从两侧插入线圈架85的中心。而且，如图8所示，该变压器72在其底部包括初级绕组连接引脚87、次级绕组连接引脚88、加热器绕组连接引脚89和接地连接引脚90。这些引脚在通过焊接安装并连接于印刷基板71的电路图案之前插入印刷基板71的通孔中。

由于需要结构紧凑并且功能强大的高频加热装置，所以其各个部件的尺寸已经被减小，并且已经使用具有较高附加值的部件。

不过，构成倍压整流电路81的诸如电容器79或二极管80的高压部件比构成控制电路的部件要大得多，高压部件在印刷电路板71上所占面积的大小也被增加以确保安装这些高压部件所需的空间。

而且，在上述变压器元件73中，电路图案的间隔不得不被放大以确保各高压部件所需的绝缘距离。结果，印刷电路板上的高压部件的面积不得不被扩大。

因为需要增大上述结构的变压器单元73中的高压部件区域，所以印刷电路71本身不得不被放大，难以满足与减小高频加热装置尺寸相关的要求。

因此，为了解决上述问题，申请人早先已经公开了一种变压器，该变压器可减小所占据的印刷电路板的面积，减小空间，并且使该单元最小化，同时不会牺牲变压器性能或者增加成本，同时也公开了装配有这种变压器的变压器单元。

图9A和9B示出了根据现有发明的变压器的横截面剖视图和侧视图。图10是该变压器的透视图，图11是变压器单元的透视图。

如图9A至11所示，安装于作为本发明前提的先前发明的变压器单元上的变压器11包括树脂线圈架13、缠绕在线圈架13上的初级绕组15、次级绕组17和加热器绕组19，以及芯部21。

芯部21包括具有矩形横截面的、被插入线圈架13中心的I形芯部21a，以及连接于I形芯部21a两端的、其侧视图类似U形形状的U形芯部21b。变压器11固定于印刷电路板23上，使得U形芯部21b面朝下。

线圈架13包括多个(现有技术中总共四个)部件保持部分，所述保持部分由各对夹紧件25、27构成。在这些部件保持部分中，作为构成倍压整流电路81的高压部件的电容器31由一对夹紧件27夹住，二极管33由一对夹紧件25夹住。

本实施例的部件保持部分通过将各对夹紧件25、27在竖直条件下设置在线圈架13的侧表面上且其间的距离大概是高压部件的厚度而形成。不过，部件保持部分并不局限于夹紧件25、27，而是可以具有任何结构，只要能够保持住高压部件即可。

而且，作为高压部件的电容器31和二极管33的引线设置成它们向外周区域突出，除了印刷电路板23的安装侧。次级绕组17或加热器绕组19的连接终端根据相应的电路相互连接于这些引线。因此，在外周区域中，除了变压器11的印刷电路板23上的安装侧，来自磁控管等的连接线被直接连接，而不是经由印刷电路板23。

因此，对于上述变压器11或者其中该变压器11安装于印刷电路板23的变压器单元100，用于保持诸如电容器31和二极管33的高压部件的部件保持部分设置于线圈架13的侧表面。因此，将高压部件保持在部件保持部分中可隔离安装于印刷电路板23上的各高压部件。

结果，可减小印刷电路板23的尺寸并且使变压器单元100最小化，而不牺牲变压器11的性能或者增加成本，也可通过使用满足最小化和增强功能需求的高频加热装置获得有利的变压器单元100。

而且，因为次级绕组17和加热器绕组19的连接终端连接至外周区域，不包括印刷电路板23上安装有变压器11的侧面，所以来自磁控管等的连接线可直接连接于变压器11，而不是经由印刷电路板23。结果，印刷电路板23中的电路图案的尺寸可被减小。尤其地，可消除变压器11的高电压电路图案，该图案由于变压器中使用的高电压所以需要增加绝缘距离。因此，印刷电路板23的尺寸可被大大地减小，如图11所示。

而且，由于其他高压部件的引线中的至少一些以及次级绕组17和加热器绕组19的连接终端直接连接于保持在部件保持部分中的诸如电容器31和二极管33的高压部件的引线，所以印刷电路板23中的电路图案可被进一步缩小尺寸或者被简化。

在上述实施例中，采用了下述结构，即部件保持部分形成于线圈架13的侧表面并且高压部件保持于该部件保持部分中。但是，用于高压部件的保持位置并不局限于线圈架13的侧表面并且可以处于任何位置，只要在变压器11的外周区域中即可。

为了将线圈架固定于印刷电路板，初级绕组连接引脚87、次级绕组连接引脚88、加热器绕线连接引脚89以及接地连接引脚90传统地设置在变压器72的底部，如图8所示，各引脚在安装前被插入印刷电路板71的通孔中，并且通过焊接而连接于印刷电路板71的电路图案中。不过，在这种情况下的装接操作难以进行，并且生产率较低。

因此，决定使用各部件的导引终端，而不是直接将线圈架安装于印刷电路板。图2A和2B是通过使用各部件的导引终端而将变压器单元安装于印刷电路板上的示意图，图2A是其透视图，图2B是在狭缝部分附近的区域的放大横截面剖视图。而且，图3A和3B是印刷电路板的掉落试验的透视图。

在图2A中，附图标记1表示承载有先前发明的变压器单元的印刷电路板，2-包括图11所示的变压器的变压器单元的线圈架，该线圈架示意性地示出为长方体。用于锁定部件导引终端的锁定突起2a形成于线圈架2的侧表面下部的多个位置，下述纵向狭缝2b形成在锁定突起2a中。附图标记3表示保持于线圈架和/或变压器的外周区域中的电子部件(二极管、电容器等)。附图标记3a表示部件3的导引终端。

如图2B所示，穿过锁定突起2a的狭缝2b被插入印刷电路板4的通孔中的其中一些部件导引终端3a到达焊接侧，并且使用焊料5固定地连接于印刷电路板4的电路图案。

因此，在该结构中，线圈架2通过使用部件导引终端3a并通过将线圈架固定于部件导引终端3a而最终被固定于印刷电路板4。为了实现该目的，树脂锁定突起2a形成于线圈架2的侧表面的下部，锁定突起2a和位于狭缝2b内侧的导引终端3a在沿着箭头所示的方向施加以将它们压到一起的压力作用下热熔接。

采用上述方法，部件导引终端3a由焊料5固定于印刷电路板4，锁定突起2a被热熔接于部件导引终端3a。因此，包含变压器的线圈架2采用简单的方式最终被固定于印刷电路板4，没有必要在变压器72的底部分别设置初级绕组连接引脚87、次级绕组连接引脚88、加热器绕组连接引脚89和接地引脚，如图8所示，操作性得以改善。

不过，当此后对印刷电路板4进行掉落测试时，发现必须进行某些改进。因为，显然可见，因为线圈架2的锁定突起2a是通过夹住导引终端3a而被热熔接的，所以锁定突起2a在简单夹住导引终端3a的方向上被挤压，并可容易地沿导引终端3a的纵向方向移动。另一方面，导引终端3a通过使用焊料5焊接于印刷电路板4而被固定于印刷电路板4。而且，因为包含芯部的线圈架2是印刷电路板4上最重的负荷，所以如果印刷电路板4经受掉落测试，那么试图将线圈架从印刷电路板4上分离的力将作用在线圈架2和印刷电路板4之间。而且，由于线圈架2可容易地沿着导引终端3a的纵向方向移动，所以线圈架2会沿着导引终端3a的纵向方向向上移动，具有微弱接合力的地方，例如，线圈架2和部件导引终端3之间的电线会被破坏。

而且，当较重线圈架2再次掉落到印刷电路板4上时，印刷电路板将断裂。

发明内容

于是，本发明的目的是提供一种承载有变压器单元的印刷电路板，其中通过确保线圈架2无法沿导引终端3a的纵向移动以及甚至在印刷电路板4经受掉落测试时线圈架2与部件导引终端3a之间的电线不会断开从而可防止印刷电路板的断裂。

为了解决上述问题，如权利要求1所述本发明提供了一种承载有变压器单元的印刷电路板，其中在电路板上设置变压器单元，所述变压器单元包含变压器，该变压器包括至少缠绕有初级绕组和次级绕组的线圈架、插入所述线圈架中心的芯部以及保持在所述线圈架和/或所述变压器的外周区域的电子部件，所述电子部件的导引终端焊接于所述印刷电路板，并且所述导引终端夹在形成于所述线圈架的狭缝中并且固定地安装于此，其中，在所述终端中形成有弯折部分，该部分防止所述线圈架在夹住所述导引终端的同时相对于至少一个导引终端在其纵向方向上滑动。

根据权利要求2的发明，提供了一种承载有变压器单元的印刷电路板，根据权利要求1，其中所述导引终端夹在所述狭缝中的部分或者在所述印刷电路板中与所述狭缝相对的一侧处的部分形成为具有类似S、V或U形的形状。

因为线圈架是由此可靠地固定于印刷电路板的，所以线圈架即使在进行掉落测试时也不会移动。因此，可防止印刷电路板断裂。

如上所述，对于根据本发明的变压器和装配有该变压器的变压器单元，设置有将部件保持在变压器的外周区域的部件保持部分，将高压部件保持于该部件保持部分中可避免将高压部件固定于印刷电路板上。而且，因为变压器单元是通过使用部件的导引终端固定于印刷电路板上的并且在所述导引终端处形成有防止所述线圈架在夹住所述导引终端的同时沿导引终端的纵向方向滑动的弯折部分，所以变压器单元可靠地固定于印刷电路板。即使进行掉落测试，变压器单元也不会移动。因此，可防止印刷电路板断裂。

附图说明

图1A至1C是承载有本发明第一实施例的变压器单元的印刷电路板的示意图，图1A是透视图，图1B是通过热熔化对弯折部分进行固定的过程的放大横截面剖视图，图1C是通过加压以固定弯折部分的过程的放大透视图；

图2A和2B是承载现有发明的变压器单元的印刷电路板的示意图，图2A是其透视图，图2B是狭缝部分附近区域的放大横截面透视图；

图3A和3B是印刷电路板掉落试验的透视图，图3A是承载有本发明的变压器单元的印刷电路板的掉落试验的透视图，图3B是承载现有发明的变压器单元的印刷电路板的掉落试验的透视图；

图4A和4B示出了本发明第二和第三实施例的部件导引终端，图4A示出了第二实施例，图4B示出了第三实施例；

图5是设置于高频加热装置中的传统变压器单元的透视图；

图6是变压器单元的电路结构的电路图；

图7是固定于变压器单元上的变压器的结构的示意性横截面剖视图；

图8是从下表面观看的变压器结构的透视图；

图9A和9B是变压器的横截面剖视图和侧视图，示出了根据本发明的变压器的结构；

图10是所述变压器的透视图，示出了所述变压器的结构；以及

图11是变压器单元的透视图，示出了其上安装有变压器的变压器单元的结构。

在附图中，附图标记1表示承载根据本发明第一实施例的变压器单元的印刷电路板；2表示包括变压器的线圈架；2a表示锁定突起；2a_1表示V形锁定突起；2a_2表示V形凹槽；2b表示V形狭缝；3表示保持于线圈架和/或变压器的外周区域中的电子部件；3a、3d表示部件导引终端；4表示印刷电路板；5表示焊料。

具体实施方式

下面将根据附图更加详细地描述本发明的最佳实施方式。

图1A至1C是承载有本发明第一实施例的变压器单元的印刷电路板的示意图，图1A是透视图，图1B是通过热熔接固定弯折部分的过程的放大横截面剖视图，图1C是通过加压以固定弯折部分的过程的放大透视图。

在图1A中，附图标记1表示承载有本发明第一实施例的变压器单元的印刷电路板，2-包括变压器的变压器单元的线圈架，该线圈架示意性地示出为长方体。用于锁定部件导引终端的锁定突起2a形成于线圈架2的侧表面下部的多个位置，下述V形狭缝2b形成于锁定突起2a中。附图标记3表示保持于线圈架和/或变压器的外周区域中的电子部件(二极管、电容器等)。附图标记3a表示部件3的导引终端。

如图1B所示，穿过锁定突起2a的狭缝2b被插入印刷电路板4的通孔中的其中一些部件导引终端3a到达焊接侧，并且使用焊料5固定地连接于印刷电路板4的电路图案。而且，部件导引终端3a本身预先形成为类似V形形状，从而匹配V形狭缝2b的类似V形的形状。而且，在沿箭头方向施加的将它们压向一起的压力作用下、通过在此状态下热熔接树脂锁定突起2a和位于V形狭缝2b中的导引终端3a，强度得以增加。

因此，有利于将线圈架2固定到印刷电路板4上，没有必要在变压器72的底部分别设置初级绕组连接引脚87、次级绕组连接引脚88、加热器绕组连接引脚89和接线连接引脚，如图8所示，操作性得以改善。

图1C示出了替代图1B所示的方法的简单固定方法。由硬绝缘材料制成的V形锁定突起2a_1和同样由硬绝缘材料制成的、用于容纳V形锁定突起2a_1的V形凹槽2a2经由在线圈架2下部间隔开的狭缝相对设置，部件导引终端3a的狭缝部分被插入该狭缝2b，V形锁定突起2a_1沿着箭头所示的方向朝向V形凹槽2a_2加压，由此可靠地将线圈架2固定于印刷电路板4，操作性被进一步改善。

当印刷电路板4经受掉落测试时，因为导引终端3a被热熔接于锁定突起2a或被加压，图1B和1C所示的锁定突起2a不能沿着导引终端3a的纵向方向移动。因此，即使印刷电路板4掉落，因为导引终端3a和印刷电路板4被强力固定并且导引终端3a和锁定突起2a由于其类似V形的形状也被强力固定，所以线圈架2被防止沿导引终端3a进行即使是微弱的移动，如图3A所示，线圈架2和部件导引终端3a之间的电线被防止折断，并且如果较重的线圈架2再次掉落到印刷电路板4上那么印刷电路板4可被完全保护以防断裂。图4A和4B示出了本发明第二和第三实施例的部件导引终端，图4A示出了第二实施例，图4B示出了第三实施例。

在图4A中，附图标记2a表示锁定突起，3a表示导引终端，4表示印刷电路板，5表示焊料。与第一实施例的V形导引终端相对比，导引终端3a具有类似U形的形状。凹槽形成于与导引终端相对定位的锁定突起2a中。结果，虽然与第一实施例的情况相比有利于凹槽形状的形成，但是该结构具有相同的阻力功能，可防止线圈架沿着导引终端3a的纵向滑动。因此，即使印刷电路板4掉落，因为导引终端3a和印刷电路板4被强力固定并且导引终端3a和锁定突起2a由于其类似U形的形状而被强力固定，所以线圈架2被防止沿导引终端3a进行即使是微弱的移动，线圈架2和部件导引终端3a之间的电线被防止折断，并且如果较重的线圈架2再次掉落到印刷电路板4上，那么印刷电路板4可被完全保护以防断裂。在图4B中，附图标记2a表示锁定突起，3d表示导引终端，4表示印刷电路板，5表示焊料。导引终端3d具有类似S的形状，与前面的发明完全相同的狭缝形成于锁定突起2a中。结果，与第一和第二实施例相比，生产得以简化，因为不需要类似V形或，类似U形的锁定突起2a。

导引终端3d的类似S的形状具有阻力功能，可防止线圈架2(因此，2a)沿导引终端3d的纵向滑动。因此，如果印刷电路板4进行掉落测试，因为导引终端3d和印刷电路板4被强力固定并且锁定突起2a会撞上导引终端3d的S形状而不能继续移动，所以线圈架2和部件导引终端3a之间的电线被防止折断，并且如果较重的线圈架2再次掉落到印刷电路板4上那么印刷电路板4可被完全保护以防断裂。

本发明以日本专利申请No.2003-271009为基础，该申请在此引入以作为参考。虽然在这里只具体描述了本发明的特定实施例，但是显然，可在不脱离本发明的本质和范围的情况下对本发明进行多种改进。

本发明的优点

如上所述，对于根据本发明的变压器和装配有该变压器的变压器单元，设置部件保持部分以将部件保持在变压器的外周区域并且将高压部件保持在该部件保持部分中可避免将高压部件固定于印刷电路板上。而且，因为变压器单元通过使用部件的导引终端而固定于印刷电路板上，并且在导引终端处形成有防止线圈架在夹住导引终端的同时沿导引终端的纵向方向滑动的弯折部分，所以变压器单元可靠地固定于印刷电路板。即使进行掉落试验，变压器单元也不会移动。因此，印刷电路板可被防止断裂。

Claims (5)

1.一种变压器单元装置包括：

变压器单元；

其上固定有所述变压器单元的印刷电路板；

其中所述变压器单元包括：

变压器，该变压器包含至少缠绕有初级绕组和次级绕组的线圈架，和插入所述线圈架中心的芯部；以及

电子部件，所述部件保持于所述线圈架和/或所述变压器的外周区域中，

其中，所述电子部件的导引终端焊接于所述印刷电路板，并且所述导引终端夹在形成于所述线圈架的狭缝中并且固定地安装于此，并且

其中，在所述终端中形成有弯折部分，该部分防止所述线圈架在夹住所述导引终端的同时相对于至少一个导引终端沿其纵向方向滑动。

2.根据权利要求1所述的变压器单元装置，

其中，所述导引终端夹在所述狭缝中的部分形成为具有类似S、V或U形的形状。

3.根据权利要求1所述的变压器单元装置，

其中，在所述狭缝相对于所述印刷电路板的一侧处的部分形成为具有类似S、V或U形的形状。

4.一种将变压器单元固定于印刷电路装置上的方法，其中，所述变压器单元包含变压器，该变压器包括至少缠绕有初级绕组和次级绕组的线圈架，和插入所述线圈架中心的芯部以及保持在所述线圈架和/或所述变压器的外周区域的电子部件，所述方法包括下述步骤：

将所述变压器单元放置于所述印刷电路板上；

在所述各电子部件的导引终端的至少一个的纵向方向上形成弯折部分，其中所述弯折部分防止所述线圈架滑动；

将所述导引终端夹在形成于所述变压器单元的外表面上的突起部分的狭缝中，其中，如果所述导引终端具有所述弯折部分，那么所述弯折部分被夹在所述狭缝中；并且

将所述导引终端焊接于所述印刷电路板。

5.一种高频加热装置，该装置包含根据权利要求1-3中任一项所述的变压器单元装置。

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