JP2007335453A - High-voltage transformer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、液晶表示パネルにおけるバックライト用放電灯の点灯回路に用いられるインバータトランス等の高圧トランスに関し、特に、2つのトランス部を一体的に組み込んだダブルトランス型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 such as an inverter transformer used in a lighting circuit for a discharge lamp for a backlight in a liquid crystal display panel, and more particularly to a double transformer type high voltage transformer in which two transformer parts are integrated. is there.
液晶テレビにおいては、バックライト用光源として、一般に複数の放電灯を駆動させているが、その駆動は複数の昇圧トランスを用いて行われており、複数の放電灯の互いの輝度が液晶画面に対して均一に保たれるようにして、画面上の輝度のムラを無くすように配慮されている。 In a liquid crystal television, a plurality of discharge lamps are generally driven as a backlight light source. However, the driving is performed using a plurality of step-up transformers, and the brightness of each of the plurality of discharge lamps is displayed on the liquid crystal screen. On the other hand, consideration is given to eliminating unevenness in luminance on the screen so as to be kept uniform.
ところで近年、液晶テレビの大型化が急であり、バックライト用光源として、従来のものと比べ、より多くの放電灯を駆動させる必要がある。このため、昇圧トランスの設置スペースおよび製造コストが過大となることから、1つの昇圧トランスにより、2つの直管放電灯またはU字放電灯を同時に点灯することが望ましく、本願出願人は、複数の放電灯を同時に点灯し得る昇圧トランスとして、下記特許文献1記載のものを開示している。 By the way, in recent years, the enlargement of liquid crystal televisions is abrupt, and it is necessary to drive more discharge lamps as the light source for the backlight than the conventional one. For this reason, since the installation space and the manufacturing cost of the step-up transformer become excessive, it is desirable to simultaneously turn on two straight tube discharge lamps or U-shaped discharge lamps with a single step-up transformer. The thing of the following patent document 1 is disclosed as a step-up transformer which can light a discharge lamp simultaneously.
この特許文献1記載のものは、2つのI型コアと1つのH型コアを組み合わせてなり、巻線は1次、2次をともに各I型コアに対して巻回するようにし、H型コアをこれに組み合わせることにより、2つの閉磁路が左右対称形に構成されるものである。 The one described in Patent Document 1 is a combination of two I-type cores and one H-type core. The primary and secondary windings are wound around each I-type core. By combining the core with this, the two closed magnetic paths are configured symmetrically.
また、下記特許文献2に記載された昇圧トランスは、1次巻線の巻回用ボビンの両側にそれぞれ2次巻線の巻回用ボビンを配置するようにして、1つの昇圧トランスによって複数の放電灯への出力を確保している。 In addition, the step-up transformer described in Patent Document 2 below includes a plurality of secondary winding winding bobbins arranged on both sides of the primary winding winding bobbin. The output to the discharge lamp is secured.
しかしながら、上記特許文献1記載のものは、各I型コアのみに1次巻線と2次巻線が各々巻回されていることから、H型コアは単に磁路を閉磁路にするための機能しか有していない。そして、各I型コアにおいて1次巻線と2次巻線が巻軸方向に隣接して巻回されていることからこの軸方向に長尺となりがちであり、また磁路長も長くなることから唸りが発生する虞がある。 However, since the primary winding and the secondary winding are wound only on each I-type core in the one described in Patent Document 1, the H-type core is simply used to make the magnetic path a closed magnetic path. It has only functions. In each I-type core, the primary winding and the secondary winding are wound adjacent to each other in the winding axis direction, so that they tend to be long in this axial direction, and the magnetic path length is also long. There is a risk of sag.
また、上記特許文献2記載のものは、2次巻線から発生する高電圧が、1次巻線に影響を及ぼす事態を防止するため、2次巻線と1次巻線の間に絶縁耐圧用の一定の距離を確保する必要が生じ、巻軸方向と直交する方向(幅方向)に拡幅してしまう状態が避けられず、トランスの小型化を図ることが困難である。 Moreover, the thing of the said patent document 2 in order to prevent the situation where the high voltage generate | occur | produced from a secondary winding has an influence on a primary winding, withstand voltage between a secondary winding and a primary winding Therefore, it is necessary to ensure a certain distance, and it is inevitable that the width is increased in the direction (width direction) perpendicular to the winding axis direction, and it is difficult to reduce the size of the transformer.
本発明は上述した事情に鑑みなされたものであり、1つの高圧トランスによって複数の負荷を同時駆動することが可能で、巻軸方向に直交する横幅サイズを大幅に増大させることなく、巻軸方向の縦幅サイズを大幅に低減しうる高圧トランスを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the circumstances described above, and a plurality of loads can be simultaneously driven by a single high-voltage transformer, and without significantly increasing the lateral width perpendicular to the winding axis direction. It is an object of the present invention to provide a high-voltage transformer that can greatly reduce the vertical width of the transformer.
本発明の高圧トランスは、1次側巻線が巻回されてなる1次側巻軸の幅方向両側に各々並列させて、2次側巻線が巻回されてなる2次側巻軸を配設し、
前記1次側巻軸を、前記1次側巻線が直に巻回される高絶縁性磁性材料からなるコアにより構成してなることを特徴とするものである。
The high-voltage transformer of the present invention includes a secondary winding shaft in which the secondary winding is wound in parallel with both sides in the width direction of the primary winding shaft in which the primary winding is wound. Arranged,
The primary winding shaft is constituted by a core made of a highly insulating magnetic material around which the primary winding is directly wound.
また、前記高絶縁性磁性材料からなるコアの少なくとも一方の端部には、前記1次側巻線の引出溝が設けられていることが望ましい。 Further, it is desirable that at least one end portion of the core made of the highly insulating magnetic material is provided with a lead groove for the primary winding.
また、前記1次側巻軸の、前記2次側巻軸の高圧側に対向する領域に、前記1次側巻線の巻回が阻止され得るように、絶縁部材を配設することが望ましい。 In addition, it is desirable to dispose an insulating member in a region of the primary side winding shaft that faces the high voltage side of the secondary side winding shaft so that the winding of the primary winding can be prevented. .
具体的には、例えば、前記1次側巻軸の、前記2次側巻軸の高圧側に対向する領域に、前記1次側巻線の巻回を阻止する絶縁性沿面テープを巻回する。 Specifically, for example, an insulating creeping tape that prevents the winding of the primary winding is wound on a region of the primary winding that faces the high-voltage side of the secondary winding. .
なお、ここで、「高絶縁性磁性材料」とは、コア形成磁性材料のうち、一般に高絶縁性と称されているもので、高絶縁性とは称されないMn−Zn系コアより絶縁性の高い磁性材料をいうものとする。具体的には、例えばNi−Zn等のNi系コアがこれに該当する。 Here, the “highly insulating magnetic material” is a core-forming magnetic material generally referred to as highly insulating, and more insulating than a Mn—Zn core that is not referred to as highly insulating. It shall mean a high magnetic material. Specifically, for example, a Ni-based core such as Ni—Zn corresponds to this.
また、本願発明においては、高絶縁性材料とは称されないMn−Zn系コア等であっても、該コア表面に絶縁材をコーティングして絶縁性を高めたものについては「高絶縁性磁性材料」に含めるものとする。 Further, in the present invention, even if it is a Mn—Zn core that is not referred to as a high-insulating material, an insulating material is coated on the surface of the core to improve the insulating property, “high-insulating magnetic material” To be included.
本発明の高圧トランスによれば、1次側巻線が巻回されてなる1次側巻軸の幅方向両側に並列させて、2次側巻線が巻回されてなる2次側巻軸が配設されているので、巻軸方向に、1次側巻線と2次側巻線が順次巻回されるような従来技術と比べると、巻軸方向の長さを大幅に短縮することができる。 According to the high-voltage transformer of the present invention, the secondary winding is formed by winding the secondary winding in parallel with both sides in the width direction of the primary winding formed by winding the primary winding. Therefore, the length in the direction of the winding axis can be greatly reduced compared to the conventional technique in which the primary side winding and the secondary side winding are sequentially wound in the direction of the winding axis. Can do.
また、中央に位置する1次側巻軸は、ボビンを用いることなく、1次側巻線が直に巻回される高絶縁性磁性材料により構成されるので、その巻軸に巻回される1次側巻線の巻径を大幅に低減することができ、1次側巻線と2次側巻線との間に、必要な絶縁耐圧用の距離を確保した場合にも、トランスの横幅が大幅に拡幅されることを防止することができる。特に、1次側巻軸を構成するコアを高絶縁性磁性材料により構成し、また、コアに巻回される巻線を1次側巻線とするように配慮されているので、巻線をコアに直巻きしても絶縁上問題となることはない。 Further, the primary side winding shaft located at the center is made of a highly insulating magnetic material in which the primary side winding is directly wound without using a bobbin, and thus is wound around the winding shaft. The winding diameter of the primary winding can be greatly reduced, and the width of the transformer can be reduced even when the required insulation withstand voltage distance is secured between the primary winding and the secondary winding. Can be prevented from being greatly widened. In particular, the core constituting the primary winding shaft is made of a highly insulating magnetic material, and the winding wound around the core is considered to be the primary winding. Even if it is wound directly around the core, there is no problem in insulation.
以下、本発明の実施形態に係る高圧トランス(インバータトランス)について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, a high voltage transformer (inverter transformer) according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る高圧トランスを示す斜視図であり、図2はその磁路構成を示す一部平面図である。 FIG. 1 is a perspective view showing a high-voltage transformer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partial plan view showing a magnetic path configuration thereof.
本実施形態の高圧トランス11は、ダブルリーケージトランスとも称され、2つのCCFL(冷陰極放電ランプ)を同時に放電、点灯させるための、DC/ACインバータ回路内で使用されるインバータトランスである。 The high-voltage transformer 11 of the present embodiment is also called a double leakage transformer, and is an inverter transformer used in a DC / AC inverter circuit for simultaneously discharging and lighting two CCFLs (cold cathode discharge lamps).
この高圧トランス11は、2次側巻線46A、46Bが各々巻回されてなる中空部を有する第1のボビン21Aおよび第2のボビン21Bと、これら2つのボビン21A、21Bの中空部に嵌挿されるI字形状をなす、第1のコア30Aおよび第2のコア30Bと、1次側巻線45が直に巻回されてなるH字形状をなす第3のコア31とを備えている。
The high-voltage transformer 11 is fitted in the
ここで、第3のコア31に直に巻回された1次側巻線45と、各ボビン21A、21B上に巻回された2次側巻線46A、46Bは、H字形状をなす第3のコア31とI字形状をなすコア30A、30Bとにより形成される閉磁路構成により(図2参照)電磁気的に結合されている。
Here, the primary winding 45 wound directly on the
また、上記2次側巻線46A、46Bは、I字形状をなすコア30A、30Bの軸に沿ってボビン21A、21B上に巻回されるが、隣接する巻線間に高電圧差が生じて絶縁破壊が生じるのを阻止するため、その軸方向に複数セクションに分割されており、各セクション間には絶縁性の仕切り板42A、42Bが設けられ、沿面放電の阻止に必要な絶縁距離が確保されている。
The
すなわち、各セクションにおいては、例えば、約330V(2次側電圧2000V、セクション数6とした場合)の電位差で納まるようになっていて、そのセクション内で2次側巻線46A、46Bの巻始めと巻終わりが巻線を巻回している最中に巻崩れ等で接したとしても、線材の絶縁皮膜によって耐圧を十分確保できるようになっている。
That is, in each section, for example, the voltage difference is about 330 V (secondary side voltage 2000 V, the number of sections is 6), and the winding start of the
また、ボビン21A、21Bは、断面矩形で筒状をなし、その外周に2次側巻線46A、46Bが巻回されることになり、ボビン21A、21Bの両端面には、鍔板40A、40Bが設けられている。
The
また、ボビン21A、21Bの形成材料を、可塑性樹脂とすることによって、バリの発生を防止し、細い線材を用いるトランスにおいて断線の虞を大幅に低減することができる。
In addition, by using a plastic resin as the material for forming the
また、上記形成材料を硬化性樹脂とすることで、からげ端子18A、18Bに巻線を接合する半田によってボビンが溶融してしまうという事態を防止できる。
Further, by using the curable resin as the forming material, it is possible to prevent the bobbin from being melted by the solder that joins the windings to the
また、I字形状をなすコア30A、30Bと、H字形状をなすコア31との間には微小なギャップが形成されており、そのギャップ量は、漏れ磁束をどの程度発生させるかによって決定され、このギャップ量を略0にすることも可能である。
Further, a minute gap is formed between the I-
また、これら3つのコア30A、30B、31は、絶縁材料からなる巻線用端子台27A、27B上に載設される。
These three
また、1次側巻線45の始端および終端、ならびに2次側巻線46A、46Bの始端、および終端は、巻線用端子台27A、27Bに保持固定された端子ピン17A、17B等
に接続されており、また、巻線の暫定的な接続のためにからげ端子18A、18B等が形成されている。なお、1次側巻線45および2次側巻線46A、46Bの端子ピンへの接続態様はこれに限られるものではない。
The start and end of the primary side winding 45 and the start and end of the
本実施形態の高圧トランスにおいては、上述したように、2つのI字形状をなす第1および第2のコア30A、30Bの間に、1つのH字形状をなす第3のコア31が挟持されるような構成とされており、図2に示すように、第1のコア30Aおよび第3のコア31により第1の磁路32Aが形成され、また第2のコア30Bおよび第3のコア31により第2の磁路32Bが、各々形成されている。これら第1および第2の磁路32A、32Bは、前述したように、第1および第2のコア30A、30Bと第3のコア31との間に微小な磁気ギャップが形成されているものの、全体として閉磁路状に形成されている。
In the high-voltage transformer of the present embodiment, as described above, one H-shaped
そして、前記第3のコア31内において発生した磁束が、2つに分割されて第1および第2のコア30A、30B内を通過することにより、第1の磁路32Aと第2の磁路32Bが形成されることになる。
Then, the magnetic flux generated in the
これにより、各2次側巻線46A、46Bからの出力によって、2つのCCFLが同時に放電、点灯され得るようになっている。
Thus, the two CCFLs can be simultaneously discharged and lit by the outputs from the
ところで、本実施形態においては、第1および第2のコア30A、30B上にボビン21A、21Bを介して、2次側巻線46A、46Bのみが巻回されるように構成されている。このため、第1および第2のコア30A、30Bの巻軸方向の長さは、前述した特許文献1のものに比べると大幅に短縮されている。これによりトランス全体の巻軸方向の長さを大幅に低減することが可能となっている。
By the way, in this embodiment, it is comprised so that only the secondary side winding 46A, 46B may be wound on the 1st and
一方、1次側巻線45は、ボビンを介することなく第3のコア31に直接巻回されるように構成されており、これにより、ボビンの厚み分だけ1次側巻線45の巻径を大幅に低減することができ、1次側巻線45と2次側巻線46A、46Bとの間に必要な絶縁耐圧用の距離を確保した場合にも、トランスの横幅が大幅に拡幅されることを防止することができる。実際に、本実施形態においては、1次側巻線45の最外周部分と、各2次側巻線46A、46Bの最外周部分との間に十分な空間距離が確保されており、放電を阻止し得る絶縁距離が確保されるため、絶縁破壊の生じ難い耐圧の大きな高圧トランスを得ることができるようになっている。
On the other hand, the primary side winding 45 is configured to be wound directly around the
なお、このような構成とすることにより、ボビンの点数が減少するのでコストを低減することが可能という副次的効果も奏する。 In addition, by setting it as such a structure, since the number of bobbins reduces, there also exists a secondary effect that a cost can be reduced.
本実施形態において巻線をコアに対して直巻きすることができたのは、第3のコア31が高絶縁性材料により構成されているからであり、また、巻回される巻線を比較的低電圧の1次側巻線45とするように工夫することにより、絶縁上の問題が発生しないように配慮されているためである。
The reason why the winding can be wound directly around the core in the present embodiment is that the
すなわち、本実施形態においては、第1および第2のコア30A、30Bおよび第3のコア31の形成材料として、高絶縁性材料であるNi−Znコアを使用している。
That is, in the present embodiment, Ni—Zn core, which is a highly insulating material, is used as a material for forming the first and
また、第1および第2のコア30A、30Bの形成材料をMn−Zn系のコアのように高絶縁性材料と称されないコアで構成する一方、第3のコア31をNi−Zn系のように高絶縁性材料のコアで構成することも可能である。
The first and
第3のコア31の形成材料として、Mn−Zn系コアを使用した場合、1次側巻線45を直巻きすることが困難であるが、Ni−ZnコアはMn−Zn系コアに比べて絶縁抵抗が極めて大きいことから、ボビンを間に介して絶縁を確保する必要がなくなる。
When a Mn—Zn core is used as the material for forming the
また、インバータトランスにおいては、2次側巻線46A、46Bに比べて1次側巻線45の電流量を大きくする必要上、1次側巻線45の線径を2次側巻線46A、46Bの線径に比べて大きくしており、線材をコアに直接巻回したとしても、断線の虞は小さい。
In addition, in the inverter transformer, the current of the primary winding 45 needs to be larger than that of the
また、本実施形態においては、第3のコア31としてH字形状のコアを用いており、コア自体が、いわば巻軸部の両端部に鍔を設けた構造とされているため、1次側巻線45の巻回作業が容易となる。
Further, in the present embodiment, an H-shaped core is used as the
また、本実施形態の第3のコア31は、図4に示すように、その高圧側(図中下側)の端部領域(2次側巻線46A、46Bの高圧側2セクション分に対応する)に、沿面テープ(絶縁テープ)35が巻回貼付されている。この沿面テープ35は、第3のコア31のこの領域への1次側巻線45の巻回を阻止するとともに絶縁性を高める機能を有しており、これにより、1次側巻線45の最外周部分と、各2次側巻線46A、46Bの最外周部分との空間距離を、より短縮することが可能となり、トランスの幅方向(巻軸方向と直交する方向)の小型化をより促進することができる。
Further, as shown in FIG. 4, the
このように、2次側巻線46A、46Bの高圧側2セクションに対応する、第3のコア31の領域に1次側巻線45を非巻回とすることで、例えば、2次側巻線46A、46Bの出力電圧が2000Vとした場合には、1次側巻線45の最外周部分と、各2次側巻線46A、46Bの最外周部分との空間距離を、1300〜1400Vの絶縁耐圧を確保するように設定すればよいことになる。
In this way, the primary side winding 45 is not wound around the region of the
なお、沿面テープ35に替えて、図5に示すように、第3のコア231の高圧側端部(図中下側)から所定距離だけ中央よりの位置(2次側巻線46A、46Bの高圧側から2セクション分中央よりの位置)に絶縁性を有する鍔235を嵌めるようにして、第3のコア31の高圧側領域への1次側巻線45の巻回を阻止するとともに絶縁性を高めるようにしてもよい。
In addition, instead of the creeping
また、図6に示すように、本実施形態においては、第3のコア31の両端部(鍔部)31A、31Bのうち、少なくとも一方の端部に、1次側巻線45を引き出すための配線溝部51が形成されている。この配線溝部51は1次側巻線45の線径分の大きさが確保されていれば十分である。これにより、トランスの高さ方向(厚み方向)のスペース利用の効率化を図ることができるようになっている。
In addition, as shown in FIG. 6, in the present embodiment, the primary winding 45 is drawn out to at least one of the both end portions (saddle portions) 31A and 31B of the
なお、本発明の高圧トランスとしては、上記実施形態のものに限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能である。 Note that the high-voltage transformer of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various other modifications can be made.
例えば、上記第1および第2のコア30A、30BはI字状をなし、第3のコア31はH字状をなすように構成されているが、この形状に限られるものではなく、1次側巻軸の幅方向両側に並列させて、2次側巻軸を配設し、これにより図2に示す如き2つの閉磁路を構成し得るようなコア配置であればよい。具体的には、例えば、図3の概念図において示されるように、1つのE字状コア131と1つのI字状コア130を組み合わせて大略日字状に形成したものを用いることも可能である。その場合、互いに平行となるE字状コア131の3つのアーム部のうち、両端に位置する2つのアーム部には、各々ボビン121A、121Bを介して2次側巻線を巻回し、中央に位置するアーム部(上記と同様の沿面テープ135等を設けてもよい)には、直接1次側巻線を巻回するようにして、2つの閉磁路132A、132Bを構成してもよい。
For example, the first and
さらに、上記1つのE字状コアと1つのI字状コアの組合わせに替えて、2つのE字状コアを組みあわせて大略日字状に形成したものを用いることも可能である。 Further, instead of the combination of the one E-shaped core and the one I-shaped core, it is also possible to use a combination of two E-shaped cores that are formed in a generally Japanese character shape.
また、上記第3のコア31ならびに、第1および第2のコア30A、30Bは、高磁性材料であるNi−Znコアにより構成されているが、本発明の高圧トランスにおいては、その他の高磁性材料、あるいはMn−Zn系コア等の、高磁性材料ではない磁性材料の外表面に絶縁材料をコーティングしたものによって構成するようにしてもよい。
In addition, the
また、各コアの断面(横断面)形状についても矩形等の特定形状に限定されるものではなく、その断面形状を円形、楕円形等の任意の形状とすることが可能である。 Further, the cross-sectional (cross-sectional) shape of each core is not limited to a specific shape such as a rectangle, and the cross-sectional shape can be an arbitrary shape such as a circle or an ellipse.
さらに、本発明の高圧トランスは、インバータトランスのみならず、その他の種々のトランスに適用することが可能である。 Furthermore, the high-voltage transformer of the present invention can be applied not only to the inverter transformer but also to various other transformers.
また、駆動対象とされる負荷としても、上述したCCFLに限られるものではない。 Also, the load to be driven is not limited to the CCFL described above.
なお、上記では沿面テープや鍔を用いて第3のコア31の高圧側領域への1次側巻線の巻回を阻止するようにしているが、本発明の高圧トランスとしてはこれに限られるものではなく、沿面テープや鍔に替えて、例えばプラスチック性のリングを用いることも可能である。
In the above, creeping tape or scissors are used to prevent the winding of the primary winding around the high voltage side region of the
11 高圧トランス
17A、17B 端子ピン
18A、18B からげ端子
21A、21B、121A、121B ボビン
27A、27B 巻線用端子台
30A 第1のコア
30B 第2のコア
31、231 第3のコア
31A、31B 端部
32A、32B、132A、132B 磁路
35、135 沿面テープ
40A、40B 鍔板
42A、42B 仕切り板
45、245 1次側巻線
46A、46B 2次側巻線
51 配線溝部
130 I字状コア
131 E字状コア
235 鍔
a、b、c、d 磁束の向き
11 High-
Claims (4)
前記1次側巻軸を、前記1次側巻線が直に巻回される高絶縁性磁性材料からなるコアにより構成してなることを特徴とする高圧トランス。 A secondary winding shaft on which a secondary winding is wound is disposed in parallel with each of both sides in the width direction of the primary winding shaft on which the primary winding is wound;
The high-voltage transformer, wherein the primary winding shaft is constituted by a core made of a highly insulating magnetic material around which the primary winding is wound.
The insulating creeping tape for preventing the winding of the primary winding is wound around a region of the primary winding facing the high voltage side of the secondary winding. 3. The high-voltage transformer according to 3.
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