JP2005019685A

JP2005019685A - Transformer and high voltage generator

Info

Publication number: JP2005019685A
Application number: JP2003182580A
Authority: JP
Inventors: Kenji Iwai; 賢次岩井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2005-01-20

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a miniaturized high voltage generator for outputting large current by providing a transformer which allows reduction of the height dimension of the high voltage generator. <P>SOLUTION: The transformer 301 comprises cores 201-1 and 201-2 of predetermined height which are arranged on a plane perpendicular to the direction of height thereof so as to be parallel to each other in the height direction, a primary side winding 232-1 which is wound about the core 201-1, a secondary side winding 233-1 for raising voltage to be applied onto the primary side winding 232-1, a primary side winding 232-2 which is wound about the core 201-2, and a secondary side winding 233-2 for raising voltage to be applied onto the primary side winding 232-2. The secondary side winding 233-1 of the core 201-1 and the secondary side winding 233-2 of the core 201-2 are connected in series. The transformer can be applied to a high voltage generator. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランスおよび高電圧発生装置に関し、特に、大電力を出力する高電圧発生装置の高さ寸法を小さくすることができるようにしたトランスおよび高電圧発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高電圧を使用するフラットパネル型表示装置が普及し、それに伴って、高電圧発生装置は、表示装置の薄さに適合する形状であることが求められている。
【０００３】
図１乃至図７は、従来の高電圧発生装置１の一例の構成を示している。高電圧発生装置１は、例えば、出力電圧が１０ｋＶで、出力電力が５０Ｗの出力を得るように設計されている。また、高電圧発生装置１では、トランスが用いられており、そのトランスの２次側巻線（高圧巻線）の巻数は約２０００回である。さらに、高電圧発生装置１には、両波倍圧方式の整流回路が用いられている。
【０００４】
図１は、従来の高電圧発生装置１の一例の構成を示す正面図である。
【０００５】
高電圧発生装置１は、コア２１、コイル（１次側巻線と２次側巻線）が巻かれたコイルボビン２２、および外装ケース２３から構成されている。外装ケース２３には、２次側巻線に発生した電圧（１次側巻線に印加される電圧が昇圧された電圧）を出力する高圧出力取り出し口２４が設けられている。また、外装ケース２３内には、高圧整流回路基板３１が設けられ、高圧整流回路基板３１には、高圧コンデンサ３２、高圧出力検出用抵抗器３３、高圧整流器３４−１乃至３４−３、およびコンデンサ３５が設けられている。
【０００６】
図２は、図１の高電圧発生装置１のＡ−Ａ’線断面図である。図２において、コア２１の、図中、横の長さ（高さ）は、約３０ｍｍである。
【０００７】
コア２１の中央の開口部４０には、その開口部４０を通すように、１次側巻線４１と２次側巻線４２−１乃至４２−４とが巻かれたコイルボビン２２が配置されている。また、１次側巻線４１は、一端が、外装ケース２３に設けられた１次側端子４３−１に接続されている。
【０００８】
なお、以下、２次側巻線４２−１乃至４２−４を区別する必要がない場合、２次側巻線４２−１乃至４２−４をまとめて、２次側巻線４２と称する。
【０００９】
２次側巻線４２は、一端が、外装ケース２３内に設けられた高圧整流回路基板３１に固定された２次側巻線端子４４−１に接続されている。外装ケース２３の内部には、高圧整流回路基板３１が設けられ、高圧整流回路基板３１には、高圧整流器３４−３とコンデンサ３５が設けられている。また、高圧整流回路基板３１には、外装ケース２３に設けられた２次側端子４５−３が接続されている。外装ケース２３の内部は、含侵モールド樹脂４６で満たされている。
【００１０】
図３乃至図６を用いて、コア２１の詳細を説明する。図３は、コア２１の正面図である。図３に示すように、コア２１の中央には、開口部４０が設けられている。コア２１は、１次側巻線４１および２次側巻線４２が巻かれたコイルボビン２２が装着される芯部６１、芯部６１と対向する位置にあるコア上部６２、芯部６１の左側のコア左部６３、および芯部６１の右側のコア右部６４から構成される。
【００１１】
コア２１は、芯部６１に巻つけられる１次側巻線４１に交流電圧が印加されると、励磁される。そして、コア２１に発生した磁束が時間変化することによって、２次側巻線４２に交流電圧が発生する。コア２１を通る磁束密度は、コア２１の断面積によって異なるため、コア２１の各部、即ち、芯部６１、コア上部６２、コア左部６３、およびコア右部６４の磁束密度を同一にするには、コア２１の各部の断面積をほぼ同一とする必要がある。従って、コア２１の大きさは、図４と図５に示すようになる。
【００１２】
図４は、図３のコア２１のＡ−Ａ’線断面図である。コア上部６２の厚みは、例えば、７．６ｍｍであり、芯部６１の直径は、例えば、１２ｍｍ（半径は、６ｍｍ）である。
【００１３】
図５は、図３のコア２１のＢ−Ｂ’線断面図である。コア右部６４の横の長さは、例えば、８ｍｍである。なお、コア左部６３も同様に（左右対称に）構成される。
【００１４】
図６は、コア２１の斜視図である。コア左部６３とコア右部６４の断面積Ｓ_Ｓｉｄｅは、８ｍｍ×１２ｍｍ＝９６ｍｍ^２であり、芯部６１の断面積Ｓ_{Ｃｅｎｔｅｒ}は、６ｍｍ×６ｍｍ×π＝１１３．０・・・ｍｍ^２であり、コア上部６２の断面積Ｓ_{Ｕｐｐｅｒ}は、７．６ｍｍ×１２ｍｍ＝９１．２ｍｍ^２である。即ち、高電圧発生装置１のコア２１では、Ｓ_{Ｃｅｎｔｅｒ}≧Ｓ_Ｓｉｄｅ≧Ｓ_{Ｕｐｐｅｒ}（Ｓ_{Ｕｐｐｅｒ}＞０．８Ｓ_{Ｃｅｎｔｅｒ}）とされている。
【００１５】
図７は、図１の高電圧発生装置１の電気的構成例を示す回路図である。
【００１６】
１次側巻線４１の両端の１次側端子４３−１と４３−２に電圧が印加されると、コア２１が励磁され、２次側巻線４２に交流電圧が発生する。その交流電圧は、高圧整流器３４−１乃至３４−３とコンデンサ３５から構成される両波整流回路により整流されることによって、直流電圧（直流電流）に変換される。この直流電圧は、高圧コンデンサ３２と高圧出力検出用抵抗器３３の一端にも印加される。高圧コンデンサ３２は、印加された直流電圧を平滑して、高圧出力取り出し口２４から出力するとともに、入力側（１次側巻線４１側）にフィードバックする。高圧出力検出用抵抗器３３も、印加された直流電圧を入力側にフィードバックする。
【００１７】
また、高電圧発生装置として、断面平角上のコイル（１次側巻線と２次側巻線）を用いて薄型にしたトランスも提案されている（特に、特許文献１）。
【００１８】
しかしながら、コア２１、１次側巻線４１、および２次側巻線４２から構成されるトランスの大きさは、出力電力と耐圧により決定され、上述した図１乃至図７に示すように、１個のコアを用いたトランスでは、出力電力を大きくしたい場合、コア２１の大きさを小さくすることが困難であった。
【００１９】
即ち、トランスが出力する出力電力を大きくしようとすればするほど、コア２１の断面積を大きくする必要があり、出力電圧が１０ｋＶ、出力電力が５０Ｗの出力を得るためには、かなり大型のトランスが必要となる。従って、そのトランスを用いた高電圧発生装置１を表示装置に用いた場合、高電圧発生装置１の大きさが、表示装置の薄型化の障害となってしまう。
【００２０】
例えば、高電圧発生装置１の動作周波数を高くしたり、コア２１に高機能のコア材料を用いた場合でも、５０Ｗの出力電力を得るトランスの高さ（図３のＸ方向の長さ）を１０ｍｍ程度に納めることは困難であった。
【００２１】
そこで、コアの高さ寸法を小さくするために、特殊なコア形状を有する高電圧発生装置が提案されている。
【００２２】
図８乃至図１３は、従来の高電圧発生装置の他の一例の構成を示している。高電圧発生装置７０は、例えば、出力電圧が１０ｋＶで、出力電力が５０Ｗの出力を得るように設計されている。また、この高電圧発生装置７０は、多倍圧整流回路を用いている。
【００２３】
図８は、高電圧発生装置７０の構成を示す正面図である。
【００２４】
高電圧発生装置７０は、コア７１と外装ケース７２から構成されている。外装ケース７２には、２次側端子７３−１乃至７３−３、１次側端子７４−１と７４−２、およびコア７１に巻かれた２次側巻線で昇圧された昇圧電圧を出力する高圧出力取り出し口７６が設けられている。
【００２５】
また、外装ケース７２内には、高圧整流回路基板７５が設けられ、高圧整流回路基板７５には、高圧コンデンサ７７、高圧出力検出用抵抗器７８、コンデンサ７９−１乃至７９−６、および高圧整流器８０−１乃至８０−８が設けられている。
【００２６】
図９は、図８の高電圧発生装置７０のＡ−Ａ’線断面図である。図８において、コア２１の、図中、横の長さ（高さ）は、約１５ｍｍである。
【００２７】
コア７１の中央の開口部１０１には、その開口部１０１を通すように、１次側巻線１０３と２次側巻線１０４が巻かれたコイルボビン１０２が装着されている。また、１次側巻線１０３は、一端が、外装ケース７２に設けられた１次側端子７４−１に接続されている。２次側巻線１０４は、一端が、外装ケース７２内に設けられた高圧整流回路基板７５とコンデンサ７９−２に接続された２次側巻線端子１０５−１に接続されている。
【００２８】
外装ケース７２内に設けられた高圧整流回路基板７５には、コンデンサ７９−２、高圧整流器８０−４、高圧出力検出用抵抗器７８、コンデンサ７９−４、および２次側端子７３−３が設けられている。また、外装ケース７２の内部は、含侵モールド樹脂１０６で満たされている。さらに、外装ケース７２の、図中、底面には、高圧出力取り出し口７６が設けられている。
【００２９】
図１０乃至図１２を参照して、コア７１を説明する。図１０は、コア７１の正面方向からみた断面図であり、図１１は、コア７１の側断面図である。コア７１の中央には、開口部１０１が設けられている。コア７１は、コア上部１２１、１次側巻線１０３と２次側巻線１０４が巻きつけられたコイルボビン１０２が装着される芯部１２２、コア左部１４１、およびコア右部１４２から構成されている。図１０に示すように、コア７１の、図中、横の長さは、例えば、４０ｍｍであり、コア上部１２１の、図中、縦の長さ（厚み）は、例えば、２．８ｍｍである。また、芯部１２２の直径は、例えば、１２ｍｍ（半径は、６ｍｍ）である。また、図１１に示すように、コア７１の、図中、高さは、約１５ｍｍであり、コア左部１４１とコア右部１４２の、図中、横の長さ（厚み）は、例えば、それぞれ２．８ｍｍである。
【００３０】
図３で上述したように、磁束密度は、コア７１の断面積によって異なるため、コア７１の各部、即ち、コア上部１２１、芯部１２２、コア左部１４１、およびコア右部１４２の磁束密度を同一にするには、コア７１の各部の断面積をほぼ同一とする必要がある。このため、コア７１の大きさは、上述した図１０と図１１に示すようになっている。
【００３１】
図１２は、コア７１の斜視図である。図１２に示すように、コア左部１４１とコア右部１４２の断面積Ｓ_Ｓｉｄｅは、２．８ｍｍ×４０ｍｍ＝１１２ｍｍ^２であり、芯部１２２の断面積Ｓ_{Ｃｅｎｔｅｒ}は、６ｍｍ×６ｍｍ×π＝１１３．０・・・ｍｍ^２であり、コア上部１２１の断面積Ｓ_{Ｕｐｐｅｒ}は、２．８ｍｍ×４０ｍｍ＝１１２ｍｍ^２である。
【００３２】
図１３は、図８の高電圧発生装置７０の電気的構成例を示す回路図である。
【００３３】
１次側巻線１０３の両端の１次側端子７４−１と７４−２に電圧が印加されると、コア７１が励磁され、２次側巻線１０４に交流電圧が発生する。その交流電圧は、高圧整流器８０−１乃至８０−８とコンデンサ７９−１乃至７９−６から構成される多倍圧整流回路により整流されることによって、直流電圧（直流電流）に変換される。この直流電圧は、高圧コンデンサ７７と高圧出力検出用抵抗器７８の一端にも印加される。高圧コンデンサ７７は、印加された直流電圧を平滑して、高圧出力取り出し口７６から出力するとともに、入力側（１次側巻線１０３側）にフィードバックする。高圧出力検出用抵抗器７７も、印加された直流電圧を入力側にフィードバックする。
【００３４】
上述した図１０に示すように、高電圧発生装置７０では、コア７１の高さ寸法（図１１のＸ方向の長さ寸法）が、図３のコア２１の高さ寸法（図３のＸ方向の長さ寸法）より小さくなっている。
【００３５】
【特許文献１】
特開平８−３１６０５４号公報
【００３６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、出力電力は、コア７１の断面積の大きさによるため、出力電力を変えずに、高さ寸法を小さくしようとすると、コア７１は、図１０に示すように、コア上部１２１の、図中、横の長さが長くなってしまい、さらに特殊な形状のコアとなるという問題があった。
【００３７】
また、高電圧発生装置７０の高圧整流器８０−１乃至８０−８に、通常の高圧整流器を用いた場合、高圧整流器８０−１乃至８０−８に流すことのできる電流は、３ｍＡ程度が限界である。従って、大きい出力電流を得たい場合に、図８乃至図１３に示すような高電圧発生装置７０を用いることは、現実的に困難であった。
【００３８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、大電力を出力する高電圧発生装置の高さ寸法を小さくすることができるようにするものである。
【００３９】
【課題を解決するための手段】
本発明のトランスは、所定の高さのコアであって、その高さ方向に垂直な平面上に、高さ方向が平行となるように配置された複数のコアと、コアに巻かれる１次側巻線および１次側巻線に印加される電圧を昇圧する２次側巻線とを備え、複数のコアそれぞれの２次側巻線が直列に接続されていることを特徴とする。
【００４０】
本発明の高電圧発生装置は、所定の高さのコアであって、その高さ方向に垂直な平面上に、高さ方向が平行となるように配置された複数のコアと、コアに巻かれる１次側巻線および１次側巻線に印加される電圧を昇圧する２次側巻線とを備え、複数のコアそれぞれの２次側巻線が直列に接続されているトランスと、複数のコアそれぞれの２次側巻線で昇圧された昇圧電圧を整流する複数の整流回路とを備えることを特徴とする。
【００４１】
トランスと複数の整流回路を、１ユニットのトランスユニットとして、複数ユニットのトランスユニットを備え、複数ユニットのトランスユニットの２次側巻線側が並列に接続されているようにすることができる。
【００４２】
第１の本発明においては、所定の高さのコアであって、その高さ方向に垂直な平面上に、高さ方向が平行となるように配置された複数のコアと、コアに巻かれる１次側巻線および１次側巻線に印加される電圧を昇圧する２次側巻線とが備えられ、複数のコアそれぞれの２次側巻線が直列に接続される。
【００４３】
第２の本発明においては、所定の高さのコアであって、その高さ方向に垂直な平面上に、高さ方向が平行となるように配置された複数のコアと、コアに巻かれる１次側巻線および１次側巻線に印加される電圧を昇圧する２次側巻線とを備え、複数のコアそれぞれの２次側巻線が直列に接続されているトランスと、複数のコアそれぞれの２次側巻線で昇圧された昇圧電圧を整流する複数の整流回路とが備えられる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、請求項に記載の構成要件と、発明の実施の形態における具体例との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、請求項に記載されている発明をサポートする具体例が、発明の実施の形態に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、構成要件に対応するものとして、ここには記載されていない具体例があったとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、具体例が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００４５】
さらに、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明が、請求項に全て記載されていることを意味するものではない。換言すれば、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明であって、この出願の請求項には記載されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加される発明の存在を否定するものではない。
【００４６】
請求項１に記載のトランス（例えば、図２０のトランス３０１）は、所定の高さのコアであって、その高さ方向に垂直な平面上に、前記高さ方向が平行となるように配置された複数の前記コア（例えば、図２０のコア２０１−１と２０１−２）と、前記コアに巻かれる１次側巻線（例えば、図２０の１次側巻線２３２−１と２３２−２）および前記１次側巻線に印加される電圧を昇圧する２次側巻線（例えば、図２０の２次側巻線２３３−１と２３３−２）とを備え、複数の前記コアそれぞれの前記２次側巻線が直列に接続されていることを特徴とする。
【００４７】
請求項２に記載の高電圧発生装置（例えば、図１４の高電圧発生装置２００）は、所定の高さのコアであって、その高さ方向に垂直な平面上に、前記高さ方向が平行となるように配置された複数の前記コア（例えば、図２０のコア２０１−１と２０１−２）と、前記コアに巻かれる１次側巻線（例えば、図２０の１次側巻線２３２−１と２３２−２）および前記１次側巻線に印加される電圧を昇圧する２次側巻線（例えば、図２０の２次側巻線２３３−１と２３３−２）とを備え、複数の前記コアそれぞれの前記２次側巻線が直列に接続されているトランス（例えば、図２０のトランス３０１）と、複数の前記コアそれぞれの前記２次側巻線で昇圧された昇圧電圧を整流する複数の整流回路（例えば、図２０の両波整流回路３０２−１）とを備えることを特徴とする。
【００４８】
前記トランスと複数の整流回路を１ユニットのトランスユニットとして、複数ユニットのトランスユニット（例えば、図２２のトランスユニット３７１−１と３７１−２）を備え、前記複数ユニットのトランスユニットの前記２次側巻線側が並列に接続されていることを特徴とする。
【００４９】
図１４は、本発明を適用した高電圧発生装置２００の構成例を示す正面図である。
【００５０】
高電圧発生装置２００の、図中、中央と右部には、所定の高さのコアであって、その高さ方向に垂直な平面上に、高さ方向が平行となるように配置された２個（複数）のコアであるコア２０１−１とコア２０１−２が、それぞれ外装ケース２０２を貫通するように設けられている。コア２０１−１の、図中、左隣には、外装ケース２０２内の高圧整流回路基板２０４の上に設けられた高圧出力取り出し口２０３が、外装ケース２０２を貫通するように設けられている。
【００５１】
外装ケース２０２の、図中、右側面には、上部に、１次側端子２０５−１と１次側端子２０５−２が、下部に、２次側端子２０６−１が設けられている。また、外装ケース２０２の、図中、左側面には、２次側端子２０６−２と２次側端子２０６−３が設けられている。
【００５２】
高圧整流回路基板２０４の、図中、上部には、高圧出力取り出し口２０３、高圧コンデンサ２０７、高圧出力検出用抵抗器２０８、および２次側巻線端子２０９−１乃至２０９−４が設けられている。２次側巻線端子２０９−１と２０９−２には、コア２０１−１に通すように巻きつけられた２次側巻線の一端と他端とがそれぞれ接続されている。また、２次側端子２０９−３と２０９−４は、コア２０１−２に通すように巻きつけられた２次側巻線の一端と他端とがそれぞれ接続されている。
【００５３】
また、高圧整流回路基板２０４には、図中、下部に、２次側巻線端子２０９−１が接続されている高圧整流器２１０−１、２次側巻線端子２０９−２が接続されている高圧整流器２１０−２、高圧整流器２１０−３、２次側巻線端子２０９−３が接続されている高圧整流器２１０−４、および２次側巻線端子２０９−４が接続されている高圧整流器２１０−５が設けられている。さらに、高圧整流回路基板２０４には、図中、下部に、高圧整流器２１０−２が接続されているコンデンサ２１１−１と、高圧整流器２０１−４が接続されているコンデンサ２１１−２が設けられている。
【００５４】
図１５は、図１４の高電圧発生装置２００のＡ−Ａ’線断面図である。
【００５５】
コア２０１−２の、図中、中央には、開口部２３１が設けられ、その開口部２３１を通すように、１次側巻線２３２−２、２次側巻線２３３−２ａと２３３−２ｂとが巻かれたコイルボビン２３４が装着されている。また、１次側巻線２３２−２は、一端が、外装ケース２０２に設けられた１次側端子２０５−２に接続されている。
【００５６】
なお、以下、２次側巻線２３３−２ａと２３３−２ｂを区別する必要がない場合、２次側巻線２３３−２ａ乃至２３３−２ｂをまとめて、２次側巻線２３３−２と称する。
【００５７】
２次側巻線２３３−２は、一端が、外装ケース２０２内に設けられた高圧整流回路基板２０４に接続された２次側巻線端子２０９−３に接続されている。
【００５８】
高圧整流回路基板２０４の、図中、下部には、高圧整流器２１０−３、コンデンサ２１１−２、および一端が高圧整流回路基板２０４と接続され、他端が高圧整流器２１０−４と接続される高圧整流器２１０−３などが設けられている。また、外装ケース２０２の内部は、含侵モールド樹脂２３５で満たされている。
【００５９】
図１６乃至図１９を参照して、コア２０１−２の構成について説明する。なお、図１６乃至図１９では、コア２０１−２の構成について説明するが、コア２０１−１も同様に構成されている。
【００６０】
図１６は、コア２０１−２の正面図であり、図１７は、コア２０１−２を正面方向から見た断面図である。図１６に示すように、コア２０１−２の、図中、横の長さは、例えば、１０．２ｍｍである。また、図１７に示すように、コア２０１−２は、図中、上部のコア上部２５１と、１次側巻線２３２−２と２次側巻線２３３−２が巻きつけられたコイルボビン２３４が装着される芯部２５２を有している。コア２０１−２の、図中、中央には、開口部２３１が設けられている。コア上部２５１の厚みは、例えば、２．２ｍｍであり、芯部２５２の直径は、例えば、６ｍｍ（半径は、３ｍｍ）である。
【００６１】
図１８は、コア２０１−２の側断面図である。
【００６２】
図１８において、コア２０１−２は、図中、上部のコア上部２５１、下部の芯部２５２、左側のコア左部２７１、および右側のコア右部２７２から構成されている。コア２０１−２の、図中、中央には、開口部２３１が設けられている。図１８に示すように、コア２０１−２の横の長さ（高さ）は、例えば、１２．５ｍｍであり、開口部２３１の横の長さは、例えば、８ｍｍである。また、コア左部２７１とコア右部２７２の横の長さ（厚み）は、例えば、２．２５ｍｍである。
【００６３】
図１９は、コア２０１−２の斜視図である。
【００６４】
図１９に示すように、コア左部２７１とコア右部２７２の断面積Ｓ_Ｓｉｄｅは、２．２５ｍｍ×１０．２ｍｍ＝２２．９５ｍｍ^２であり、芯部２５２の断面積Ｓ_{Ｃｅｎｔｅｒ}は、３ｍｍ×３ｍｍ×π＝２８．２７・・ｍｍ^２であり、コア上部２５１の断面積Ｓ_{Ｕｐｐｅｒ}は、２．２ｍｍ×１０．２ｍｍ＝２２．４４ｍｍ^２である。
【００６５】
即ち、コア２０１−２は、コア２０１−２の芯部２５２に巻かれる１次側巻線２３２−２に交流電圧が印加されると、励磁される。そして、コア２０１−２の磁束が時間変化し、２次側巻線２３３−２に交流電圧が発生する。即ち、２次側巻線２３３−２は、１次側巻線２３２−２に印加される電圧を昇圧する。磁束密度は、コア２０１−２の断面積によって異なるため、コア２０１−１の各部、即ち、コア上部２５１、芯部２５２、コア左部２７１、およびコア右部２７２の磁束密度を同一にするには、コア２０１−２の各部の断面積をほぼ同一とする必要がある。
【００６６】
図２０は、図１４の高電圧発生装置７０の電気的構成例を示す回路図である。
【００６７】
トランス３０１は、コア２０１−１、および２０１−２、コア２０１−１に巻かれる１次側巻線２３２−１および１次側巻線２３２−１に印加される電圧を昇圧する２次側巻線２３３−１、並びに、コア２０１−２に巻かれる１次側巻線２３２−２および１次側巻線２３２−２に印加される電圧を昇圧する２次側巻線２３３−２から構成される。
【００６８】
両波整流回路３０２−１は、高圧整流器２１０−１乃至２１０−３とコンデンサ２１１−１から構成され、両波整流回路３０２−２は、高圧整流器２１０−３乃至２１０−５とコンデンサ２１１−２から構成される。
【００６９】
コア２０１−１に巻かれる１次側巻線２３２−１の一端は、外装ケース２０２に設けられた１次側端子２０５−１に接続され、１次側巻線２３２−１の他端は、コア２０１−２に巻かれる１次側巻線２３２−２の一端に接続されている。１次側巻線２３２−２の他端は、外装ケース２０２に設けられた１次側端子２０５−２に接続されている。
【００７０】
外装ケース２０２に設けられた２次側端子２０６−１には、高圧整流器２１０−１のアノードが接続され、高圧整流器２１０−１のカソードは、コンデンサ２１１−１の一端と高圧整流器２１０−２のアノードに接続されている。コンデンサ２１１−１の他端は、コア２０１−１に巻かれる２次側巻線２３３−１の一端に接続され、２次側巻線２３３−１の他端は、高圧整流器２１０−２のカソードと、高圧整流器２１０−３のアノードに接続されている。
【００７１】
高圧整流器２１０−３のカソードは、コンデンサ２１１−２の一端と高圧整流器２１０−４のアノードに接続されている。コンデンサ２１１−２の他端は、コア２０１−２に巻かれる２次側巻線２３３−２の一端に接続され、２次側巻線２３３−２の他端は、高圧整流器２１０−４のカソードと、高圧整流器２１０−５のアノードに接続されている。高圧整流器２１０−５のカソードは、外装ケース２０２に設けられた高圧出力取り出し口２０３、高圧出力検出用抵抗器２０８の一端、および高圧コンデンサ２０７の一端に接続されている。
【００７２】
高圧出力検出用抵抗器２０８の他端と高圧コンデンサ２０７の他端は、外装ケース２０２に設けられた２次側端子２０６−２と、２次側端子２０６−３にそれぞれ接続されている。
【００７３】
以上のように構成される高電圧発生装置２００においては、１次側巻線２３２−１と２３２−２の両端に交流電圧が印加されると、コア２０１−１と２０１−２が励磁され、２次側巻線２３３−１と２３３−２に交流電圧が発生する（１次側巻線２３２−１と２３２−２に印加される電圧が２次側巻線２３３−１と２３３−２で昇圧される）。２次側巻線２３３−１で昇圧された交流電圧（昇圧電圧）は、両波整流回路３０２−１により整流されることによって、直流電圧（直流電流）に変換（整流）され、２次側巻線２３３−２で昇圧された交流電圧は、両波整流回路３０２−２により整流されることによって、直流電圧（直流電流）に変換される。２次側巻線２３３−１と２３３−２とは、直列に接続されているので、２個のコア２０１−１と２０１−２それぞれの２次側巻線２３３−１と２３３−２で昇圧され、整流された直流電圧どうしを加算した電圧が、高圧整流器２１０−１のアノードと高圧整流器２１０−５のカソードとの間に現れ、これにより、その電圧が、高圧出力取り出し口２０３から出力される。
【００７４】
なお、２次側巻線２３３−１と２３３−２で昇圧され、変換された直流電圧どうしを加算した電圧は、高圧コンデンサ２０７と高圧出力検出用抵抗器２０８にも印加される。高圧コンデンサ２０７では、印加された直流電圧が平滑されるとともに、入力側（１次側巻線２３２−１と２３２−２側）にフィードバックされる。高圧出力検出用抵抗器２０８でも、印加された直流電圧が入力側にフィードバックされる。
【００７５】
図２０に示すように、高電圧発生装置２００では、トランス３０１の２個のコアそれぞれの２次側巻線が直列に接続されている。即ち、コア２０１−１の２次側巻線２３３−１と、コア２０１−２の２次側巻線２３３−２が直列に接続されている。これにより、高電圧発生装置２００の高さ寸法を小さくすることができる。
【００７６】
即ち、高電圧発生装置２００では、１個の２次側巻線の出力電力を小さくし、その２次側巻線を複数個直列に接続することにより、所望の出力電圧を得ることができる。２次側巻線の出力電力の大きさは、コアの断面積が大きいほど大きくなる。従って、１個の２次側巻線の出力電力を小さくすることにより、コアの高さを所定の値に制限することができ、さらに、複数のコアに巻かれた２次側巻線を直列に接続することにより、高圧の出力を得ることができる。そして、高さが制限された複数のコアを、その高さ方向に垂直な平面上に、その高さ方向が平行となるように配置することで、高電圧発生装置２００の全体の高さが制限され、装置を小型に構成することができる。
【００７７】
例えば、コアが一般的なＭｎＺｎ系フェライトの材質で、コア２０１の直径が６ｍｍである場合、高さ寸法（図１８の、Ｘ方向の長さ寸法）が１０ｍｍ程度のコアに巻かれる２次側巻線は、出力電圧が５ｋｖで、出力電流が２．５ｍＡの出力をすることができる。従って、このコア２個の２次側巻線を直列に接続したトランスでは、１０ｋＶの出力電圧を得ることができる。
【００７８】
さらに、図１の従来の高電圧発生装置１では、２次側巻線４２は、性能、外部耐圧、および１次側巻線４１との耐圧を確保するために４個（２次側巻線４２−１乃至４２−４）に分割されているが、図１４の本発明を適用した高電圧発生装置２００では、１個の２次側巻線２３３を、２個（２次側巻線２３３−２ａ乃至２３３−２ｂ）に分割することにより、高電圧発生装置１の２次側巻線４２と同様の性能、外部耐圧、および１次側巻線４１との耐圧を確保している。これにより、１個の２次側巻線の分割数が半分になり、コア２０１の高さ寸法（図１８のＸ方向の長さ寸法）を小さくすることができる。
【００７９】
以上のように、高電圧発生装置２００では、高さ寸法を小さくして、高圧を発生することができるので、ＦＥＤ（ＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓｉｏｎＤｅｖｉｃｅ）やＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）などの自発光デバイスで高電圧を使用する薄型映像装置用の高電圧発生装置として高電圧発生装置２００を用いることができる。
【００８０】
なお、上述した説明では、トランス３０２の１次側巻線２３２−１と２３２−２は直列に接続されているが、並列に接続にすることもできる。
【００８１】
また、上述した説明では、高電圧発生装置２００において、両波整流回路３０２−１と３０２−２を用いて、２次側巻線２３３−１と２３３−２で昇圧された昇圧電圧を整流したが、半端整流回路を用いて昇圧電圧を整流することもできる。
【００８２】
図２０の例において、トランスは、同一平面上に高さ方向が平行に配置された２個のコア２０１−１および２０１−２と、直列に接続した２個の２次側巻線２３３−１および２３３−２とを備えているが、３個以上のコアおよび２次側巻線を備えることもできる。
【００８３】
図２１は、図２０の両波整流回路３０２−１の等価回路の例を示している。なお、この等価回路は、両波整流回路３０２−２とも等化である。
【００８４】
等価回路は、コンデンサ３３１、コンデンサ３３２、高圧整流器３３３、および高圧整流器３３４から構成されている。
【００８５】
２次側端子２０６−１は、コンデンサ３３１の一端と高圧整流器３３３のアノードに接続されている。コンデンサ３３１の他端は、コンデンサ３３２の一端と２次側巻線２３３−１の一端に接続され、２次側巻線２３３−１の他端は、高圧整流器３３３のカソードと高圧整流器３３４のアノードに接続されている。高圧整流器３３４のカソードは、コンデンサ３３２のコンデンサ３３１と接続されていない一端と接続されている。
【００８６】
図２１において、２次側巻線２３３−１が、図中、矢印ａ方向に昇圧される場合、電流は、点線Ａに示すように流れる。即ち、電流は、２次側巻線２３３−１から高圧整流器３３４に流れ、コンデンサ３３２に流れる。さらに、電流は、コンデンサ３３２から、２次側巻線２３３−１にもどる。
【００８７】
一方、２次側巻線２３３−１で、図中、矢印ｂ方向に昇圧される場合、電流は、点線Ｂに示すように流れる。即ち、電流は、２次側巻線２３３−１からコンデンサ３３１に流れ、高圧整流器３３３に流れる。さらに、電流は、高圧整流器３３１から、２次側巻線２３３−２に流れる。
【００８８】
図２２は、本発明を適用した他の高電圧発生装置の構成例を示す正面図である。図２２において、高電圧発生装置３７０では、図１４の高電圧発生装置２００の１個のトランスと２個の高圧整流回路を１ユニットのトランスユニットとして、２ユニットのトランスユニットを備えている。
【００８９】
高電圧発生装置３７０の、図中、左部には、トランスユニット３７１−１が、図中、右部には、トランスユニット３７１−２が設けられている。
【００９０】
トランスユニット３７１−１のコア３８１−１とコア３８１−２は、それぞれ外装ケース３７２を貫通するように設けられている。また、トランスユニット３７１−２のコア３９１−１とコア３９１−２は、それぞれ外装ケース３７２を貫通するように設けられている。
【００９１】
外装ケース３７２内には、高圧整流回路基板３７３が設けられ、高圧整流回路基板３７３の、図中、上部には、２次側巻線端子３８２−１乃至３８２−４および２次側巻線端子３９２−１乃至３９２−４が設けられている。２次側巻線端子３８２−１には、コア３８１−１に巻かれる２次側巻線の一端が接続され、２次側巻線端子３８２−２には、その２次側巻線の他端が接続されている。２次側巻線端子３８２−３には、コア３８１−２に巻かれる２次側巻線の一端が接続され、２次側巻線端子３８２−４には、その２次側巻線の他端が接続されている。また、２次側巻線端子３９２−１には、コア３９１−１に巻かれた２次側巻線の一端が接続され、２次側巻線端子３９２−２には、その２次側巻線の他端が接続されている。２次側巻線端子３９２−３には、コア３９１−２に巻かれた２次側巻線の一端が接続され、２次側巻線端子３９２−４には、その２次側巻線の他端が接続されている。
【００９２】
さらに、高圧整流回路基板３７３の、図中、上には、高圧コンデンサ３７４、高圧出力検出用抵抗器３７５、および高圧出力取り出し口３７６が設けられている。高圧出力取り出し口３７６は、外装ケース３７２を貫通している。
【００９３】
高圧整流回路基板３７３の、図中、下部には、トランスユニット３７１−１の２次側巻線端子３８２−１と接続される高圧整流器３８３−１、２次側巻線端子３８２−２と接続される高圧整流器３８３−２、高圧整流器３８３−３、２次側巻線端子３８２−３と接続される高圧整流器３８３−４、および２次側巻線端子３８２−４と接続される高圧整流器３８３−５が設けられている。また、高圧整流回路基板３７３の、図中、下部には、高圧整流器３８３−２と接続するコンデンサ３８４−１と、高圧整流器３８３−４と接続するコンデンサ３８４−２が設けられている。
【００９４】
さらに、高圧整流回路基板３７３の、図中、下部には、コア３９１−１の２次側巻線端子３９２−１と接続される高圧整流器３９３−１、２次側巻線端子３９２−２と接続される高圧整流器３９３−２、高圧整流器３９３−３、２次側巻線端子３９２−３と接続される高圧整流器３９３−４、および２次側巻線端子３９２−４と接続される高圧整流器３９３−５が設けられている。また、高圧整流回路基板３７３の、図中、下部には、高圧整流器３９３−２と接続するコンデンサ３９４−１と、高圧整流器３９３−４と接続するコンデンサ３９４−２が設けられている。
【００９５】
外装ケース３７２の、図中、左側面には、１次側端子３７７−１と３７７−２が、右側面には、上部に、１次側端子３７７−３と３７７−４、下部に、２次側端子３７８−１が設けられている。また、外装ケース３７２の、図中、底面には、２次側端子３７８−２と３７８−３が設けられている。
【００９６】
図２３は、図２２の高電圧発生装置３７０の電気的構成例を示す回路図である。
【００９７】
トランスユニット３７１−１は、トランス４０１、および両波整流回路４０２−１と４０２−２から構成される。トランス４０１は、１次側巻線４２１−１と４２１−２、２次側巻線４２２−１と４２２−２、およびコア３８１−１と３８１−２から構成される。両波整流回路４０２−１は、高圧整流器３８３−１乃至３８３−３とコンデンサ３８４−１から構成され、両波整流回路４０２−２は、高圧整流器３８３−３乃至３８３−５とコンデンサ３８４−２とから構成される。
【００９８】
図２３において、トランスユニット３７１−１のトランス４０１、両波整流回路４０２−１と４０２−２、１次側巻線４２１−１と４２１−２、２次側巻線４２２−１と４２２−２、コア３８１−１と３８１−２、高圧整流器３８３−１乃至３８３−５、コンデンサ３８４−１と３８４−２は、それぞれ、図２０のトランス３０１、両波整流回路３０２−１と３０２−２、１次側巻線２３２−１と２３２−２、２次側巻線２３３−１と２３３−２、コア２０１−１と２０１−２、高圧整流器２１０−１乃至２１０−５に対応しており、トランス３０１、両波整流回路３０２−１と３０２−２、１次側巻線２３２−１と２３２−２、２次側巻線２３３−１と２３３−２、コア２０１−１と２０１−２、高圧整流器２１０−１乃至２１０−５と同様の動作を行う。
【００９９】
同様に、トランスユニット３７１−２は、トランス４３１、および両波整流回路４３２−１と両波整流回路４３２−２から構成される。トランス４３１は、１次側巻線４５１−１と４５１−２、２次側巻線４５２−１と４５２−２、およびコア３９１−１と３９１−２から構成される。両波整流回路４３２−１は、高圧整流器３９３−１乃至３９３−３とコンデンサ３９４−１から構成され、両波整流回路４３２−２は、高圧整流器３９３−３乃至３９３−５とコンデンサ３９４−２から構成される。
【０１００】
図２３において、トランスユニット３７１−２のトランス４３１、両波整流回路４３２−１と４３２−２、１次側巻線４５１−１と４５１−２、２次側巻線４５２−２と４５２−２、コア３９１−１と３９１−２、高圧整流器３９３−１乃至３９３−５、コンデンサ３９４−１と３９４−２は、それぞれ、図２０のトランス３０１、両波整流回路３０２−１と３０２−２、１次側巻線２３２−１と２３２−２、２次側巻線２３３−１と２３３−２、コア２０１−１と２０１−２、高圧整流器２１０−１乃至２１０−５に対応しており、トランス３０１、両波整流回路３０２−１と３０２−２、１次側巻線２３２−１と２３２−２、２次側巻線２３３−１と２３３−２、コア２０１−１と２０１−２、高圧整流器２１０−１乃至２１０−５と同様の動作を行う。
【０１０１】
外装ケース３７２に設けられた１次側端子３７７−１は、１次側巻線４２１−１の一端に接続され、１次側巻線４２１−１の他端は、１次側巻線４２１−２の一端に接続されている。１次側巻線４２１−２の他端は、外装ケース３７２に設けられた１次側端子３７７−２に接続されている。
【０１０２】
外装ケース３７２に設けられた２次側端子３７８−１は、高圧整流器３８３−１のアノードに接続され、高圧整流器３８３−１のカソードは、コンデンサ３８４−１の一端と高圧整流器３８３−２のアノードに接続されている。コンデンサ３８４−１の他端は、２次側巻線４２２−１の一端に接続され、２次側巻線４２２−１の他端は、高圧整流器３８３−２のカソードと高圧整流器３８３−３のアノードに接続されている。
【０１０３】
高圧整流器３８３−３のカソードは、コンデンサ３８４−２の一端と高圧整流器３８３−４のアノードに接続され、コンデンサ３８４−２の他端は、２次側巻線４２２−２の一端に接続されている。２次側巻線４２２−２の他端は、高圧整流器３８３−４のカソードと高圧整流器３８３−５のアノードに接続され、高圧整流器３８３−５のカソードは、高圧コンデンサ３７４の一端、高圧出力検出用抵抗器３７５の一端、高圧出力取り出し口３７６、および高圧整流器３９３−１のカソードに接続されている。
【０１０４】
高圧出力検出用抵抗器３７５の他端と高圧コンデンサ３７４の他端は、外装ケース３７２に設けられた２次側端子３７８−３と２次側端子３７８−２にそれぞれ接続されている。
【０１０５】
高圧整流器３９３−１のアノードは、２次側巻線４５２−１の一端と高圧整流器３９３−２のカソードに接続され、２次側巻線４５２−１の他端は、コンデンサ３９４−１の一端に接続されている。コンデンサ３９４−１の他端は、高圧整流器３９３−２のアノードと高圧整流器３９３−３のカソードに接続され、高圧整流器３９３−３のアノードは、高圧整流器３９３−４のカソードと２次側巻線４５２−２の一端に接続されている。２次側巻線４５２−２の他端は、コンデンサ３９４−２の一端に接続され、コンデンサ３９４−２の他端は、高圧整流器３９３−４のアノードと高圧整流器３９３−５のカソードに接続されている。高圧整流器３９３−５のアノードは、高圧整流器３８３−１のアノードと、外装ケース３７２に設けられた２次側端子３７８−１に接続されている。
【０１０６】
外装ケース３７２に設けられた１次側端子３７７−３は、１次側巻線４５１−１の一端に接続され、１次側巻線４５１−１の他端は、１次側巻線４５１−２の一端に接続されている。１次側巻線４５１−２の他端は、外装ケース３７２に設けられた１次側端子３７７−４に接続されている。
【０１０７】
高電圧発生装置３７０において、トランスユニット３７１−１の１次側巻線４２１−１と４２１−２は直列に接続され、トランスユニット３７１−２の１次側巻線４５１−１と４５１−２は直列に接続されている。そして、トランスユニット３７１−１と３７１−２の１次側巻線側は、並列に接続されており、トランスユニット３７１−１の１次側巻線の両端と、トランスユニット３７１−２の１次側巻線の両端には、同一の電圧が印加される。
【０１０８】
また、トランスユニット３７１−１の２次側巻線４２２−１と４２２−２は直列に接続され、トランスユニット３７１−２の２次側巻線４５２−１と４５２−２は直列に接続されている。そして、トランスユニット３７１−１と３７１−２の２次側巻線側は、並列に接続されている。
【０１０９】
１次側端子３７７−１と３７７−２、および１次側端子３７７−３と３７７−４に交流電圧が印加されると、コア３８１−１、コア３８１−２、コア３９１−１、およびコア３９１−２がそれぞれ励磁され、２次側巻線４２２−１、２次側巻線４２２−２、２次側巻線４５２−１、および２次側巻線４５２−２に交流電圧が発生する。２次側巻線４２２−１、２次側巻線４２２−２、２次側巻線４５２−１、および２次側巻線４５２−２に発生した交流電圧は、両波整流回路４０２−１、両波整流回路４０２−２、両波整流回路４３２−１、および両波整流回路４３２−２により、それぞれ直流電圧（直流電流）に変換（整流）され、高圧出力取り出し口３７６に出力される。
【０１１０】
高圧出力取り出し口３７６には、両波整流回路４０２−１と４０２−２で整流された直流電圧（両波整流回路４３２−１と４３２−２で整流された直流電圧）どうしを加算した電圧が出力される。また、高圧出力取り出し口３７６には、両波整流回路４０２−１（または、両波整流回路４０２−２）と、両波整流回路４３２−１（または、両波整流回路４３２−２）で整流された直流電流を加算した電流が出力される。従って、例えば、両波整流回路を構成する高圧整流器に流すことのできる電流の限界が３ｍＡである場合、高電圧発生装置３７０では、６ｍＡまで出力することができる。
【０１１１】
即ち、高電圧発生装置３７０では、トランスユニット３７１−１とトランスユニット３７１−２を並列に接続することにより、出力電流の限界値を大きくすることができる。従って、高電圧発生装置３７０では、１個のトランスユニットを用いた図１４の高電圧発生装置２００の場合よりさらに大きい出力電力を得ることができる。
【０１１２】
なお、両波整流回路４０２−１と４０２−２で整流された直流電圧（両波整流回路４３２−１と４３２−２で整流された直流電圧）は、高圧コンデンサ３７４と高圧出力検出用抵抗器３７５にも印加される。高圧コンデンサ３７４は、印加された直流電圧を平滑するとともに、入力側にフィードバックする。高圧出力検出用抵抗器３７５は、印加された直流電圧を入力側（１次側巻線４２１−１、４２１−２、４５１−１、４５１−２）にフィードバックする。
【０１１３】
図２３に示すように、高電圧発生装置３７０では、トランスユニット３７１−１のトランス４０１の２個の２次側巻線と、トランスユニット３７１−２のトランス４０２の２個の２次側巻線は、それぞれ直列に接続されている。これにより、出力電圧の小さい高さ寸法の小さいコアを用いた場合でも、大きな出力電圧を得ることができる。また、高電圧発生装置３７０では、トランスユニット３７１のトランス４０１の２次側巻線側と、トランスユニット３７１のトランス４０２の２次側巻線側が並列に接続され、これにより、大きな出力電流を得ることができる。
【０１１４】
例えば、出力電圧が５ｋＶで、出力電流が２．５ｍＡの小型のコア２個をトランスユニット３７１−１と３７２−２のコアにそれぞれ用いた場合、トランスユニット３７１−１と３７２−２の２次側巻線側を並列に接続した高電圧発生装置３７０では、例えば、出力電圧が１０ｋｖで、出力電力が５０ｋＷの高圧出力をすることができる。
【０１１５】
また、例えば、ＣＴＶ用として開発された高性能の高圧整流器の許容平均電流は３ｍＡ程度であるため、大きい断面積のコアを用いて２次側巻線から大電力を出力可能としても、高電圧発生装置においては、大電力を出力することができないことがあった。即ち、大きい断面積のコアに巻かれる２次側巻線では、大きい出力電力を発生し得るが、高圧整流器の電流制限により、その大電力を出力することができることが無駄になってしまうことがあった。高電圧発生装置３７０では、２個のトランスユニットを並列に接続して用いるので、１個のトランスユニットでは、２次側巻線側に流れる電流を小さくすることができ、高電圧発生装置３７０全体の出力として、高圧整流器の電流制限を受けずに、大電流を流すことができる。これにより、大きい電力を得ることができる。
【０１１６】
なお、図２３の例では、高電圧発生装置３７０は、並列に接続された２個のトランスユニットを備えているが、並列に接続された３個以上のトランスユニットを備えることもできる。この場合、高電圧発生装置３７０全体の出力として、より大電流を流すことができる。
【０１１７】
図２４は、高電圧発生装置を用いた高電圧発生システム５００の実施例を示す回路図である。
【０１１８】
高電圧発生システム５００は、非絶縁部分（感電部分）からなる、いわゆるホット側を構成するホット部５１１と、ホット部５１１と絶縁されている、いわゆるクール側を構成するクール部５１２から構成される。
【０１１９】
ホット部５１１は、入力端子５３１、ＦＥＴ（ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）５３２−１と５３２−２、高圧制御回路５３３、コンデンサ５３４−１乃至５３４−３、コイル５３５−１乃至５３５−３、抵抗器５３６−１，５３６−２，５３６−７、ダイオード５３７−１、電解コンデンサ５３８−１、フォトカプラ５３９のフォトトランジスタ５５１、および高電圧発生装置６００の１次側巻線６２１−１と６２１−２、１次側端子６２８−１乃至６２８−４から構成される。
【０１２０】
クール部５１２は、コイル５３５−４、抵抗器５３６−３乃至５３６−６、ダイオード５３７−２、電解コンデンサ５３８−２と５３８−３、フォトカプラ５３９のＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）５５２、可変抵抗器５４０、シャントレギュレータ５４１、および高電圧発生装置６００の２次側巻線６２２−１と６２２−２、コア６２３−１と６２３−２、高圧整流器６２４−１乃至６２４−５、高圧出力検出用抵抗器６２６、高圧コンデンサ６２７、２次側端子６２９−１乃至６２９−３、高圧出力取り出し口６３０から構成される。
【０１２１】
高電圧発生装置６００は、図１４乃至図２０で説明した高電圧発生装置２００と同様に構成される。
【０１２２】
高電圧発生装置６００は、１次側巻線６２１−１と６２１−２、２次側巻線６２２−１と６２２−２、コア６２３−１と６２３−２、高圧整流器６２４−１乃至６２４−５、高圧出力検出用抵抗器６２６、高圧コンデンサ６２７、１次側端子６２８−１乃至６２８−４、２次側端子６２９−１乃至６２９−３、および高圧出力取り出し口６３０から構成される。
【０１２３】
入力端子５３１は、高圧制御回路５３３の端子５３３−１、ＦＥＴ５３２−１のドレイン、コンデンサ５３４−１の一端に接続され、コンデンサ５３４−１の他端は、ＦＥＴ５３２−１のゲートと高圧制御回路５３３の端子５３３−２に一端が接続された抵抗器５３６−１の他端、高圧制御回路５３３の端子５３３−３、ＦＥＴ５３２−１のソース、コンデンサ５３４−２の一端、およびコンデンサ５３４−３の一端に接続されている。
【０１２４】
また、ＦＥＴ５３２−１のソースは、ＦＥＴ５３２−２のドレインに接続され、ＦＥＴ５３２−２のゲートは、抵抗器５３６−２の一端と高圧制御回路５３３の端子５３３−４に接続されている。ＦＥＴ５３２−２のソースは、抵抗器５３６−２のＦＥＴ５３２−２のゲートが接続されていない一端、高圧制御回路５３３の端子５３３−５、抵抗器５３６−７の一端、コンデンサ５３４−２のコンデンサ５３４−１が接続されていない一端、および高電圧発生装置６００の１次側端子６２８−４に接続されている。抵抗器３５６−７の他端は、接地されている。
【０１２５】
コンデンサ５３４−３のコンデンサ５３４−１が接続されていない一端は、コイル５３５−１の一端に接続され、コイル５３５−１の他端は、コイル５３５−２の一端に接続されている。コイル５３５−２の他端は、高電圧発生装置６００の１次側端子６２８−１に接続されている。
【０１２６】
高電圧発生装置６００の１次側端子６２８−１は、１次側巻線６２１−１の一端に接続され、１次側巻線６２１−１の他端は、１次側端子６２８−２に接続されている。１次側端子６２８−２は、１次側端子６２８−３に接続され、１次側端子６２８−３には、１次側巻線６２１−２の一端が接続されている。１次側巻線６２１−２の他端は、１次側端子６２８−４に接続されている。
【０１２７】
一端が接地されたコイル５３５−３の他端は、ダイオード５３７−１のアノードに接続され、ダイオード５３７−１のカソードは、高圧制御回路５３３の端子５３３−６と電解コンデンサ５３８−１の一端に接続されている。電解コンデンサ５３８−１の他端は、接地されている。
【０１２８】
一端が接地されたコイル５３５−４の他端は、ダイオード５３７−２のアノードに接続され、ダイオード５３７−２のカソードは、抵抗器５３６−３の一端と電解コンデンサ５３８−２の一端に接続されている。電解コンデンサ５３８−２の他端は、接地されている。また、抵抗器５３６−３の他端は、抵抗器５３６−４の一端とフォトカプラ５３９のＬＥＤ５５２のアノードに接続され、ＬＥＤ５５２のカソードは、抵抗器５３６−４の抵抗器５３６−３が接続されていない一端とシャントレギュレータ５４１の端子ａに接続されている。
【０１２９】
フォトカプラ５３９のフォトトランジスタ５５１のコレクタは、高圧制御回路５３３の端子５３３−７に接続され、フォトトランジスタ５５１のエミッタは、接地されている。
【０１３０】
シャントレギュレータ５４１の端子ｂは、接地されている。シャントレギュレータ５４１の端子ｃは、高電圧発生装置６００の２次側端子６２９−２、抵抗器５３６−５の一端、および抵抗器５３６−６の一端に接続され、抵抗器５３６−６の他端は、可変抵抗器５４０の一端に接続される。可変抵抗器５４０の他端は、接地されている。
【０１３１】
抵抗器５３６−５の２次側端子６２９−２が接続されていない一端は、２次側端子６２９−３と電解コンデンサ５３８−３の一端に接続され、電解コンデンサ５３８−３の他端は、接地されている。
【０１３２】
高電圧発生装置６００の高圧出力取り出し口６３０は、高圧整流器６２４−１のカソード、高圧出力検出用抵抗器６２６の一端、および高圧コンデンサ６２７の一端に接続され、高圧整流器６２４−１のアノードは、２次側巻線６２２−１の一端と高圧整流器６２４−２のカソードに接続されている。２次側巻線６２２−１の一端は、コンデンサ６２５−１の一端に接続され、コンデンサ６２５−１の他端は、高圧整流器６２４−２のアノードと高圧整流器６２４−３のカソードに接続されている。
【０１３３】
高圧整流器６２４−３のアノードは、２次側巻線６２２−２の一端と高圧整流器６２４−４のカソードに接続され、２次側巻線６２２−２の他端は、コンデンサ６２５−２の一端に接続される。コンデンサ６２５−２の他端は、高圧整流器６２４−５のカソードに接続され、高圧整流器６２４−５のアノードは、２次側端子６２９−１に接続されている。また、２次側端子６２９−１は、接地されている。
【０１３４】
高圧出力検出用抵抗器６２６の高圧出力取り出し口６３０と接続されていない一端は、２次側端子６２９−２に接続され、高圧コンデンサ６２７の高圧出力取り出し口６３０と接続されていない一端は、２次側端子６２９−３に接続されている。
【０１３５】
図２４において、高圧制御回路５３３は、ＦＥＴ５３２−１とＦＥＴ５３２−２のオンとオフを切り替える切り替え信号の周波数を変化させて、高圧出力取り出し口６３０から出力される電圧を制御する。高圧制御回路５３３には、例えば、ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）が用いられる。
【０１３６】
高圧制御回路５３３によりＦＥＴ５３２−１がオンされた場合、入力端子５３１から入力された交流電流は、ＦＥＴ５３２−１に流れ、コンデンサ５３４−３に流れる。この電流により、コンデンサ５３４−３には、電荷が蓄積される。コンデンサ５３４−３から流れる電流は、コイル５３５−１と５３５−２に流れる。このコイル５３５−１と５３５−２から構成されるチョーク回路により、回路動作は安定する。
【０１３７】
このとき、コイル５３５−１に電流が流れることにより、電磁誘導によって、コイル５３５−３に電流が流れる。この電流は、ダイオード５３７−１に流れ、高圧制御回路５３３の電源として、高圧制御回路５３３に流れる。また、コイル５３５−２に電流が流れることにより、電磁誘導によって、コイル３５３−４に電流が流れる。この電流は、ダイオード５３７−２に流れ、フォトカプラ５３９の電源として、抵抗器５３６−３を介してフォトカプラ５３９に流れる。
【０１３８】
コイル５３５−１と５３５−２に流れる電流は、高電圧発生装置６００の１次側端子６２８−１を介して、１次側巻線６２１−１に流れ、１次側端子６２８−２と１次側端子６２８−３を介して、１次側巻線６２１−２に流れる。１次側巻線６２１−１と１次側巻線６２１−２に電流が流れると、コア６２３−１と６２３−２がそれぞれ励磁され、２次側巻線６２２−１と６２２−２に電圧が発生する。
【０１３９】
１次側巻線６２１−２から流れる電流は、１次側端子６２８−４を介して、抵抗器５３６−７を通してＧＮＤに流れる。
【０１４０】
一方、高圧制御回路５３３によりＦＥＴ５３２−２がオンされた場合、ＦＥＴ５３２−１がオン時にコンデンサ５３４−３に蓄積された電荷による電流がＦＥＴ５３２−２を通して、高電圧発生装置６３０の１次側端子６２８−４を介して、１次側巻線６２１−２に流れる。１次側巻線６２１−２から流れる電流は、１次側端子６２８−３と１次側端子６２８−２を介して、１次側巻線６２１−１に流れる。１次側巻線６２１−２と６２１−１に電流が流れると、コア６２３−２と６２３−１がそれぞれ励磁され、２次側巻線６２２−２と６２２−１に電圧が発生する。
【０１４１】
１次側巻線６２１−１から流れる電流は、１次側端子６２８−１を介して、コイル５３５−２とコイル５３５−１に流れ、コンデンサ５３４−３にもどる。
【０１４２】
ＦＥＴ５３２−１と５３２−２のオンとオフにより、高電圧発生装置６００の２次側巻線６２２−１と６２２−２に発生した電圧（交流電圧）は、高圧整流器６２４−１乃至６２４−３とコイル６２５−１から構成される両波整流回路と、高圧整流器６２４−３乃至６２４−５とコイル６２５−２から構成される両波整流回路により整流されることによって、それぞれ直流電圧（直流電流）に変換される。
【０１４３】
２次側巻線６２２−１と２次側巻線６２２−２に発生した交流電圧が変換された直流電圧は、出力電圧として、高圧出力取り出し口６３０から出力される。この出力電圧は、高圧出力検出用抵抗器６２６と高圧コンデンサ６２７にも印加される。即ち、２次側巻線６２２−１に発生した交流電圧が変換された直流電流（２次側巻線６２２−２に発生した交流電圧が変換された直流電流）は、高圧出力検出用抵抗器６２６と高圧コンデンサ６２７に流れる。
【０１４４】
高圧出力電圧は、高圧出力検出用抵抗器６２６、抵抗器５３６−６、および可変抵抗器５４０との直列抵抗器で分圧され、シャントレギュレータ５４１に印加される。シャントレギュレータ５４１は、高圧出力取り出し口６３０から出力される出力電圧を監視し、出力電圧が一定になるようにする。このシャントレギュレータ５４１は可変ツェナーダイオードと等価である。
【０１４５】
コンデンサ６２７からの電流を、抵抗器５３６−５を介して、高圧制御回路５３３にフィードバックすることにより、高圧制御回路５３３は、出力電圧のリップルを検出し、リップルが小さくなるように制御を行う。
【０１４６】
なお、高電圧発生システム５００は、フライバック方式の電源にも適用できる。
【０１４７】
上述した説明では、高電圧発生装置に備えられるコアは、図１４のＸ方向に隣接されるように配置されていたが、コアの高さ方向に垂直な平面上に高さ方向が平行となるように配置されていれば、どのように配置されていてもよい。例えば、図１４のＹ方向に隣接するようにコアを配置させることもできるし、図１４のＸＹ平面に対して円弧状に隣接するようにコアを配置させることもできる。
【０１４８】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、大電力を出力する高電圧発生装置を小型に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の高電圧発生装置の一例の構成を示す正面図である。
【図２】図１の高電圧発生装置のＡ−Ａ’線断面図である。
【図３】図１のコアの正面図である。
【図４】図３のコアのＡ−Ａ’線断面図である。
【図５】図３のコアのＢ−Ｂ’線断面図である。
【図６】図１のコアの斜視図である。
【図７】図１の高電圧発生装置の電気的構成例を示す回路図である。
【図８】従来の高電圧発生装置の他の一例の構成を示す正面図である。
【図９】図８の高電圧発生装置のＡ−Ａ’線断面図である。
【図１０】図８のコアの正面方向から見た断面図である。
【図１１】図８のコア側断面図である。
【図１２】図８のコアの斜視図である。
【図１３】図８の高電圧発生装置の電気的構成例を示す回路図である。
【図１４】本発明を適用した高電圧発生装置の構成を示す正面図である。
【図１５】図１４の高電圧発生装置のＡ−Ａ’線断面図である。
【図１６】図１４のコアの正面方向から見た断面図である。
【図１７】図１４のコアの正面図である。
【図１８】図１４のコアの側断面図である。
【図１９】図１４のコアの斜視図である。
【図２０】図１４の高電圧発生装置の電気的構成例を示す回路図である。
【図２１】図２０の両波整流回路の等価回路を示す図である。
【図２２】本発明を適用した高電圧発生装置の他の構成例を示す正面図である。
【図２３】図２２の高電圧発生装置の電気的構成例を示す回路図である。
【図２４】高電圧発生システムの実施例を示す回路図である。
【符号の説明】
２００高電圧発生装置，２０１コア，２０２外装ケース，２０３高圧出力取り出し口，２０４高圧整流回路基板，２０５１次側端子，２０６２次側端子，２０７高圧コンデンサ，２０８高圧出力検出用抵抗器，２０９２次側巻線端子，２１０高圧整流器，２１１コンデンサ，２３１開口部，２３２１次側巻線，２３３２次側巻線，２３４コイルボビン，２３５含侵モールド樹脂，３０１トランス，３０２両波整流回路，３７０高電圧発生装置，３７１トランスユニット，３８１コア，３９１コア，４２１１次側巻線，４２２２次側巻線，４５１１次側巻線，４５２２次側巻線，４０１トランス，４０２両波整流回路，４３１トランス，４３２両波整流回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transformer and a high-voltage generator, and more particularly to a transformer and a high-voltage generator that can reduce the height dimension of a high-voltage generator that outputs large power.
[0002]
[Prior art]
In recent years, flat panel display devices using a high voltage have become widespread, and accordingly, the high voltage generator is required to have a shape that matches the thinness of the display device.
[0003]
1 to 7 show an example of the configuration of a conventional high voltage generator 1. The high voltage generator 1 is designed to obtain an output with an output voltage of 10 kV and an output power of 50 W, for example. The high voltage generator 1 uses a transformer, and the secondary side winding (high voltage winding) of the transformer has about 2000 turns. Further, the high voltage generator 1 uses a double wave rectifier circuit.
[0004]
FIG. 1 is a front view showing a configuration of an example of a conventional high voltage generator 1.
[0005]
The high voltage generator 1 includes a core 21, a coil bobbin 22 around which a coil (primary side winding and secondary side winding) is wound, and an outer case 23. The outer case 23 is provided with a high-voltage output outlet 24 for outputting a voltage generated in the secondary winding (a voltage obtained by boosting a voltage applied to the primary winding). A high voltage rectifier circuit board 31 is provided in the outer case 23. The high voltage rectifier circuit board 31 includes a high voltage capacitor 32, a high voltage output detection resistor 33, high voltage rectifiers 34-1 to 34-3, and a capacitor. 35 is provided.
[0006]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the high voltage generator 1 of FIG. 1 taken along the line AA ′. In FIG. 2, the horizontal length (height) of the core 21 in the figure is about 30 mm.
[0007]
The coil bobbin 22 around which the primary side winding 41 and the secondary side windings 42-1 to 42-4 are wound is disposed in the opening 40 in the center of the core 21 so as to pass the opening 40. Yes. Further, one end of the primary side winding 41 is connected to a primary side terminal 43-1 provided in the exterior case 23.
[0008]
Hereinafter, when it is not necessary to distinguish the secondary windings 42-1 to 42-4, the secondary windings 42-1 to 42-4 are collectively referred to as a secondary winding 42.
[0009]
One end of the secondary winding 42 is connected to a secondary winding terminal 44-1 fixed to the high voltage rectifier circuit board 31 provided in the exterior case 23. A high voltage rectifier circuit board 31 is provided inside the outer case 23, and the high voltage rectifier circuit board 31 is provided with a high voltage rectifier 34-3 and a capacitor 35. In addition, a secondary terminal 45-3 provided in the outer case 23 is connected to the high-voltage rectifier circuit board 31. The interior of the outer case 23 is filled with the impregnated mold resin 46.
[0010]
Details of the core 21 will be described with reference to FIGS. 3 to 6. FIG. 3 is a front view of the core 21. As shown in FIG. 3, an opening 40 is provided in the center of the core 21. The core 21 includes a core portion 61 on which the coil bobbin 22 around which the primary side winding 41 and the secondary side winding 42 are wound, a core upper portion 62 that is positioned opposite to the core portion 61, and a left side of the core portion 61. It consists of a core left part 63 and a core right part 64 on the right side of the core part 61.
[0011]
The core 21 is excited when an AC voltage is applied to the primary winding 41 wound around the core 61. Then, an alternating voltage is generated in the secondary winding 42 as the magnetic flux generated in the core 21 changes over time. Since the magnetic flux density passing through the core 21 varies depending on the cross-sectional area of the core 21, the magnetic flux density of each part of the core 21, that is, the core part 61, the core upper part 62, the core left part 63, and the core right part 64 is made the same. Needs to have substantially the same cross-sectional area of each part of the core 21. Therefore, the size of the core 21 is as shown in FIGS.
[0012]
4 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the core 21 of FIG. The thickness of the core upper part 62 is, for example, 7.6 mm, and the diameter of the core part 61 is, for example, 12 mm (radius is 6 mm).
[0013]
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of the core 21 of FIG. The horizontal length of the core right part 64 is 8 mm, for example. The core left part 63 is similarly configured (symmetrically).
[0014]
FIG. 6 is a perspective view of the core 21. Cross-sectional area S of the core left part 63 and the core right part 64 _Side Is 8mm x 12mm = 96mm ² And the cross-sectional area S of the core 61 _Center Is 6 mm × 6 mm × π = 113.0... Mm ² And the cross-sectional area S of the core upper part 62 _Upper Is 7.6 mm × 12 mm = 91.2 mm ² It is. That is, in the core 21 of the high voltage generator 1, S _Center ≧ S _Side ≧ S _Upper (S _Upper > 0.8S _Center ).
[0015]
FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of the electrical configuration of the high voltage generator 1 of FIG.
[0016]
When a voltage is applied to the primary terminals 43-1 and 43-2 at both ends of the primary winding 41, the core 21 is excited and an alternating voltage is generated in the secondary winding 42. The AC voltage is converted into a DC voltage (DC current) by being rectified by a double-wave rectifier circuit including high-voltage rectifiers 34-1 to 34-3 and a capacitor 35. This DC voltage is also applied to one end of the high-voltage capacitor 32 and the high-voltage output detection resistor 33. The high voltage capacitor 32 smoothes the applied DC voltage, outputs it from the high voltage output outlet 24, and feeds it back to the input side (primary winding 41 side). The high voltage output detection resistor 33 also feeds back the applied DC voltage to the input side.
[0017]
Further, as a high-voltage generator, a transformer having a thin shape using coils (primary side winding and secondary side winding) having a rectangular cross section has been proposed (particularly, Patent Document 1).
[0018]
However, the size of the transformer composed of the core 21, the primary side winding 41, and the secondary side winding 42 is determined by the output power and the withstand voltage, and as shown in FIGS. In a transformer using a single core, it is difficult to reduce the size of the core 21 when it is desired to increase the output power.
[0019]
That is, as the output power output from the transformer is increased, the cross-sectional area of the core 21 needs to be increased. In order to obtain an output voltage of 10 kV and an output power of 50 W, a considerably large transformer Is required. Therefore, when the high voltage generator 1 using the transformer is used for a display device, the size of the high voltage generator 1 becomes an obstacle to thinning the display device.
[0020]
For example, even when the operating frequency of the high-voltage generator 1 is increased or a highly functional core material is used for the core 21, the height of the transformer (the length in the X direction in FIG. 3) that obtains 50 W of output power is set. It was difficult to fit within about 10 mm.
[0021]
In order to reduce the height of the core, a high voltage generator having a special core shape has been proposed.
[0022]
8 to 13 show another example of the configuration of a conventional high voltage generator. The high voltage generator 70 is designed to obtain an output with an output voltage of 10 kV and an output power of 50 W, for example. The high voltage generator 70 uses a multiple voltage rectifier circuit.
[0023]
FIG. 8 is a front view showing the configuration of the high voltage generator 70.
[0024]
The high voltage generator 70 includes a core 71 and an outer case 72. The outer case 72 outputs the boosted voltage boosted by the secondary side terminals 73-1 to 73-3, the primary side terminals 74-1 and 74-2, and the secondary side winding wound around the core 71. A high voltage output outlet 76 is provided.
[0025]
A high voltage rectifier circuit board 75 is provided in the outer case 72. The high voltage rectifier circuit board 75 includes a high voltage capacitor 77, a high voltage output detection resistor 78, capacitors 79-1 to 79-6, and a high voltage rectifier. 80-1 to 80-8 are provided.
[0026]
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the high voltage generator 70 of FIG. In FIG. 8, the horizontal length (height) of the core 21 in the figure is about 15 mm.
[0027]
A coil bobbin 102 around which a primary winding 103 and a secondary winding 104 are wound is attached to the opening 101 in the center of the core 71 so that the opening 101 passes therethrough. Further, one end of the primary side winding 103 is connected to a primary side terminal 74-1 provided in the exterior case 72. One end of the secondary side winding 104 is connected to the secondary side winding terminal 105-1 connected to the high voltage rectifier circuit board 75 provided in the exterior case 72 and the capacitor 79-2.
[0028]
The high voltage rectifier circuit board 75 provided in the outer case 72 is provided with a capacitor 79-2, a high voltage rectifier 80-4, a high voltage output detection resistor 78, a capacitor 79-4, and a secondary terminal 73-3. It has been. The interior of the outer case 72 is filled with the impregnated mold resin 106. Further, a high voltage output outlet 76 is provided on the bottom surface of the outer case 72 in the drawing.
[0029]
The core 71 will be described with reference to FIGS. 10 to 12. FIG. 10 is a cross-sectional view of the core 71 as viewed from the front, and FIG. 11 is a side cross-sectional view of the core 71. An opening 101 is provided at the center of the core 71. The core 71 includes a core upper part 121, a core part 122 to which a coil bobbin 102 around which a primary side winding 103 and a secondary side winding 104 are wound is mounted, a core left part 141, and a core right part 142. Yes. As shown in FIG. 10, the horizontal length of the core 71 in the drawing is, for example, 40 mm, and the vertical length (thickness) of the core upper portion 121 in the drawing is, for example, 2.8 mm. . Moreover, the diameter of the core part 122 is 12 mm (radius is 6 mm), for example. 11, the height of the core 71 in the drawing is about 15 mm, and the horizontal length (thickness) of the core left portion 141 and the core right portion 142 in the drawing is, for example, Each is 2.8 mm.
[0030]
As described above with reference to FIG. 3, since the magnetic flux density varies depending on the cross-sectional area of the core 71, the magnetic flux density of each part of the core 71, that is, the core upper part 121, the core part 122, the core left part 141, and the core right part 142. In order to make it the same, it is necessary to make the cross-sectional area of each part of the core 71 substantially the same. Therefore, the size of the core 71 is as shown in FIGS. 10 and 11 described above.
[0031]
FIG. 12 is a perspective view of the core 71. As shown in FIG. 12, the cross-sectional area S of the core left portion 141 and the core right portion 142 _Side Is 2.8 mm × 40 mm = 112 mm ² And the cross-sectional area S of the core 122 _Center Is 6 mm × 6 mm × π = 113.0... Mm ² And the cross-sectional area S of the core upper part 121 _Upper Is 2.8 mm × 40 mm = 112 mm ² It is.
[0032]
FIG. 13 is a circuit diagram showing an example of the electrical configuration of the high voltage generator 70 of FIG.
[0033]
When a voltage is applied to the primary terminals 74-1 and 74-2 at both ends of the primary winding 103, the core 71 is excited and an AC voltage is generated in the secondary winding 104. The AC voltage is rectified by a multiple voltage rectifier circuit including high voltage rectifiers 80-1 to 80-8 and capacitors 79-1 to 79-6, thereby being converted into a DC voltage (DC current). This DC voltage is also applied to one end of the high voltage capacitor 77 and the high voltage output detection resistor 78. The high voltage capacitor 77 smoothes the applied DC voltage, outputs it from the high voltage output outlet 76, and feeds it back to the input side (primary winding 103 side). The high voltage output detection resistor 77 also feeds back the applied DC voltage to the input side.
[0034]
As shown in FIG. 10 described above, in the high voltage generator 70, the height dimension of the core 71 (the length dimension in the X direction in FIG. 11) is the height dimension of the core 21 in FIG. 3 (the X direction in FIG. 3). Is smaller than the length dimension).
[0035]
[Patent Document 1]
JP-A-8-316054
[0036]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the output power depends on the size of the cross-sectional area of the core 71, if the height dimension is to be reduced without changing the output power, the core 71 is shown in FIG. There was a problem that the horizontal length became longer and the core had a special shape.
[0037]
Further, when a normal high voltage rectifier is used for the high voltage rectifiers 80-1 to 80-8 of the high voltage generator 70, the current that can be passed to the high voltage rectifiers 80-1 to 80-8 is limited to about 3 mA. is there. Therefore, when it is desired to obtain a large output current, it is practically difficult to use the high voltage generator 70 as shown in FIGS.
[0038]
This invention is made | formed in view of such a condition, and makes it possible to make small the height dimension of the high voltage generator which outputs large electric power.
[0039]
[Means for Solving the Problems]
The transformer of the present invention is a core having a predetermined height, a plurality of cores arranged on a plane perpendicular to the height direction so that the height direction is parallel, and a primary wound around the core. And a secondary winding for boosting a voltage applied to the side winding and the primary winding, and the secondary windings of each of the plurality of cores are connected in series.
[0040]
The high-voltage generator of the present invention is a core having a predetermined height, a plurality of cores arranged on a plane perpendicular to the height direction so that the height direction is parallel, and the core wound around the core. A transformer having a primary winding and a secondary winding for boosting a voltage applied to the primary winding, the secondary windings of each of the plurality of cores being connected in series; And a plurality of rectifier circuits for rectifying the boosted voltage boosted by the secondary winding of each of the cores.
[0041]
A transformer and a plurality of rectifier circuits can be provided as a unit of a transformer unit, and a plurality of transformer units can be provided, and the secondary winding side of the plurality of units of the transformer unit can be connected in parallel.
[0042]
In the first aspect of the present invention, a core having a predetermined height, a plurality of cores arranged on a plane perpendicular to the height direction so that the height direction is parallel, and wound around the core A primary side winding and a secondary side winding for boosting a voltage applied to the primary side winding are provided, and the secondary side windings of each of the plurality of cores are connected in series.
[0043]
In the second aspect of the present invention, the core has a predetermined height and is wound around the core, the cores being arranged on the plane perpendicular to the height direction so that the height directions are parallel to each other. A transformer having a primary side winding and a secondary side winding for boosting a voltage applied to the primary side winding, wherein the secondary side windings of each of the plurality of cores are connected in series; And a plurality of rectifier circuits for rectifying the boosted voltage boosted by the secondary winding of each core.
[0044]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below. Correspondences between constituent elements described in the claims and specific examples in the embodiments of the present invention are exemplified as follows. This description is to confirm that specific examples supporting the invention described in the claims are described in the embodiments of the invention. Therefore, even if there are specific examples that are described in the embodiment of the invention but are not described here as corresponding to the configuration requirements, the specific examples are not included in the configuration. It does not mean that it does not correspond to a requirement. On the contrary, even if a specific example is described here as corresponding to a configuration requirement, this means that the specific example does not correspond to a configuration requirement other than the configuration requirement. not.
[0045]
Further, this description does not mean that all the inventions corresponding to the specific examples described in the embodiments of the invention are described in the claims. In other words, this description is an invention corresponding to the specific example described in the embodiment of the invention, and the existence of an invention not described in the claims of this application, that is, in the future, a divisional application will be made. Nor does it deny the existence of an invention added by amendment.
[0046]
The transformer according to claim 1 (for example, the transformer 301 in FIG. 20) is a core having a predetermined height, and is arranged on a plane perpendicular to the height direction so that the height direction is parallel to the height direction. The plurality of cores (for example, the cores 201-1 and 201-2 in FIG. 20) and the primary side windings (for example, the primary side windings 232-1 and 232 in FIG. 20) wound around the cores. 2) and secondary windings (for example, secondary windings 233-1 and 233-2 in FIG. 20) that boost the voltage applied to the primary winding, and each of the plurality of cores The secondary windings are connected in series.
[0047]
The high voltage generator according to claim 2 (for example, the high voltage generator 200 of FIG. 14) is a core having a predetermined height, and the height direction is on a plane perpendicular to the height direction. A plurality of the cores arranged in parallel (for example, the cores 201-1 and 201-2 in FIG. 20), and a primary side winding (for example, a primary side winding in FIG. 20) wound around the core 232-1 and 232-2) and secondary windings (for example, secondary windings 233-1 and 233-2 in FIG. 20) that boost the voltage applied to the primary winding. A transformer in which the secondary windings of each of the plurality of cores are connected in series (for example, the transformer 301 in FIG. 20), and a boosted voltage boosted by the secondary windings of each of the plurality of cores A plurality of rectifier circuits (for example, the two-wave rectifier circuit 302-1 in FIG. 20) Characterized in that it obtain.
[0048]
The transformer and the plurality of rectifier circuits are used as one unit of transformer unit, and a plurality of transformer units (for example, transformer units 371-1 and 371-2 in FIG. 22) are provided, and the secondary side of the plurality of transformer units. The winding side is connected in parallel.
[0049]
FIG. 14 is a front view showing a configuration example of a high voltage generator 200 to which the present invention is applied.
[0050]
The high voltage generator 200 has a core of a predetermined height at the center and right part in the figure, and is arranged on a plane perpendicular to the height direction so that the height direction is parallel. Two (a plurality of) cores 201-1 and 201-2 are provided so as to penetrate the outer case 202, respectively. A high voltage output outlet 203 provided on the high voltage rectifier circuit board 204 in the outer case 202 is provided so as to penetrate the outer case 202 on the left side of the core 201-1 in the drawing.
[0051]
The outer case 202 is provided with a primary side terminal 205-1 and a primary side terminal 205-2 on the upper side on the right side in the drawing, and a secondary side terminal 206-1 on the lower side. Moreover, the secondary side terminal 206-2 and the secondary side terminal 206-3 are provided in the left side surface in the figure of the exterior case 202.
[0052]
The high voltage rectifier circuit board 204 is provided with a high voltage output outlet 203, a high voltage capacitor 207, a high voltage output detection resistor 208, and secondary side winding terminals 209-1 to 209-4 in the upper part of the drawing. Yes. One end and the other end of the secondary winding wound around the core 201-1 are connected to the secondary winding terminals 209-1 and 209-2, respectively. Further, the secondary side terminals 209-3 and 209-4 are connected to one end and the other end of the secondary side winding wound around the core 201-2.
[0053]
The high voltage rectifier circuit board 204 is connected with a high voltage rectifier 210-1 and a secondary winding terminal 209-2 to which a secondary winding terminal 209-1 is connected at the bottom in the figure. High voltage rectifier 210-2, high voltage rectifier 210-3, high voltage rectifier 210-4 to which secondary side winding terminal 209-3 is connected, and high voltage rectifier 210 to which secondary side winding terminal 209-4 is connected -5 is provided. Further, the high-voltage rectifier circuit board 204 is provided with a capacitor 211-1 connected to the high-voltage rectifier 210-2 and a capacitor 211-2 connected to the high-voltage rectifier 201-4 in the lower part of the figure. Yes.
[0054]
FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the high voltage generator 200 of FIG.
[0055]
An opening 231 is provided in the center of the core 201-2 in the drawing, and the primary winding 232-2, the secondary windings 233-2a and 233-2b are passed through the opening 231. A coil bobbin 234 is mounted. Further, one end of the primary side winding 232-2 is connected to a primary side terminal 205-2 provided in the exterior case 202.
[0056]
Hereinafter, when it is not necessary to distinguish the secondary windings 233-2a and 233-2b, the secondary windings 233-2a to 233-2b are collectively referred to as a secondary winding 233-2. .
[0057]
One end of the secondary winding 233-2 is connected to a secondary winding terminal 209-3 connected to a high voltage rectifier circuit board 204 provided in the exterior case 202.
[0058]
The high voltage rectifier circuit board 204 has a high voltage rectifier 210-3, a capacitor 211-2, and one end connected to the high voltage rectifier circuit board 204 and the other end connected to the high voltage rectifier 210-4. A rectifier 210-3 and the like are provided. Further, the interior of the outer case 202 is filled with the impregnated mold resin 235.
[0059]
The configuration of the core 201-2 will be described with reference to FIGS. 16 to 19 describe the configuration of the core 201-2, the core 201-1 has the same configuration.
[0060]
16 is a front view of the core 201-2, and FIG. 17 is a cross-sectional view of the core 201-2 as viewed from the front. As shown in FIG. 16, the horizontal length of the core 201-2 in the drawing is, for example, 10.2 mm. As shown in FIG. 17, the core 201-2 includes a coil bobbin 234 around which an upper core upper portion 251, a primary side winding 232-2 and a secondary side winding 233-2 are wound. It has a core part 252 to be mounted. An opening 231 is provided in the center of the core 201-2 in the drawing. The core upper portion 251 has a thickness of, for example, 2.2 mm, and the core portion 252 has a diameter of, for example, 6 mm (radius is 3 mm).
[0061]
FIG. 18 is a side sectional view of the core 201-2.
[0062]
In FIG. 18, the core 201-2 includes an upper core upper portion 251, a lower core portion 252, a left core left portion 271, and a right core right portion 272. An opening 231 is provided in the center of the core 201-2 in the drawing. As shown in FIG. 18, the horizontal length (height) of the core 201-2 is, for example, 12.5 mm, and the horizontal length of the opening 231 is, for example, 8 mm. Moreover, the horizontal length (thickness) of the core left part 271 and the core right part 272 is 2.25 mm, for example.
[0063]
FIG. 19 is a perspective view of the core 201-2.
[0064]
As shown in FIG. 19, the cross-sectional area S of the core left part 271 and the core right part 272 _Side Is 2.25 mm x 10.2 mm = 22.95 mm ² And the cross-sectional area S of the core 252 _Center Is 3 mm × 3 mm × π = 28.27 ·· mm ² And the cross-sectional area S of the upper core portion 251 _Upper Is 2.2 mm × 10.2 mm = 22.44 mm ² It is.
[0065]
That is, the core 201-2 is excited when an AC voltage is applied to the primary winding 232-2 wound around the core 252 of the core 201-2. Then, the magnetic flux of the core 201-2 changes with time, and an AC voltage is generated in the secondary winding 233-2. That is, the secondary winding 233-2 boosts the voltage applied to the primary winding 232-2. Since the magnetic flux density varies depending on the cross-sectional area of the core 201-2, the magnetic flux density of each part of the core 201-1, that is, the core upper part 251, the core part 252, the core left part 271, and the core right part 272 is made the same. Needs to have substantially the same cross-sectional area of each part of the core 201-2.
[0066]
FIG. 20 is a circuit diagram showing an example of the electrical configuration of the high voltage generator 70 of FIG.
[0067]
The transformer 301 is a secondary winding that boosts the voltages applied to the cores 201-1 and 201-2, the primary winding 232-1 and the primary winding 232-1 wound around the core 201-1. And a secondary winding 233-2 that boosts the voltage applied to the primary winding 232-2 and the primary winding 232-2 that are wound around the core 201-2. The
[0068]
The double-wave rectifier circuit 302-1 includes high-voltage rectifiers 210-1 to 210-3 and a capacitor 211-1, and the double-wave rectifier circuit 302-2 includes high-voltage rectifiers 210-3 to 210-5 and a capacitor 211-2. Consists of
[0069]
One end of the primary side winding 232-1 wound around the core 201-1 is connected to the primary side terminal 205-1 provided in the exterior case 202, and the other end of the primary side winding 232-1 is It is connected to one end of the primary side winding 232-2 wound around the core 201-2. The other end of the primary side winding 232-2 is connected to a primary side terminal 205-2 provided in the exterior case 202.
[0070]
The secondary terminal 206-1 provided in the exterior case 202 is connected to the anode of the high voltage rectifier 210-1, and the cathode of the high voltage rectifier 210-1 is connected to one end of the capacitor 211-1 and the high voltage rectifier 210-2. Connected to the anode. The other end of the capacitor 211-1 is connected to one end of the secondary winding 233-1 wound around the core 201-1, and the other end of the secondary winding 233-1 is the cathode of the high voltage rectifier 210-2. And the anode of the high voltage rectifier 210-3.
[0071]
The cathode of the high voltage rectifier 210-3 is connected to one end of the capacitor 211-2 and the anode of the high voltage rectifier 210-4. The other end of the capacitor 211-2 is connected to one end of the secondary winding 233-2 wound around the core 201-2, and the other end of the secondary winding 233-2 is the cathode of the high voltage rectifier 210-4. And the anode of the high voltage rectifier 210-5. The cathode of the high-voltage rectifier 210-5 is connected to the high-voltage output outlet 203 provided in the outer case 202, one end of the high-voltage output detection resistor 208, and one end of the high-voltage capacitor 207.
[0072]
The other end of the high-voltage output detection resistor 208 and the other end of the high-voltage capacitor 207 are connected to a secondary side terminal 206-2 and a secondary side terminal 206-3 provided on the exterior case 202, respectively.
[0073]
In the high voltage generator 200 configured as described above, when an AC voltage is applied to both ends of the primary windings 232-1 and 232-2, the cores 201-1 and 201-2 are excited, An AC voltage is generated in the secondary windings 233-1 and 233-2 (the voltage applied to the primary windings 232-1 and 232-2 is generated in the secondary windings 233-1 and 233-2). Boosted). The AC voltage (boosted voltage) boosted by the secondary winding 233-1 is converted (rectified) into a DC voltage (DC current) by being rectified by the two-wave rectifier circuit 302-1, and then the secondary side. The AC voltage boosted by the winding 233-2 is rectified by the two-wave rectifier circuit 302-2 to be converted into a DC voltage (DC current). Since the secondary windings 233-1 and 233-2 are connected in series, the secondary windings 233-1 and 233-2 of each of the two cores 201-1 and 201-2 are boosted. Then, a voltage obtained by adding the rectified DC voltages appears between the anode of the high voltage rectifier 210-1 and the cathode of the high voltage rectifier 210-5, so that the voltage is output from the high voltage output extraction port 203. The
[0074]
The voltage obtained by boosting the secondary windings 233-1 and 233-2 and adding the converted DC voltages is also applied to the high voltage capacitor 207 and the high voltage output detection resistor 208. In the high voltage capacitor 207, the applied DC voltage is smoothed and fed back to the input side (primary windings 232-1 and 232-2 side). Also in the high-voltage output detection resistor 208, the applied DC voltage is fed back to the input side.
[0075]
As shown in FIG. 20, in the high voltage generator 200, the secondary windings of the two cores of the transformer 301 are connected in series. That is, the secondary winding 233-1 of the core 201-1 and the secondary winding 233-2 of the core 201-2 are connected in series. Thereby, the height dimension of the high voltage generator 200 can be made small.
[0076]
That is, in the high voltage generator 200, a desired output voltage can be obtained by reducing the output power of one secondary winding and connecting a plurality of secondary windings in series. The magnitude of the output power of the secondary winding increases as the cross-sectional area of the core increases. Therefore, by reducing the output power of one secondary winding, the height of the core can be limited to a predetermined value, and the secondary windings wound around a plurality of cores are connected in series. By connecting to, high voltage output can be obtained. Then, by arranging the plurality of cores whose heights are limited on a plane perpendicular to the height direction so that the height directions are parallel to each other, the overall height of the high voltage generator 200 is reduced. It is limited, and the apparatus can be made small.
[0077]
For example, when the core is made of a general MnZn ferrite material and the core 201 has a diameter of 6 mm, the secondary side wound around the core having a height dimension (length dimension in the X direction in FIG. 18) of about 10 mm. The winding can output an output voltage of 5 kv and an output current of 2.5 mA. Therefore, an output voltage of 10 kV can be obtained with a transformer in which the secondary windings of the two cores are connected in series.
[0078]
Furthermore, in the conventional high voltage generator 1 of FIG. 1, the secondary side winding 42 has four (secondary side windings) in order to ensure performance, external breakdown voltage, and breakdown voltage with the primary side winding 41. 42-1 to 42-4), the high voltage generator 200 to which the present invention is applied as shown in FIG. 14 includes two secondary windings 233 (secondary windings 233). -2a to 233-2b), the same performance as the secondary winding 42 of the high-voltage generator 1, the external breakdown voltage, and the breakdown voltage of the primary winding 41 are ensured. Thereby, the division | segmentation number of one secondary side winding becomes a half, and the height dimension (length dimension of the X direction of FIG. 18) of the core 201 can be made small.
[0079]
As described above, since the high voltage generator 200 can generate a high voltage by reducing the height dimension, a high voltage is generated by a self-luminous device such as a field emission device (FED) or a cathode ray tube (CRT). The high voltage generator 200 can be used as a high voltage generator for a thin video device that uses the above.
[0080]
In the above description, the primary windings 232-1 and 232-2 of the transformer 302 are connected in series, but may be connected in parallel.
[0081]
In the above description, the high voltage generator 200 rectifies the boosted voltage boosted by the secondary windings 233-1 and 233-2 using the both-wave rectifier circuits 302-1 and 302-2. However, the boosted voltage can be rectified using a half-end rectifier circuit.
[0082]
In the example of FIG. 20, the transformer includes two cores 201-1 and 201-2 arranged in parallel in the height direction on the same plane, and two secondary windings 233-1 connected in series. And 233-2, but can also include three or more cores and secondary windings.
[0083]
FIG. 21 shows an example of an equivalent circuit of the double-wave rectifier circuit 302-1 of FIG. This equivalent circuit is equalized for both wave rectifier circuits 302-2.
[0084]
The equivalent circuit includes a capacitor 331, a capacitor 332, a high voltage rectifier 333, and a high voltage rectifier 334.
[0085]
The secondary terminal 206-1 is connected to one end of the capacitor 331 and the anode of the high voltage rectifier 333. The other end of the capacitor 331 is connected to one end of the capacitor 332 and one end of the secondary winding 233-1, and the other end of the secondary winding 233-1 is the cathode of the high voltage rectifier 333 and the anode of the high voltage rectifier 334. It is connected to the. The cathode of the high voltage rectifier 334 is connected to one end of the capacitor 332 that is not connected to the capacitor 331.
[0086]
In FIG. 21, when the secondary winding 233-1 is boosted in the direction of arrow a in the drawing, current flows as indicated by a dotted line A. That is, the current flows from the secondary winding 233-1 to the high voltage rectifier 334 and flows to the capacitor 332. Further, the current returns from the capacitor 332 to the secondary winding 233-1.
[0087]
On the other hand, when the secondary winding 233-1 is boosted in the direction of the arrow b in the figure, the current flows as indicated by the dotted line B. That is, the current flows from the secondary winding 233-1 to the capacitor 331 and to the high voltage rectifier 333. Furthermore, current flows from the high voltage rectifier 331 to the secondary winding 233-2.
[0088]
FIG. 22 is a front view showing a configuration example of another high voltage generator to which the present invention is applied. In FIG. 22, a high voltage generator 370 includes two transformer units, with one transformer and two high-voltage rectifier circuits of the high voltage generator 200 of FIG. 14 as one unit.
[0089]
The high voltage generator 370 is provided with a transformer unit 371-1 on the left side in the figure and a transformer unit 371-2 on the right side in the figure.
[0090]
The core 381-1 and the core 381-2 of the transformer unit 371-1 are provided so as to penetrate the outer case 372, respectively. Further, the core 391-1 and the core 391-2 of the transformer unit 371-2 are provided so as to penetrate the outer case 372, respectively.
[0091]
A high-voltage rectifier circuit board 373 is provided in the outer case 372, and the secondary-side winding terminals 382-1 to 382-4 and the secondary-side winding terminals are arranged on the upper side of the high-voltage rectifier circuit board 373 in the drawing. 392-1 to 392-4 are provided. One end of a secondary winding wound around the core 381-1 is connected to the secondary winding terminal 382-1, and other secondary windings are connected to the secondary winding terminal 382-2. The ends are connected. One end of the secondary winding wound around the core 381-2 is connected to the secondary winding terminal 382-3, and the secondary winding terminal 382-4 includes other secondary windings. The ends are connected. One end of the secondary winding wound around the core 391-1 is connected to the secondary winding terminal 392-1, and the secondary winding is connected to the secondary winding terminal 392-2. The other end of the line is connected. One end of the secondary side winding wound around the core 391-2 is connected to the secondary side winding terminal 392-3, and the secondary side winding terminal 392-4 is connected to the secondary side winding terminal 392-4. The other end is connected.
[0092]
Further, a high voltage capacitor 374, a high voltage output detection resistor 375, and a high voltage output extraction port 376 are provided above the high voltage rectifier circuit board 373 in the drawing. The high voltage output outlet 376 penetrates the outer case 372.
[0093]
The lower portion of the high-voltage rectifier circuit board 373 is connected to the high-voltage rectifier 383-1 and the secondary-side winding terminal 382-2 connected to the secondary-side winding terminal 382-1 of the transformer unit 371-1. High voltage rectifier 383-2, high voltage rectifier 383-3, high voltage rectifier 383-4 connected to secondary winding terminal 382-3, and high voltage rectifier 383 connected to secondary winding terminal 382-4 -5 is provided. In addition, a capacitor 384-1 connected to the high voltage rectifier 383-2 and a capacitor 384-2 connected to the high voltage rectifier 383-4 are provided in the lower portion of the high voltage rectifier circuit board 373 in the drawing.
[0094]
Furthermore, in the lower part of the high-voltage rectifier circuit board 373, a high-voltage rectifier 393-1, a secondary-side winding terminal 392-2 connected to the secondary-side winding terminal 392-1 of the core 391-1, and High voltage rectifier 393-2 connected, high voltage rectifier 393-3, high voltage rectifier 393-4 connected to secondary side winding terminal 392-3, and high voltage rectifier connected to secondary side winding terminal 392-4 393-5 is provided. In addition, a capacitor 394-1 connected to the high voltage rectifier 393-2 and a capacitor 394-2 connected to the high voltage rectifier 393-4 are provided in the lower portion of the high voltage rectifier circuit board 373 in the drawing.
[0095]
In the figure, the outer case 372 has primary terminals 377-1 and 377-2 on the left side, primary terminals 377-3 and 377-4 on the upper side, and 2 on the lower side. A secondary terminal 378-1 is provided. In addition, secondary terminals 378-2 and 378-3 are provided on the bottom surface of the outer case 372 in the drawing.
[0096]
FIG. 23 is a circuit diagram showing an electrical configuration example of the high voltage generator 370 of FIG.
[0097]
The transformer unit 371-1 includes a transformer 401 and both-wave rectifier circuits 402-1 and 402-2. The transformer 401 includes primary windings 421-1 and 421-2, secondary windings 422-1 and 422-2, and cores 381-1 and 381-2. The double-wave rectifier circuit 402-1 includes high-voltage rectifiers 383-1 to 383-3 and a capacitor 384-1, and the double-wave rectifier circuit 402-2 includes high-voltage rectifiers 383-3 to 383-5 and a capacitor 384-2. It consists of.
[0098]
23, the transformer 401 of the transformer unit 371-1, both-wave rectifier circuits 402-1 and 402-2, primary windings 421-1 and 421-2, and secondary windings 422-1 and 422-2. , Cores 381-1 and 381-2, high-voltage rectifiers 383-1 to 383-5, capacitors 384-1 and 384-2, respectively, are transformer 301, both-wave rectifier circuits 302-1 and 302-2 in FIG. Corresponding to primary windings 232-1 and 232-2, secondary windings 233-1 and 233-2, cores 201-1 and 201-2, and high voltage rectifiers 210-1 to 210-5, Transformer 301, both-wave rectifier circuits 302-1 and 302-2, primary windings 232-1 and 232-2, secondary windings 233-1 and 233-2, cores 201-1 and 201-2, Same as high-voltage rectifiers 210-1 to 210-5 Perform the operation.
[0099]
Similarly, the transformer unit 371-2 includes a transformer 431, a both-wave rectifier circuit 432-1 and a both-wave rectifier circuit 432-2. The transformer 431 includes primary windings 451-1 and 451-2, secondary windings 452-1 and 452-2, and cores 391-1 and 391-2. The double-wave rectifier circuit 432-1 includes high-voltage rectifiers 393-1 to 393-3 and a capacitor 394-1, and the double-wave rectifier circuit 432-2 includes high-voltage rectifiers 393-3 to 393-5 and a capacitor 394-2. Consists of
[0100]
In FIG. 23, the transformer 431 of the transformer unit 371-2, both-wave rectifier circuits 432-1 and 432-2, primary windings 451-1 and 451-2, and secondary windings 452-2 and 452-2. , Cores 391-1 and 391-2, high voltage rectifiers 393-1 to 393-5, capacitors 394-1 and 394-2, respectively, are transformer 301, both-wave rectifier circuits 302-1 and 302-2 in FIG. Corresponding to primary windings 232-1 and 232-2, secondary windings 233-1 and 233-2, cores 201-1 and 201-2, and high voltage rectifiers 210-1 to 210-5, Transformer 301, both-wave rectifier circuits 302-1 and 302-2, primary windings 232-1 and 232-2, secondary windings 233-1 and 233-2, cores 201-1 and 201-2, Same as high-voltage rectifiers 210-1 to 210-5 Perform the operation.
[0101]
The primary side terminal 377-1 provided in the exterior case 372 is connected to one end of the primary side winding 421-1, and the other end of the primary side winding 421-1 is connected to the primary side winding 421-. 2 is connected to one end. The other end of the primary side winding 421-2 is connected to a primary side terminal 377-2 provided in the exterior case 372.
[0102]
The secondary terminal 378-1 provided in the exterior case 372 is connected to the anode of the high voltage rectifier 383-1, and the cathode of the high voltage rectifier 383-1 is one end of the capacitor 384-1 and the anode of the high voltage rectifier 383-2. It is connected to the. The other end of the capacitor 384-1 is connected to one end of the secondary winding 422-1, and the other end of the secondary winding 422-1 is the cathode of the high voltage rectifier 383-2 and the high voltage rectifier 383-3. Connected to the anode.
[0103]
The cathode of the high voltage rectifier 383-3 is connected to one end of the capacitor 384-2 and the anode of the high voltage rectifier 383-4, and the other end of the capacitor 384-2 is connected to one end of the secondary winding 422-2. Yes. The other end of the secondary winding 422-2 is connected to the cathode of the high voltage rectifier 383-4 and the anode of the high voltage rectifier 383-5, and the cathode of the high voltage rectifier 383-5 is one end of the high voltage capacitor 374 and the high voltage output detection. The resistor 375 is connected to one end of the resistor 375, the high voltage output outlet 376, and the cathode of the high voltage rectifier 393-1.
[0104]
The other end of the high voltage output detection resistor 375 and the other end of the high voltage capacitor 374 are connected to a secondary terminal 378-3 and a secondary terminal 378-2 provided on the outer case 372, respectively.
[0105]
The anode of the high voltage rectifier 393-1 is connected to one end of the secondary winding 452-1 and the cathode of the high voltage rectifier 393-2, and the other end of the secondary winding 452-1 is one end of the capacitor 394-1. It is connected to the. The other end of the capacitor 394-1 is connected to the anode of the high voltage rectifier 393-2 and the cathode of the high voltage rectifier 393-3. The anode of the high voltage rectifier 393-3 is connected to the cathode of the high voltage rectifier 393-4 and the secondary winding. It is connected to one end of 452-2. The other end of the secondary winding 452-2 is connected to one end of the capacitor 394-2, and the other end of the capacitor 394-2 is connected to the anode of the high voltage rectifier 393-4 and the cathode of the high voltage rectifier 393-5. ing. The anode of the high voltage rectifier 393-5 is connected to the anode of the high voltage rectifier 383-1 and the secondary side terminal 378-1 provided in the exterior case 372.
[0106]
A primary side terminal 377-3 provided in the outer case 372 is connected to one end of the primary side winding 451-1, and the other end of the primary side winding 451-1 is connected to the primary side winding 451-. 2 is connected to one end. The other end of the primary side winding 451-2 is connected to a primary side terminal 377-4 provided on the exterior case 372.
[0107]
In the high voltage generator 370, the primary side windings 421-1 and 421-2 of the transformer unit 371-1 are connected in series, and the primary side windings 451-1 and 451-2 of the transformer unit 371-2 are connected to each other. Connected in series. The primary side winding sides of the transformer units 371-1 and 371-2 are connected in parallel, both ends of the primary side winding of the transformer unit 371-1, and the primary side of the transformer unit 371-2. The same voltage is applied to both ends of the side winding.
[0108]
Also, the secondary side windings 422-1 and 422-2 of the transformer unit 371-1 are connected in series, and the secondary side windings 452-1 and 452-2 of the transformer unit 371-2 are connected in series. Yes. And the secondary side winding side of transformer units 371-1 and 371-2 is connected in parallel.
[0109]
When an AC voltage is applied to the primary side terminals 377-1 and 377-2 and the primary side terminals 377-3 and 377-4, the core 381-1, the core 381-2, the core 391-1, and the core 391-2 are excited, and an AC voltage is generated in the secondary winding 422-1, the secondary winding 422-2, the secondary winding 452-1, and the secondary winding 452-2. . The AC voltage generated in the secondary winding 422-1, the secondary winding 422-2, the secondary winding 452-1, and the secondary winding 452-2 is a double-wave rectifier circuit 402-1. The two-wave rectifier circuit 402-2, the two-wave rectifier circuit 432-1, and the both-wave rectifier circuit 432-2 are each converted (rectified) into a DC voltage (DC current) and output to the high-voltage output extraction port 376. .
[0110]
A voltage obtained by adding the DC voltages rectified by the both-wave rectifier circuits 402-1 and 402-2 (DC voltage rectified by the both-wave rectifier circuits 432-1 and 432-2) is added to the high-voltage output outlet 376. Is output. Further, the high-voltage output extraction port 376 is rectified by a double-wave rectifier circuit 402-1 (or double-wave rectifier circuit 402-2) and a double-wave rectifier circuit 432-1 (or double-wave rectifier circuit 432-2). A current obtained by adding the generated direct current is output. Therefore, for example, when the limit of the current that can be passed through the high-voltage rectifier constituting the double-wave rectifier circuit is 3 mA, the high voltage generator 370 can output up to 6 mA.
[0111]
That is, in the high voltage generator 370, the limit value of the output current can be increased by connecting the transformer unit 371-1 and the transformer unit 371-2 in parallel. Therefore, the high voltage generator 370 can obtain a larger output power than the case of the high voltage generator 200 of FIG. 14 using one transformer unit.
[0112]
The DC voltage rectified by both wave rectifier circuits 402-1 and 402-2 (DC voltage rectified by both wave rectifier circuits 432-1 and 432-2) is a high voltage capacitor 374 and a high voltage output detection resistor. Also applied to 375. The high voltage capacitor 374 smoothes the applied DC voltage and feeds it back to the input side. The high voltage output detection resistor 375 feeds back the applied DC voltage to the input side (primary windings 421-1, 421-2, 451-1, 451-2).
[0113]
As shown in FIG. 23, in the high voltage generator 370, two secondary windings of the transformer 401 of the transformer unit 371-1 and two secondary windings of the transformer 402 of the transformer unit 371-2. Are connected in series. Thereby, even when a core with a small output voltage and a small height is used, a large output voltage can be obtained. In the high voltage generator 370, the secondary winding side of the transformer 401 of the transformer unit 371 and the secondary winding side of the transformer 402 of the transformer unit 371 are connected in parallel, thereby obtaining a large output current. be able to.
[0114]
For example, when two small cores with an output voltage of 5 kV and an output current of 2.5 mA are used for the cores of the transformer units 371-1 and 372-2, the secondary of the transformer units 371-1 and 372-2 In the high voltage generator 370 in which the side windings are connected in parallel, for example, a high voltage output with an output voltage of 10 kv and an output power of 50 kW can be performed.
[0115]
In addition, for example, since the allowable average current of a high-performance high-voltage rectifier developed for CTV is about 3 mA, high voltage can be output from the secondary winding using a core with a large cross-sectional area. In the generator, there was a case where high power could not be output. In other words, a secondary winding wound around a core having a large cross-sectional area can generate a large output power. However, the current limitation of the high-voltage rectifier can waste the ability to output the large power. there were. Since the high voltage generator 370 uses two transformer units connected in parallel, the single transformer unit can reduce the current flowing to the secondary winding side, and the high voltage generator 370 as a whole. As an output, a large current can be passed without being limited by the current of the high voltage rectifier. Thereby, large electric power can be obtained.
[0116]
In the example of FIG. 23, the high voltage generator 370 includes two transformer units connected in parallel. However, the high voltage generator 370 may include three or more transformer units connected in parallel. In this case, a larger current can be passed as the output of the entire high voltage generator 370.
[0117]
FIG. 24 is a circuit diagram showing an embodiment of a high voltage generation system 500 using a high voltage generator.
[0118]
The high voltage generation system 500 includes a hot part 511 that constitutes a so-called hot side, and a cool part 512 that constitutes a so-called cool side, which is insulated from the hot part 511, and includes a non-insulating part (electric shock part). .
[0119]
The hot unit 511 includes an input terminal 531, FETs (Field Effect Transistors) 532-1 and 532-2, a high voltage control circuit 533, capacitors 534-1 to 534-3, coils 535-1 to 535-3, and a resistor 536. 1, 536-2, 536-7, diode 537-1, electrolytic capacitor 538-1, phototransistor 551 of photocoupler 539, and primary side windings 621-1 and 621-2, 1 of high voltage generator 600, It comprises secondary terminals 628-1 to 628-4.
[0120]
The cool unit 512 includes a coil 535-4, resistors 536-3 to 536-6, a diode 537-2, electrolytic capacitors 538-2 and 538-3, an LED (Light Emitting Diode) 552 of a photocoupler 539, and a variable resistor. 540, shunt regulator 541, and secondary side windings 622-1 and 622-2 of the high voltage generator 600, cores 623-1 and 623-2, high voltage rectifiers 624-1 to 624-5, resistors for detecting high voltage output 626, a high voltage capacitor 627, secondary side terminals 629-1 to 629-3, and a high voltage output outlet 630.
[0121]
The high voltage generator 600 is configured similarly to the high voltage generator 200 described with reference to FIGS.
[0122]
The high voltage generator 600 includes primary windings 621-1 and 621-2, secondary windings 622-1 and 622-2, cores 623-1 and 623-2, and high voltage rectifiers 624-1 to 624-. 5, a high voltage output detection resistor 626, a high voltage capacitor 627, primary side terminals 628-1 to 628-4, secondary side terminals 629-1 to 629-3, and a high voltage output extraction port 630.
[0123]
The input terminal 531 is connected to the terminal 533-1 of the high voltage control circuit 533, the drain of the FET 532-1, and one end of the capacitor 534-1. The other end of the capacitor 534-1 is the gate of the FET 532-1 and the high voltage control circuit 533. The other end of the resistor 536-1 having one end connected to the terminal 533-2, the terminal 533-3 of the high-voltage control circuit 533, the source of the FET 532-1, one end of the capacitor 534-2, and one end of the capacitor 534-3. It is connected to the.
[0124]
The source of the FET 532-1 is connected to the drain of the FET 532-2, and the gate of the FET 532-2 is connected to one end of the resistor 536-2 and the terminal 533-4 of the high voltage control circuit 533. The source of the FET 532-2 is one end to which the gate of the FET 532-2 of the resistor 536-2 is not connected, the terminal 533-5 of the high voltage control circuit 533, one end of the resistor 536-7, and the capacitor 534 of the capacitor 534-2. -1 is connected to one end and the primary terminal 628-4 of the high voltage generator 600. The other end of the resistor 356-7 is grounded.
[0125]
One end of the capacitor 534-3 not connected to the capacitor 534-1 is connected to one end of the coil 535-1, and the other end of the coil 535-1 is connected to one end of the coil 535-2. The other end of the coil 535-2 is connected to the primary side terminal 628-1 of the high voltage generator 600.
[0126]
The primary terminal 628-1 of the high voltage generator 600 is connected to one end of the primary winding 621-1, and the other end of the primary winding 621-1 is connected to the primary terminal 628-2. It is connected. The primary side terminal 628-2 is connected to the primary side terminal 628-3, and one end of the primary side winding 621-2 is connected to the primary side terminal 628-3. The other end of the primary winding 621-2 is connected to the primary terminal 628-4.
[0127]
The other end of the coil 535-3 whose one end is grounded is connected to the anode of the diode 537-1, and the cathode of the diode 537-1 is connected to the terminal 533-6 of the high voltage control circuit 533 and one end of the electrolytic capacitor 538-1. It is connected. The other end of the electrolytic capacitor 538-1 is grounded.
[0128]
The other end of the coil 535-4 whose one end is grounded is connected to the anode of the diode 537-2, and the cathode of the diode 537-2 is connected to one end of the resistor 536-3 and one end of the electrolytic capacitor 538-2. ing. The other end of the electrolytic capacitor 538-2 is grounded. The other end of the resistor 536-3 is connected to one end of the resistor 536-4 and the anode of the LED 552 of the photocoupler 539, and the cathode of the LED 552 is connected to the resistor 536-3 of the resistor 536-4. The other end of the shunt regulator 541 is connected to the terminal a.
[0129]
The collector of the phototransistor 551 of the photocoupler 539 is connected to the terminal 533-7 of the high voltage control circuit 533, and the emitter of the phototransistor 551 is grounded.
[0130]
The terminal b of the shunt regulator 541 is grounded. The terminal c of the shunt regulator 541 is connected to the secondary terminal 629-2 of the high voltage generator 600, one end of the resistor 536-5, and one end of the resistor 536-6, and the other end of the resistor 536-6. Is connected to one end of a variable resistor 540. The other end of the variable resistor 540 is grounded.
[0131]
One end of the resistor 536-5 to which the secondary terminal 629-2 is not connected is connected to the secondary terminal 629-3 and one end of the electrolytic capacitor 538-3, and the other end of the electrolytic capacitor 538-3 is Grounded.
[0132]
The high voltage output outlet 630 of the high voltage generator 600 is connected to the cathode of the high voltage rectifier 624-1, one end of the high voltage output detection resistor 626, and one end of the high voltage capacitor 627. The anode of the high voltage rectifier 624-1 is One end of the secondary winding 622-1 and the cathode of the high voltage rectifier 624-2 are connected. One end of the secondary winding 622-1 is connected to one end of the capacitor 625-1, and the other end of the capacitor 625-1 is connected to the anode of the high voltage rectifier 624-2 and the cathode of the high voltage rectifier 624-3. Yes.
[0133]
The anode of the high voltage rectifier 624-3 is connected to one end of the secondary winding 622-2 and the cathode of the high voltage rectifier 624-4, and the other end of the secondary winding 622-2 is one end of the capacitor 625-2. Connected to. The other end of the capacitor 625-2 is connected to the cathode of the high voltage rectifier 624-5, and the anode of the high voltage rectifier 624-5 is connected to the secondary side terminal 629-1. The secondary terminal 629-1 is grounded.
[0134]
One end of the high voltage output detection resistor 626 not connected to the high voltage output outlet 630 is connected to the secondary terminal 629-2, and one end of the high voltage capacitor 627 not connected to the high voltage output outlet 630 is 2 It is connected to the secondary terminal 629-3.
[0135]
In FIG. 24, the high voltage control circuit 533 controls the voltage output from the high voltage output extraction port 630 by changing the frequency of the switching signal for switching on and off the FET 532-1 and the FET 532-2. For the high-voltage control circuit 533, for example, an IC (Integrated Circuit) is used.
[0136]
When the FET 532-1 is turned on by the high voltage control circuit 533, the alternating current input from the input terminal 531 flows to the FET 532-1 and flows to the capacitor 534-3. Due to this current, charge is accumulated in the capacitor 534-3. The current flowing from the capacitor 534-3 flows to the coils 535-1 and 535-2. The circuit operation is stabilized by the choke circuit composed of the coils 535-1 and 535-2.
[0137]
At this time, when a current flows through the coil 535-1, a current flows through the coil 535-3 by electromagnetic induction. This current flows to the diode 537-1 and flows to the high voltage control circuit 533 as a power source for the high voltage control circuit 533. Moreover, when a current flows through the coil 535-2, a current flows through the coil 353-4 by electromagnetic induction. This current flows to the diode 537-2 and flows to the photocoupler 539 via the resistor 536-3 as a power source of the photocoupler 539.
[0138]
The current flowing through the coils 535-1 and 535-2 flows into the primary winding 621-1 through the primary terminal 628-1 of the high voltage generator 600, and the primary terminals 628-2 and 1 are connected. The current flows to the primary winding 621-2 through the secondary terminal 628-3. When a current flows through the primary side winding 621-1 and the primary side winding 621-2, the cores 623-1 and 623-2 are excited, respectively, and a voltage is applied to the secondary side windings 622-1 and 622-2. Will occur.
[0139]
The current flowing from the primary winding 621-2 flows to the GND through the resistor 536-7 via the primary terminal 628-4.
[0140]
On the other hand, when the FET 532-2 is turned on by the high voltage control circuit 533, the current due to the electric charge accumulated in the capacitor 534-3 when the FET 532-1 is turned on passes through the FET 532-2, and the primary side terminal 628 of the high voltage generator 630. -4 through the primary winding 621-2. The current flowing from the primary winding 621-2 flows to the primary winding 621-1 through the primary terminal 628-3 and the primary terminal 628-2. When a current flows through the primary windings 621-2 and 621-1, the cores 623-2 and 623-1 are excited, and voltages are generated in the secondary windings 622-2 and 622-1.
[0141]
The current flowing from the primary winding 621-1 flows to the coil 535-2 and the coil 535-1 via the primary terminal 628-1 and returns to the capacitor 534-3.
[0142]
The voltage (AC voltage) generated in the secondary windings 622-1 and 622-2 of the high voltage generator 600 by turning on and off the FETs 532-1 and 532-2 is high voltage rectifiers 624-1 to 624-3. And a double-wave rectifier circuit composed of the coil 625-1 and a double-wave rectifier circuit composed of the high-voltage rectifiers 624-3 to 624-5 and the coil 625-2, respectively. ).
[0143]
A DC voltage obtained by converting an AC voltage generated in the secondary winding 622-1 and the secondary winding 622-2 is output from the high voltage output outlet 630 as an output voltage. This output voltage is also applied to the high voltage output detection resistor 626 and the high voltage capacitor 627. That is, a DC current converted from an AC voltage generated in the secondary winding 622-1 (a DC current converted from an AC voltage generated in the secondary winding 622-2) is a high voltage output detection resistor. 626 and high voltage capacitor 627.
[0144]
The high voltage output voltage is divided by a series resistor including a high voltage output detection resistor 626, a resistor 536-6, and a variable resistor 540, and is applied to the shunt regulator 541. The shunt regulator 541 monitors the output voltage output from the high voltage output outlet 630 so that the output voltage becomes constant. This shunt regulator 541 is equivalent to a variable Zener diode.
[0145]
By feeding back the current from the capacitor 627 to the high voltage control circuit 533 via the resistor 536-5, the high voltage control circuit 533 detects the ripple of the output voltage and performs control so that the ripple becomes small.
[0146]
The high voltage generation system 500 can also be applied to a flyback power supply.
[0147]
In the above description, the core provided in the high-voltage generator is arranged so as to be adjacent in the X direction in FIG. 14, but the height direction is parallel to a plane perpendicular to the height direction of the core. As long as they are arranged in this way, they may be arranged in any way. For example, the cores can be arranged so as to be adjacent to each other in the Y direction in FIG. 14, or the cores can be arranged so as to be adjacent to each other in an arc shape with respect to the XY plane in FIG.
[0148]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a high voltage generator that outputs a large amount of electric power can be configured in a small size.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a configuration of an example of a conventional high voltage generator.
2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the high voltage generator of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a front view of the core of FIG. 1;
4 is a cross-sectional view of the core of FIG. 3 along the line AA ′.
5 is a cross-sectional view of the core of FIG. 3 taken along the line BB ′.
6 is a perspective view of the core of FIG. 1. FIG.
7 is a circuit diagram showing an example of the electrical configuration of the high voltage generator of FIG. 1; FIG.
FIG. 8 is a front view showing a configuration of another example of a conventional high voltage generator.
9 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the high voltage generator of FIG.
10 is a cross-sectional view of the core of FIG. 8 as viewed from the front.
11 is a cross-sectional side view of the core in FIG. 8. FIG.
12 is a perspective view of the core of FIG. 8. FIG.
13 is a circuit diagram showing an example of the electrical configuration of the high voltage generator of FIG.
FIG. 14 is a front view showing a configuration of a high voltage generator to which the present invention is applied.
15 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the high voltage generator of FIG.
16 is a cross-sectional view of the core of FIG. 14 as viewed from the front.
17 is a front view of the core of FIG. 14;
18 is a side sectional view of the core of FIG. 14;
FIG. 19 is a perspective view of the core of FIG.
20 is a circuit diagram showing an example of the electrical configuration of the high voltage generator of FIG. 14;
FIG. 21 is a diagram showing an equivalent circuit of the double-wave rectifier circuit of FIG. 20;
FIG. 22 is a front view showing another configuration example of the high-voltage generator to which the present invention is applied.
23 is a circuit diagram showing an example of the electrical configuration of the high voltage generator of FIG.
FIG. 24 is a circuit diagram showing an embodiment of a high voltage generation system.
[Explanation of symbols]
200 High Voltage Generator, 201 Core, 202 Outer Case, 203 High Voltage Output Extraction Port, 204 High Voltage Rectifier Circuit Board, 205 Primary Side Terminal, 206 Secondary Side Terminal, 207 High Voltage Capacitor, 208 High Voltage Output Detection Resistor, 209 Secondary winding terminal, 210 High voltage rectifier, 211 capacitor, 231 opening, 232 Primary winding, 233 Secondary winding, 234 Coil bobbin, 235 Impregnated mold resin, 301 transformer, 302 double wave rectifier circuit, 370 high voltage generator, 371 transformer unit, 381 core, 391 core, 421 primary winding, 422 secondary winding, 451 primary winding, 452 secondary winding, 401 transformer, 402 both waves Rectifier circuit, 431 transformer, 432 double-wave rectifier circuit

Claims

A plurality of the cores arranged at a predetermined height on a plane perpendicular to the height direction so that the height directions are parallel to each other;
A primary winding wound around the core and a secondary winding for boosting a voltage applied to the primary winding;
The transformer, wherein the secondary windings of each of the plurality of cores are connected in series.

A plurality of cores arranged at a predetermined height on a plane perpendicular to the height direction so that the height directions are parallel to each other, and a primary winding wound around the cores And a secondary winding for boosting a voltage applied to the primary winding, and a transformer in which the secondary windings of each of the cores are connected in series;
And a plurality of rectifier circuits for rectifying the boosted voltage boosted by the secondary winding of each of the plurality of cores.

The transformer and the plurality of rectifier circuits are provided as a unit of a transformer unit, and a plurality of transformer units are provided.
The high voltage generator according to claim 2, wherein the secondary winding side of the plurality of transformer units is connected in parallel.