JP2006147688A - High voltage transformer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高圧トランス、特に液晶表示装置等の、高電圧を必要とする放電管点灯用の高圧トランスに関するものである。 The present invention relates to a high voltage transformer, particularly a high voltage transformer for lighting a discharge tube that requires a high voltage, such as a liquid crystal display device.
従来、液晶表示装置のバックライト装置、ファクシミリ、複写機等の光源として冷陰極ランプやメタルハライドランプ等の放電灯が用いられている。これらのランプを点灯させるためには高電圧が必要で、冷陰極ランプを点灯させる場合には、高圧トランスを用いて発振回路の出力を数kVに昇圧してランプを点灯させる。このような高圧トランスは、例えば、特許文献1に示すように、フランジによって巻芯部分が軸方向に同軸で直列に複数のセクションに分割されたボビンの中空孔にフェライトからなるコアを挿入し、線状の導電部材を用いて一次巻線及び二次巻線をそれぞれ巻回している。
Conventionally, a discharge lamp such as a cold cathode lamp or a metal halide lamp has been used as a light source for a backlight device of a liquid crystal display device, a facsimile, a copying machine or the like. In order to light these lamps, a high voltage is required. When a cold cathode lamp is lit, the lamp is lit by boosting the output of the oscillation circuit to several kV using a high voltage transformer. In such a high-voltage transformer, for example, as shown in
上記巻線のコイルに流れる電流が大電流容量を必要とする場合には、線径の太い導電部材が使われる。一次巻線に大電流容量を流す必要がある場合、一次巻線に線径の太い導電部材を使用することになるが、一次巻線のコイル径が大きくなってしまい、トランスが大型化してしまうという問題がある。 When the current flowing through the coil of the winding requires a large current capacity, a conductive member having a large wire diameter is used. When it is necessary to flow a large current capacity to the primary winding, a conductive member with a large wire diameter is used for the primary winding, but the coil diameter of the primary winding becomes large and the transformer becomes large. There is a problem.
このため、特許文献2に示すように、薄板導体を用いて一次巻線を構成し、大電流容量を流すことができるとともに、トランスを小型化できる放電ランプ点灯用高圧トランスが提案されている。 For this reason, as shown in Patent Document 2, a high-voltage transformer for lighting a discharge lamp has been proposed in which a primary winding is formed using a thin plate conductor, a large current capacity can flow, and the transformer can be miniaturized.
この特許文献2に記載の高圧トランスの分解斜視図を図10に示す。図10において、高圧トランスは、例えば、U型コア100と棒状コア100aとを組み合わせて閉磁路にし、一次巻線101,101aを薄板状の導体でU字状に形成する。そして、一次巻線101をボビン103のフランジ104に形成した挿入孔105a、105bに挿入し、かつ一次巻線101aをボビンのフランジ104aに形成した挿入孔105c、105dに挿入する。また、二次巻線102、102aの各々を単層整列巻きにして二段に重ねて、二次巻線の電気容量を大きなものにし、かつ隣り合う線間の絶縁性を向上させるとともに線間での電位差を小さくして隣接する線間の電位差に起因する短絡を減少させている。また、磁気回路を閉磁路としたことにより高圧トランスの小型化を達成している。
しかしながら、上記特許文献2の高圧トランスでは、一次巻線に大電流容量を流すことができるが、軸方向に一次巻線と二次巻線が並んで配設された構造であるため、一次巻線と二次巻線との結合が悪く、一次巻線と二次巻線の結合を高くする、いわゆる、密結合のトランスを作製する場合には、トランスとしての性能が低下してしまうという問題がある。 However, in the high-voltage transformer of Patent Document 2, a large current capacity can flow through the primary winding, but the primary winding and the secondary winding are arranged side by side in the axial direction. When a so-called close-coupled transformer is produced, in which the coupling between the wire and the secondary winding is poor and the coupling between the primary winding and the secondary winding is high, the performance as a transformer deteriorates. There is.
また、薄板状の一次巻線をフランジに形成した挿入孔に挿入後、絶縁を確保するために厚い樹脂で被覆する必要があり、製造の際の作業性が良くないという問題がある。 In addition, after inserting the thin plate-like primary winding into the insertion hole formed in the flange, it is necessary to cover it with a thick resin in order to ensure insulation, and there is a problem that workability at the time of manufacture is not good.
本発明は、上記問題点に鑑みて、トランスの形状の小型化を図ると共に、製造の際の作業性を改善し、一次巻線と二次巻線との結合性を密にした高圧トランスを提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention aims to reduce the size of the transformer, improve the workability during manufacturing, and provide a high-voltage transformer in which the primary winding and the secondary winding are closely connected. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明は、ボビンの巻芯部に一次巻線と二次巻線とを巻回し、前記ボビンの中空孔に磁性体からなるコアを挿入してなる高圧トランスであって、前記ボビンは、前記巻芯部の両端に複数の端子を備える端子部を有するとともに、前記巻芯部内に一次巻線を形成する薄板状の導体を一体成形してなり、前記一次巻線を含む前記巻芯部の外周に二次巻線を形成したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a high-voltage transformer in which a primary winding and a secondary winding are wound around a bobbin core, and a core made of a magnetic material is inserted into the hollow hole of the bobbin. The bobbin has a terminal portion having a plurality of terminals at both ends of the core portion, and is integrally formed with a thin plate-like conductor that forms a primary winding in the core portion. A secondary winding is formed on the outer periphery of the core part including the wire.
また、本発明の好ましい実施形態によれば、一次巻線が、二次巻線の低電圧側の内周に同心状に配設されている。また、二次巻線が複数のセクションに分割されてなり、一次巻線が配設されたセクションにおけるセクション間の幅は、前記一次巻線が配設されていないセクション間の幅に比して幅広にて形成され、かつ前記一次巻線が配設されたセクションにおける巻芯部の径は、前記一次巻線が配設されていないセクションにおける巻芯部の径に比して大径に形成されていることを特徴とする。 According to a preferred embodiment of the present invention, the primary winding is concentrically disposed on the inner periphery of the secondary winding on the low voltage side. Further, the secondary winding is divided into a plurality of sections, and the width between sections in the section where the primary winding is disposed is larger than the width between sections where the primary winding is not disposed. The diameter of the core part in the section where the primary winding is disposed is formed larger than the diameter of the core part in the section where the primary winding is not disposed. It is characterized by being.
さらに、本発明の他の構成によれば、一次巻線が1ターンまたは2ターンからなる。また、端子部の底面に、プリント基板上への位置決め用のボスが設けられていることを特徴としている。
また、他の実施形態によれば、高電圧側の二次巻線を斜向重ね巻きにしたことを特徴とする。
Furthermore, according to another configuration of the present invention, the primary winding consists of one turn or two turns. In addition, a boss for positioning on the printed circuit board is provided on the bottom surface of the terminal portion.
Further, according to another embodiment, the secondary winding on the high voltage side is formed by oblique lap winding.
本発明の高圧トランスは、一次巻線が薄板上の導体からなり、インサートモールドによる一体成形によって一次巻線がボビンの巻芯部内に埋め込まれた構造であることから、一次巻線をボビンに巻回する作業をなくして、寸法精度の維持と生産性を向上させることができる。 In the high-voltage transformer of the present invention, the primary winding is made of a conductor on a thin plate, and the primary winding is embedded in the core part of the bobbin by integral molding by insert molding. It is possible to eliminate the rotating work and maintain the dimensional accuracy and improve the productivity.
また、二次巻線の巻回部分の外径を従来の高圧トランスと同程度に維持して、巻芯部内に一次巻線を埋め込むことにより、小型かつ結合性を高めた高圧トランスを構成できる。 In addition, by maintaining the outer diameter of the winding portion of the secondary winding at the same level as that of the conventional high-voltage transformer and embedding the primary winding in the winding core, a small-sized and high-coupling property can be configured. .
さらに、一次巻線が二次巻線の低電圧部と同心で内側に配設することにより、一次巻線と二次巻線の電圧の差が小さくなり、トランスの信頼性が向上する。 Furthermore, by disposing the primary winding concentrically and internally on the low voltage portion of the secondary winding, the voltage difference between the primary winding and the secondary winding is reduced, and the reliability of the transformer is improved.
以下、本発明の高圧トランスを図面に基づいて説明する。
図1〜図4に本発明に係る高圧トランスを示す。図1は、本発明に係る高圧トランスの平面図であり、図2は、図1のA−A断面図であり、図3はボビンの斜視図であり、図4は、コアをボビンに組み合わせる前の状態を示す高圧トランスの底面図である。
Hereinafter, the high-voltage transformer of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4 show a high-voltage transformer according to the present invention. 1 is a plan view of a high-voltage transformer according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, FIG. 3 is a perspective view of a bobbin, and FIG. 4 is a combination of a core and a bobbin. It is a bottom view of the high voltage transformer showing the previous state.
図1及び図2において、ボビン1は、液晶ポリマー(LCP)等の樹脂で形成されるもので、巻芯部3内に一次巻線8がインサート成形されており、巻芯部3の外周部を複数のセクションa〜hに分けて、そこに二次巻線6を巻回した構成となっている。
1 and 2, a
このボビン1の両端に設けられた端子部2a、2bには、それぞれ端子5a〜5kが備えられ、端子部2a、2bの間は、巻芯部3が連結されて一体構造となっている。
巻芯部3は、図2に示すように、巻芯部内に2個の薄板状の導体8a、8bがインサート成形により埋設されている。この薄板状の導体8a、8bは、一次巻線8を構成するもので、1ターンまたは2ターンからなっている。一次巻線8は、この図の左側、即ち、二次巻線6の低電圧側に配置されている。
As shown in FIG. 2, the
また、巻芯部3には、複数のセクションa〜hを形成するためにフランジ4a〜4gが設けられており、図1、図2の例では、aセクション〜hセクションの8セクションに分割されている。bセクション及びcセクションの2セクションにおけるセクションの幅は等しく、かつdセクション〜hセクションにおけるセクション幅よりも大きく形成され、dセクション〜hセクションの5セクションにおけるセクションの幅はそれぞれ等しく形成されている。
Further, the
また、aセクション〜cセクションの3セクションにおける巻芯部の外径は、dセクション〜hセクションの5セクションにおける巻芯部3bの外径よりも大きく形成され、二次巻線の低電圧側のセクションに対して高電圧側のセクションの溝深さが浅くなっている。
二次巻線6a〜6gは、bセクション〜hセクションの7セクションにそれぞれ巻回され、各セクションにおける電圧がほぼ等しくなるようにされている。
In addition, the outer diameter of the core portion in the three sections of the a section to the c section is formed larger than the outer diameter of the
The
図示の例では、端子5a、5b、5f、5gは一次巻線用の端子であって、端子5h、5i、5j、5kは二次巻線用の端子であり、端子5cは、GND用端子となっている。
In the illustrated example,
本実施形態では、aセクションには巻線が巻回されていないが、このaセクションには、例えば、帰還コイルなどの三次巻線を巻回してもよい。aセクションに三次巻線を巻回した場合には、三次巻線は端子5d、5eへ引出す構造となっている。
In this embodiment, no winding is wound around the a section, but a tertiary winding such as a feedback coil may be wound around the a section. When the tertiary winding is wound around the a section, the tertiary winding is drawn to the
上記のように、一次巻線8a、8bが巻芯部3にインサート成形されたボビン1は、図3に示す外形状を有しており、中央に貫通孔12を有し、両端部に形成される端子部2a、2bの一方側を一段高くした面13を有して、コア11の挿入を容易にしている。
As described above, the
また、ボビン1は、ボビン外径寸法に合わせて7つのフランジが設けられ、これらのフランジは、上面または下面にぞれぞれ1つのスリット溝7が形成され、二次巻線の分割巻きを可能にしている。
The
このボビン1は、巻芯部3の複数のセクションに対応して二次巻線6a〜6gが巻回された後、図4に示すようにコア11の中央脚部11aが巻芯部3の貫通孔12に挿入されるように、コア11とボビン1が組み立てられる。
In the
コア11は、フェライトからなり、この実施形態では、E型コア11の中央脚部11aがボビン1の貫通孔12に挿入されるが、コア形状はE型コアに限定されるものではなく、例えば、EIコア、U型コア等でも勿論良い。
The
例えば、図8に示すように、2つのU字状コアが、1つまたは2つのボビンの両端側から挿入され、両コアの端部同士を接触させ、接着剤を介して互いに連結することにより、コア11がボビン1に取り付けられる。
For example, as shown in FIG. 8, two U-shaped cores are inserted from both ends of one or two bobbins, the ends of both cores are brought into contact with each other, and are connected to each other via an adhesive. The
そして、ボビン1は、コア11が組み合わされた状態で、バックライトインバータ回路等のプリント基板(図示略)に組み付けられて固定され、この回路基板にボビン1の端子がはんだ付けされる。
The
なお、ボビン1をプリント基板に取り付け固定するために、図4に示すように、端子部の底面にボス9が形成されており、このボス9は、プリント基板(図示略)に設けた孔に挿入することによってボビン1をプリント基板上の正しい位置に容易に取り付けることができる。また、10a〜10eは、巻線のリード線を引き出すための溝である。
In order to attach and fix the
図2のように巻芯部3の中に埋設される一次巻線8は、導電性の薄板にて形成されるが、本発明の好ましい実施形態では、図5に示すように、8aと8bからなる2ターンコイルを形成している。
The primary winding 8 embedded in the winding
図5において、本発明に使用される薄板状の導体からなる一次巻線8が示されている。この一次巻線8は、多段順送りプレスにより、打ち抜き工程と折曲げ工程とを順次行い、リードフレーム15に沿う各フレーム毎に、2つのコ字状に立設した一次巻線8a、8b、横方向に伸びるリード線16、両縁に形成されるリードフレーム15に連結された端子部分5a〜5hが形成される。
FIG. 5 shows a primary winding 8 made of a thin plate-like conductor used in the present invention. This primary winding 8 is sequentially subjected to a punching process and a bending process by a multistage progressive press, and each of the frames along the
これらの一次巻線8a、8bは、コイル部と端子5b、5fおよび5a、5gがそれぞれ連結されて形成されている。そして、2つのU字状またはコ字状の薄板にて形成された一次巻線8a、8bが巻芯部3にインサート成形されている。一次巻線8を1ターンコイルとして使用する場合は、巻線8a、8bのいずれかのコイルを使用すればよく、2ターンコイルとして使用する場合は、例えば、プリント基板(図示略)に形成した配線パターン上に端子5bと端子5gを接続して、巻線8aと巻線8bが直列になるように構成すればよい。
These
本発明では、図示するように、2つのコイル8a、8bを一次巻線として用いており、1ターンのみのコイルとする場合は、2つのコイルを並列接続する。また2ターンのコイルとする場合は、2つのコイルを直列接続することにより、1ターンまたは2ターンのいずれの場合も共通したボビンを用いることができる。
In the present invention, as shown in the figure, two
本発明では、一次巻線8は、リードフレーム15によって金型に位置決めされてインサート成形される。図6aの平面図から明らかなように、リードフレーム15に連結されたままのボビン1が成形される。そして、端子部分5a〜5hとリードフレーム15との連結部分を切断して、一次巻線8a、8bがインサート成形されたボビン1が作り出される。
In the present invention, the primary winding 8 is positioned in the mold by the
このように、ボビン1にインサート成形される一次巻線8は、リードフレーム15上に形成され、図6aのA−A線から見た図6bの断面図で明らかなように、高さ位置を合わせて、左右の幅寸法を変えた2つのコ字形状となっている。それぞれの一次巻線8a、8bは、その両端部から外側に折り曲げられたL字状のリード線16が伸びている。また、一次巻線8の一端側から延びたリード線16に続く一次巻線用の2つの端子5f、5gと他の端子5a〜5eが、一次巻線、GND端子及び三次巻線用の端子を形成する。一方、ボビン1の他端側の端子部2bには、4つの二次巻線用の端子5h、5i、5j、5kが形成される。
Thus, the primary winding 8 insert-molded on the
ここでは、一次巻線、リード線、および端子を一体にプレス成形した形で説明したが、ボビンに薄板状の導体がインサート成形される形式であれば、導体の形状は、コ字状、U字状、四角形等いずれの形状であってもよい。また、単に、一次巻線の端子がボビンの側面から張り出す形であってもよく、端子部側の端子部分と、一次巻線とが切り離された形も可能である。一例として、図7において、一次巻線の断面形状を示す。 Here, the primary winding, the lead wire, and the terminal are described as being integrally formed by press molding. However, if the thin plate-like conductor is insert-molded on the bobbin, the shape of the conductor is U-shaped, U Any shape such as a letter shape or a square shape may be used. Alternatively, the terminal of the primary winding may simply protrude from the side surface of the bobbin, or the terminal portion side terminal portion and the primary winding may be separated. As an example, FIG. 7 shows a cross-sectional shape of the primary winding.
さらに、本発明の好ましい実施形態では、図9aに示すように、二次巻線を複数のセクションに分けて巻回するために、ボビンの巻芯部の外周に複数のフランジを形成しているが、これらのフランジをなくしたボビンを用いることも可能であり、この場合、図9bに示すように、二次巻線の高電圧側において、耐圧を維持するために、巻線を斜向重ね巻きにし、往路と複路の巻き方向を逆にして順次巻回する方式で二次巻線を巻回することもできる。これにより、ボビン本体のより多くの多数個取り成形を可能にし、かつ二次巻線の巻回工程のコストを低下させることができる。 Furthermore, in a preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 9a, a plurality of flanges are formed on the outer periphery of the core portion of the bobbin in order to wrap the secondary winding into a plurality of sections. However, it is also possible to use bobbins without these flanges, in which case the windings are diagonally stacked in order to maintain the breakdown voltage on the high voltage side of the secondary winding, as shown in FIG. 9b. It is also possible to wind the secondary winding in a manner in which the winding direction is reversed and the winding directions of the forward path and the double path are reversed. As a result, it is possible to form a larger number of bobbins and to reduce the cost of the winding process of the secondary winding.
また、本発明において、一次巻線8がインサートされた部分の低電圧側のセクション外径が、高電圧側のセクション外径よりも大きいことから、巻芯部3の外周部における二次巻線6のセクション幅は、高電圧側のセクション幅に対して広くしている。これは、高圧トランスの結合度をより高めるとともに、低電圧側と高電圧側において、二次巻線6の高さを全体として同一にし、低電圧側の外形状がいたずらに太くならないようにしている。つまり、高電圧側の二次巻線は、巻線の半径方向の幅を厚くし、一方、低電圧側の二次巻線は、巻線の半径方向の幅を薄くして、二次巻線の高さを全体として同一にし、各セクションにおける電圧が等しくなるように構成されている。 In the present invention, the section outer diameter on the low voltage side of the portion where the primary winding 8 is inserted is larger than the section outer diameter on the high voltage side. The section width of 6 is made wider than the section width on the high voltage side. This increases the degree of coupling of the high-voltage transformer and makes the overall height of the secondary winding 6 the same on the low voltage side and the high voltage side so that the outer shape of the low voltage side does not become unnecessarily thick. Yes. In other words, the secondary winding on the high voltage side increases the radial width of the winding, while the secondary winding on the low voltage side decreases the radial width of the winding to increase the secondary winding. The line height is the same as a whole, and the voltage in each section is equal.
以上のように、本発明の高圧トランスは、一次巻線8が薄板上の導体からなり、インサートモールドによる一体成形によって一次巻線がボビンの巻芯部3内に埋め込まれた構造であることから、一次巻線8を巻回する作業工程をなくして、作業効率を高めてボビンの生産性を向上させることができる。
As described above, the high-voltage transformer of the present invention has a structure in which the primary winding 8 is made of a conductor on a thin plate, and the primary winding is embedded in the
また、ボビンの巻芯部に巻回される二次巻線は、低電圧側と高電圧側の巻線の高さをほぼ同一にして、巻芯部内に一次巻線を形成するので、小型でかつ結合性を高めた高圧トランスを作ることができる。 In addition, the secondary winding wound around the bobbin winding core portion has the same height as the low-voltage side and high-voltage side windings, and the primary winding is formed in the winding core portion. In addition, it is possible to make a high-voltage transformer with improved connectivity.
さらに、一次巻線8の位置決めが金型精度により決定されるため、ボビン内の一次巻線8の位置精度の維持が図られるとともに、設計上におけるトランスの入力電圧に基づいて、一次巻線8の配置を自由に変更でき、さらに、トランスの結合係数を高くするように配置することも可能である。 Further, since the positioning of the primary winding 8 is determined by the mold accuracy, the positional accuracy of the primary winding 8 in the bobbin can be maintained, and the primary winding 8 can be determined based on the design input voltage of the transformer. It is also possible to freely change the arrangement of the transformer and further arrange the transformer so that the coupling coefficient of the transformer is increased.
また、従来からボビン1に複数の端子5がインサート成形されているが、このインサート成形時に一次巻線8も一緒にインサート成形されるので、作業サイクル時間を過渡に長くする必要がない。
Conventionally, a plurality of
また、一次巻線8を二次巻線6の低電圧部6a、6bと同心で内側に配設することにより、一次巻線8と二次巻線6の電圧の差が小さくなり、高電圧側である二次巻線の隣接する線間の電位差に起因する短絡、放電によるボビンの破損等を減少させて、トランスの信頼性が向上する。
Further, by disposing the primary winding 8 concentrically and inwardly with the
1 ボビン
2a、2b 端子部
3 巻芯部
4a〜4g フランジ
5a〜5h 端子
7 スリット溝
6 二次巻線
8 二次巻線
9 ボス
11 コア
12 貫通孔
15 リードフレーム
16 リード線
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ボビンは、前記巻芯部の両端に複数の端子を備える端子部を有するとともに、前記巻芯部内に一次巻線を形成する薄板状の導体を一体成形してなり、前記一次巻線を含む前記巻芯部の外周に二次巻線を形成したことを特徴とする高圧トランス。 A high-voltage transformer in which a primary winding and a secondary winding are wound around a bobbin core, and a core made of a magnetic material is inserted into a hollow hole of the bobbin,
The bobbin has a terminal portion having a plurality of terminals at both ends of the core portion, and is formed by integrally forming a thin plate-like conductor that forms a primary winding in the core portion, and includes the primary winding. A high voltage transformer, wherein a secondary winding is formed on an outer periphery of the winding core.
3. The high-voltage transformer according to claim 1, wherein the high voltage side of the secondary winding is obliquely wound.
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