JP2008227421A - Transformer for inverter circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インバータ回路用トランスに関し、さらに具体的には、液晶TVやカーナビゲーション装置等の電子機器の表示パネルのバックライト用インバータ回路に用いられるインバータ回路用トランスに関する。 The present invention relates to an inverter circuit transformer, and more specifically to an inverter circuit transformer used in a backlight inverter circuit of a display panel of an electronic device such as a liquid crystal TV or a car navigation device.
液晶TVやカーナビゲーション装置等の電子機器には、冷陰極蛍光管その他の放電管を用いたバックライト装置を備えている。これらの放電管を点灯させるため、低圧の直流電源から高圧の電源を得るためにインバータ回路が用いられるようになっている。 Electronic devices such as liquid crystal TVs and car navigation devices are equipped with backlight devices using cold cathode fluorescent tubes and other discharge tubes. In order to light these discharge tubes, an inverter circuit is used to obtain a high voltage power source from a low voltage DC power source.
従来のインバータ回路として、例えば、図15に示すように、トランス101の巻線間に生じる寄生容量と放電管103の周辺に生じる寄生容量などの二次側回路に生ずる寄生容量107が二次側回路のリーケージインダクタンスと共振回路を構成し、放電管103に高電圧を供給するものが提案されている。そして、二次側回路に生ずる寄生容量107が直列共振の計算値に達しないときに、放電管103と並列に補助容量105を加えることが提案されている。
As a conventional inverter circuit, for example, as shown in FIG. 15, a
また、従来のインバータ回路においては、二次側回路に接続されるバラストコンデンサとして、高価な高耐圧のコンデンサが用いられているが、電子機器のコストダウンを達成するために、例えば図16に示すように特許文献2には、液晶ディスプレイの冷陰極管点灯装置において、バラストコンデンサとして基板250の層間容量を用いることが提案されている。
上記後者の背景技術に記載されたインバータ回路においては、バラストコンデンサを基板の層間容量で代替するものであるが、静電容量を得るために電極の対向面積が必要になり、更に、異なる電位の配線パターンや実装部品との耐圧を確保するために、配線パターンや部品実装等の禁止エリアを設ける必要があり、小型化の妨げになっていた。また、基板内に層間容量を得るためには多層配線基板や両面プリント基板等を用いる必要があり、より安価な片面プリント配線基板を用いる場合にはこの手法は適用できないという課題があった。 In the inverter circuit described in the latter background art, the ballast capacitor is replaced by the interlayer capacitance of the substrate. However, in order to obtain the capacitance, the opposing area of the electrodes is required, and further, different potentials are used. In order to secure a withstand voltage between the wiring pattern and the mounted component, it is necessary to provide a prohibited area for wiring pattern and component mounting, which hinders downsizing. In addition, in order to obtain an interlayer capacitance in the substrate, it is necessary to use a multilayer wiring board, a double-sided printed board or the like, and there is a problem that this method cannot be applied when a cheaper single-sided printed wiring board is used.
本発明の目的は、上記課題を解決して、高価な高圧コンデンサや部品実装禁止エリアを設けた両面プリント配線板等を用いることなく安価にインバータ回路を構成することが可能なインバータ回路用トランスを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an inverter circuit transformer that can solve the above-described problems and can constitute an inverter circuit at low cost without using an expensive high-voltage capacitor or a double-sided printed wiring board provided with a component mounting prohibited area. It is to provide.
前記目的を達成するため、本発明のインバータ回路用トランスは、(1)一次巻線と、該一次巻線と磁気結合される二次巻線と、磁芯挿通孔を備え前記一次巻線及び二次巻線が巻回される巻き枠及び前記一次巻線の端部と前記二次巻線の端部とがそれぞれ接続される複数の接続端子を備えるボビンと、前記ボビンの磁芯挿通孔に挿入される磁脚を備え前記一次巻線と二次巻線とを磁気結合させる一組のコアと、を有するインバータ回路用トランスにおいて、前記二次巻線が巻回されるボビンの磁芯挿通孔内に前記二次巻線との間で調整用容量を生じさせる電極が配設されていることを特徴とする。(・・・以下第1の課題解決手段と称する。) In order to achieve the object, a transformer for an inverter circuit according to the present invention includes (1) a primary winding, a secondary winding magnetically coupled to the primary winding, and a magnetic core insertion hole. A bobbin having a winding frame around which a secondary winding is wound, a plurality of connection terminals to which an end of the primary winding and an end of the secondary winding are respectively connected, and a magnetic core insertion hole of the bobbin In a transformer for an inverter circuit having a pair of cores having a magnetic leg inserted into the core and magnetically coupling the primary winding and the secondary winding, the bobbin magnetic core around which the secondary winding is wound An electrode for generating an adjustment capacitor between the secondary winding and the secondary winding is disposed in the insertion hole. (... hereinafter referred to as first problem solving means)
また、上記インバータ回路用トランスの主要な形態の一つは、(2)前記電極は金属板であることを特徴とする。(・・・以下第2の課題解決手段と称する。) Also, one of the main forms of the inverter circuit transformer is (2) characterized in that the electrode is a metal plate. (... hereinafter referred to as second problem solving means)
また、上記インバータ回路用トランスの他の形態は、(3)前記金属板は前記磁脚と前記巻き枠との間隙に沿って屈曲されているものである。(・・・以下第3の課題解決手段と称する。) In another form of the inverter circuit transformer, (3) the metal plate is bent along a gap between the magnetic leg and the winding frame. (... hereinafter referred to as third problem solving means)
また、本発明のインバータ回路用トランスの他の主要な形態の一つは、(4)前記電極は前記磁脚の表面に形成された導電膜であることを特徴とする。(・・・以下第4の課題解決手段と称する。) One of the other main forms of the inverter circuit transformer of the present invention is (4) characterized in that the electrode is a conductive film formed on the surface of the magnetic leg. (... hereinafter referred to as fourth problem solving means)
また、本発明のインバータ回路用トランスの他の形態の一つは、(5)前記ボビンの接続端子は前記導電膜に接触するための接続片を備えるものである。(・・・以下第5の課題解決手段と称する。) In another form of the inverter circuit transformer of the present invention, (5) the connection terminal of the bobbin includes a connection piece for contacting the conductive film. (... Hereinafter referred to as fifth problem solving means.)
また、本発明のインバータ回路用トランスの他の主要な形態の一つは、(6)前記二次巻線の端部が接続された端子に前記電極が接続されたものである。(・・・以下第6の課題解決手段と称する。) One of the other main forms of the inverter circuit transformer of the present invention is (6) the electrode connected to the terminal to which the end of the secondary winding is connected. (... Hereinafter referred to as sixth problem solving means)
上記第1の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記二次巻線が巻回されるボビンの磁芯挿通孔内に前記二次巻線との間で調整用容量を生じさせる電極が配設されているので、二次側回路のリーケージインダクタンスと共振する静電容量成分をインバータ回路用トランスに内蔵することができる。 The operation of the first problem solving means is as follows. That is, since an electrode for generating an adjusting capacitance with the secondary winding is disposed in the magnetic core insertion hole of the bobbin around which the secondary winding is wound, the leakage of the secondary circuit A capacitance component that resonates with the inductance can be incorporated in the inverter circuit transformer.
上記第2の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記電極は金属板であるので、取得すべき静電容量に応じて、幅寸法や長さ寸法、切欠きを設ける等の調整が容易である。 The operation of the second problem solving means is as follows. That is, since the electrode is a metal plate, it is easy to make adjustments such as providing a width dimension, a length dimension, and a notch according to the capacitance to be acquired.
上記第3の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記金属板は前記磁脚と前記巻き枠との間隙に沿って屈曲されているので、大きな静電容量を得ることができる。 The operation of the third problem solving means is as follows. That is, since the metal plate is bent along the gap between the magnetic leg and the winding frame, a large capacitance can be obtained.
上記第4の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記電極は前記磁脚の表面に形成された導電膜であるので、静電容量バラツキなく安定して生産することができる。 The operation of the fourth problem solving means is as follows. That is, since the electrode is a conductive film formed on the surface of the magnetic leg, it can be stably produced without variation in capacitance.
上記第5の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記ボビンの接続端子は前記導電膜に接触するための接続片を備えるので、組み立てが容易である。 The operation of the fifth problem solving means is as follows. That is, since the connection terminal of the bobbin includes a connection piece for contacting the conductive film, the assembly is easy.
上記第6の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記二次巻線の端部が接続された端子に前記電極が接続されているので、回路配線の一部を省略できる。 The operation of the sixth problem solving means is as follows. That is, since the electrode is connected to the terminal to which the end of the secondary winding is connected, a part of the circuit wiring can be omitted.
本発明のインバータ回路用トランスによれば、リーケージインダクタンスと共振する静電容量成分をインバータ回路用トランスに内蔵することができるので、高価な高圧コンデンサや部品実装禁止エリアを設けた両面プリント配線板等を用いることなく安価にインバータ回路を構成することが可能なインバータ回路用トランスを提供することができる。本発明の前記目的とそれ以外の目的、構成特徴、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなろう。 According to the inverter circuit transformer of the present invention, an electrostatic capacitance component that resonates with the leakage inductance can be built in the inverter circuit transformer, so that an expensive high-voltage capacitor, a double-sided printed wiring board provided with a component mounting prohibited area, and the like It is possible to provide an inverter circuit transformer capable of constructing an inverter circuit at low cost without using the. The above object and other objects, structural features, and operational effects of the present invention will become apparent from the following description and the accompanying drawings.
以下、本発明のインバータ回路用トランスの第1の実施形態について、図1〜6を参照して説明する。図1は第1の実施形態のインバータ回路用トランス10の全体構造を示す外観斜視図である。図2は本実施形態のインバータ回路用トランス10の内部構造を示す上記図1のA−A線における縦断面図である。図3は、本実施形態のインバータ回路用トランス10の内部構造を説明するための分解斜視図である。図4は、本実施形態のインバータ回路用トランス10の等価回路図である。図5は、本実施形態のインバータ回路用トランス10を適用したインバータ回路の一例を示す回路図である。図6は、本実施形態のインバータ回路用トランス10を適用したインバータ回路の他の例を示す回路図である。
Hereinafter, a first embodiment of an inverter circuit transformer of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an external perspective view showing the overall structure of the
図1及び図2に示すように、本実施形態のインバータ回路用トランス10は、一次巻線11と二次巻線12と前記一次巻線及び二次巻線が巻回されるボビン13と該ボビンに装着される一組のコア15,15とを備えるものである。具体的には、本実施形態のインバータ回路用トランス10は、一次巻線11と、上記一組のコア15,15により該一次巻線11から発生する磁束と略同一の磁路を通じて磁気結合される二次巻線12と、磁芯挿通孔13cを備え前記一次巻線11及び二次巻線12が巻回される巻き枠13a及び前記一次巻線11の端部11aと前記二次巻線12の端部12aとがそれぞれ接続される複数の接続端子14,14・・を備えるボビン13と、前記ボビン13の磁芯挿通孔13cに挿入される磁脚15aを備え前記一次巻線11と二次巻線12とを磁気結合させる一組のコア15,15と、を有するものである。そして、前記二次巻線12が巻回されるボビン13の磁芯挿通孔13c内に前記二次巻線12との間で調整用容量を生じさせる電極16が配設されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
次に、本実施形態のインバータ回路用トランス10について、図3を用いてより具体的に説明する。上記ボビン13は、巻き枠13aと、該巻き枠の一方及び他方の端部にそれぞれ設けられた基台13b、13bとを有し、前記巻き枠13aの中心を貫通するように磁芯挿通孔13cが形成されている。前記巻き枠13aは、一次巻線11が巻回される領域と二次巻線12が巻回される領域とが鍔により分割されるとともに、前記二次巻線12が巻回される領域は、鍔によりさらに複数の領域に区画されている。上記基台13b、13bには、それぞれ複数の接続端子14,14が植設されている。前記複数の接続端子14,14は、一端側の端子部14aと、他端側の、前記基台13bに埋め込まれる植設部14bとで構成されている。また、二次巻線12が巻回される領域側の端部に設けられた基台13bに植設された前記複数の接続端子14のうちの一つは、略U次状に形成されている。該接続端子14は、前記U字状の底部が基台13bに埋め込まれる植設部14bとなっており、一端側の端子部14aと,他端側の接続片14cとが前記基台13bの端面から略平行に突出されている。上記一次巻線11は、上記ボビン13の巻き枠13aのうち、一次巻線11を巻回するための領域に巻回されるとともに、その端部11a,11aは、前記ボビン13の一方の基台13bの下部に形成された図視省略した引き出し溝を介して前記基台13bの先端側に引き出され、該基台13bに植設された複数の接続端子14に前記絶縁被覆が剥離された状態でからげられ、半田等により前記接続端子
14と導電接続されている。上記二次巻線12は、上記一次巻線11に比べて細い線径の絶縁被覆導線が用いられており、上記ボビン13の巻き枠13aのうち、二次巻線12を巻回するための区画された複数の領域に一端側から前記ボビン13の中央の鍔に向かって順次巻回されるとともに、その端部12a,12aは、前記ボビン13の他方の基台13bの下部に形成された図視省略した引き出し溝を介して前記基台13bの先端側に引き出され、該基台13bに植設された複数の接続端子14に前記絶縁被覆が剥離された状態でからげられ、半田等により前記接続端子14と導電接続されている。上記ボビン13の二次巻線12が巻回される領域の磁芯挿通孔13c内には、電極16として厚さ0.1mm程度の銅等の非磁性の金属板が挿入されている。該金属板の一端側には引き出し片16aが設けられており、該引き出し片16aの先端は前記基台13bの端面に沿って折曲されるとともに、前記略U字状の接続端子14の接続片14cが挿通される孔16bが形成されている。また、上記ボビン13の二次巻線12が巻回される領域の磁芯挿通孔13c内には、前記電極16に重ねられるように、後述する絶縁シート17が挿入されている。上記一組のコア15,15はそれぞれ、Mn−Zn系フェライト等の磁性材料からなり、平面視形状がE形に形成されている。該コア15は、中央に配置された磁脚15aとその両側に配置された一対の側磁脚15bとがヨーク15cにより連結された構造を有する。中央に配置された磁脚15aの断面積は、両側に配置された側磁脚15bの断面積の和に等しいように構成されている。そして前記一組のコア15,15は、前記ボビン13の磁芯挿通孔13cに前記中央に配置された磁脚15a,15aの先端がそれぞれ挿入され、前記磁脚15a,15a同士、及び両側に配置された側磁脚15b、15b同士が、それぞれ端面をつき合わせるように配設され、図視省略した接着剤、粘着テープやバネ性を有する固定金具等により前記ボビンに固定されている。
Next, the
上記一次巻線11の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記一次巻線11としては、上記ボビン13の巻き枠13aの周囲に巻回されるものであって、絶縁被覆導線が好ましく、ポリウレタン樹脂被覆銅線やポリエステル樹脂被覆銅線、エナメル樹脂被覆導線等がより好ましい。また、該一次巻線11の金属線は、単線に限定するものではなく、撚り線であってもよい。また、該一次巻線11の金属線は円形の断面形状に限定するものではなく、長方形の断面形状の平角線や正方形の断面形状の四角線等を用いることもできる。また、前記絶縁被覆導線の外周を低融点の樹脂で被覆した自己融着線を用いてもよい。上記一次巻線11の端部11a、11aは、前記ボビン13の一方の端部に設けられた基台13bに植設された複数の接続端子14,14にそれぞれ上記絶縁被覆が剥離された状態でからげられ、半田等により導電接続されることが好ましい。
A preferred embodiment of the primary winding 11 is as follows. That is, the primary winding 11 is wound around the winding
上記二次巻線12の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記二次巻線12としては、上記ボビン13の巻き枠13aの周囲に区画された複数の領域に分割して巻回されることが好ましい。また、上記一次巻線と同様に、絶縁被覆導線が好ましく、ポリウレタン樹脂被覆銅線やポリエステル樹脂被覆銅線、エナメル樹脂被覆導線等がより好ましい。また、該二次巻線12の金属線は、単線に限定するものではなく、撚り線であってもよい。また、該二次巻線12の金属線は円形の断面形状に限定するものではなく、長方形の断面形状の平角線や正方形の断面形状の四角線等を用いることもできる。また、前記絶縁被覆導線の外周を低融点の樹脂で被覆した自己融着線を用いてもよい。上記二次巻線12は、高電圧を発生させるために巻回数を多くする必要があるので、該二次巻線12の線径は、一般に上記一次巻線11の線径より細いことが好ましい。また、上記二次巻線12の端部12a、12aは、上記一次巻線11の端部11aと同様に、前記ボビン13の一方の端部に設けられた基台13bに植設された複数の接続端子14,14にそれぞれ上記絶縁被覆が剥離された状態でからげられ、半田等により導電接続されることが好ましい。
A preferred embodiment of the secondary winding 12 is as follows. That is, the secondary winding 12 is preferably divided into a plurality of regions divided around the winding
上記ボビン13の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記ボビン13の材質としては、絶縁性樹脂が好ましく、耐熱性を有し、前記複数の接続端子14,14のインジェクションモールドが可能なフェノール樹脂、ポリエステル樹脂、液晶ポリマー等の絶縁性樹脂がより好ましい。上記ボビン13は、巻き枠13aと該巻き枠13aの一方及び他方の端部にそれぞれ設けられた基台13bとを有することが好ましいが、これに限定するものではなく、例えば複数の放電管を点灯させるための複数の二次巻線を備えた所謂ツイン構造を有するものにおいては、前記巻き枠13aの中間領域にさらに基台を設け、該基台に接続端子を植設してもよい。上記ボビン13の巻き枠13aは、一次巻線11が巻回される領域と二次巻線12が巻回される領域とが鍔により区分されていることが好ましい。また、前記二次巻線12が巻回される領域は、さらに鍔により複数に区画されていることが好ましい。上記二次巻線12が巻回される領域を複数に区画する鍔には、隣あわせる領域間に二次巻線12を順次巻回するための渡り溝が設けられることが好ましい。上記ボビン13の基台13bは、上記一次巻線11の端部11a又は二次巻線12の端部12aがからげ固定される接続端子14,14が植設されることが好ましい。該基台13bに植設される接続端子14,14としては、インバータ回路が形成される基板上に面実装され、リフロー半田付けされる場合には所謂ガルウィンタイプが好ましく、回路基板に設けたスルーホールに接続端子が挿通され、フロー半田付けされる場合には、前記基台13bを垂直に貫通するピンタイプが好ましい。上記ボビン13の磁芯挿通孔13cは、前記巻き枠12aの中心を貫通するように形成されることが好ましい。また、上記二次巻線12が巻回される領域の巻き枠13aの前記磁芯挿通孔13cは、上記コア15の中央に配設された磁芯15aとともに上記電極16や絶縁シート17を挿入するために、上記コア15の中央に配設された磁芯15aの外形よりもやや大きく形成されることが好ましい。
A preferred embodiment of the bobbin 13 is as follows. That is, as the material of the bobbin 13, an insulating resin is preferable, and an insulating resin such as a phenol resin, a polyester resin, or a liquid crystal polymer that has heat resistance and can be injection-molded with the plurality of
次に、上記接続端子14の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記接続端子14としては、上記基台13bに埋め込まれる植設部14bと該基台13bから突出する端子部14aとを有することが好ましい。
Next, a preferred embodiment of the
次に、上記コア15の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記コア15の材質としては、Mn−Zn系フェライト、Ni−Zn系フェライト、圧粉磁芯、積層金属板その他、各種の磁性材料を用いることができる。前記磁性材料は、例えばNi−Zn系フェライトのように高絶縁性を有するものが好ましいが、これに限定するものではなく、Mn−Zn系フェライトのように低絶縁性のものであってもよい。また、前記低絶縁性の磁性材料のコアの外表面を例えばフッ素樹脂等の絶縁性樹脂で被覆して用いてもよいし、前記コア15の磁脚15aと後述する電極16との間に絶縁シート17を挿入してもよい。上記コア15の構造としては、前記ボビン13の磁芯挿通孔13cに挿入される磁脚15aを有し、組み立ての都合上一組で磁路を形成するものが好ましい。上記一組のコア15,15の外観形状としては、薄型のインバータ回路用トランスを得るためにはE−E形、E−I形、ロ−I形等が好ましいが、これに限定するものではなく、例えば液晶パネルの枠部に沿って収容するためには、U−U形、U−I形等であってもよい。
Next, a preferred embodiment of the
次に、上記電極16の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記電極16としては、上記コア15の中央に配設された磁脚15aとともに上記ボビン13の二次巻線12が巻回される領域の磁芯挿通孔13c内に挿入されるものである。上記電極16としては、銅箔等の非磁性の金属板が好ましい。上記電極16として金属板を用いる場合には、該金属板の一端側に引き出し片16aを有することが好ましい。該引き出し片16aは、前記ボビン13の基台13bに植設された接続端子14に接続されることが好ましいが、これに限定するものではなく、例えば、インバータ回路を形成する回路基板の配線パターンに直接導電接続してもよい。また、上記引き出し片16aを上記接続端子14に接続する場合においては、前記接続端子の接続片14cと係合する孔16bや切欠き等を設けることが好ましい。また、上記電極16は、金属板に限定するものではなく、例えば、前記ボビン13の磁芯挿通孔13cに挿通される磁脚15aの表面に導電性ペーストの塗布膜やメッキ膜等として形成してもよい。上記電極16を上記コア15の磁脚15aの表面に導電膜として形成する場合には、該コア15の材質としてNi−Zn系フェライト等の高絶縁性の磁性材料からなるコア15を用いることが好ましいが、これに限定するものではなく、低絶縁性のコアの表面に予めフッ素樹脂等の絶縁性樹脂で被覆したものを用いることができる。 上記低絶縁性の磁性材料からなるコア15を該コア15の磁脚15aの表面に絶縁被覆することなく用いる場合においては、上記電極16と前記コア15の磁脚15aとの間に例えばフッ素樹脂等からなる絶縁性シートを挟むことが好ましい。
Next, a preferred embodiment of the
上記本実施形態のインバータ回路用トランス10を図4に示す等価回路を用いて説明する。すなわち、コア15の磁脚15aと平行してボビン13の巻き枠13aを介して二次巻線16と向き合う電極16の一端側が前記二次巻線12の一方の端部12aと接続端子14を介して導電接続されている。
The
次に、本実施形態のインバータ回路用トランス10を用いたインバータ回路の一例を図5を用いて説明する。本実施形態のインバータ回路は、本実施形態のインバータ回路用トランスTFと、該トランスTFの一次巻線に接続された直流電源Vccと、該一次巻線に接続されたスイッチング回路SWと、前記トランスTFの二次巻線の一端側に接続された冷陰極放電管CCFLと、前記二次巻線の他端側に接続された電流検出回路と、前記二次巻線の他端側とグランドとの間に接続された抵抗Rと、前記電流検出回路で得られた電流値に基づき前記スイッチング回路SWを制御する駆動制御回路とを有するものである。
Next, an example of an inverter circuit using the
そして、本実施形態のインバータ回路用トランス10は、前記二次巻線12が巻回されるボビン13の磁芯挿通孔13c内に前記二次巻線12との間で調整用容量を生じさせる電極16が配設されているので、二次側回路のリーケージインダクタンスと共振する静電容量成分を該インバータ回路用トランス10に内蔵している。このため、外付けの高価な高耐圧コンデンサを使用したり、層間容量を取得するための多層配線基板や両面プリント配線基板に配線パターンや部品実装等の禁止エリアを設ける等を省略することができる。
The
また、本実施形態のインバータ回路用トランス10は、前記電極16が金属板であり、このため、取得すべき調整用容量に応じて寸法の調整が容易である。
Further, in the
また、本実施形態のインバータ回路用トランス10は、前記二次巻線12の端部が接続された接続端子14aに前記電極16が接続されているので、インバータ回路の調整用コンデンサを接続するための回路配線の一部を省略できる。
Further, in the
上記インバータ回路の動作は次の通りである。すなわち、直流電源Vccから入力された直流電圧を前記スイッチング回路SWで高周波電圧変換し、前記インバータ回路用トランスTFで昇圧させる。この際、前記インバータ回路用トランスTFの二次側のリーケージインダクタンスと、前記インバータ回路用トランスTFに内蔵された調整用コンデンサと放電管の周辺に生じる寄生容量や前記インバータ用トランスTFの2次巻線間の寄生容量と共振回路を構成し、前記冷陰極放電管CCFLに高電圧を給電する。前記二次巻線の他端側に接続された前記電流検出回路と、前記二次巻線の他端側とグランドとの間に接続された
前記抵抗Rと、前記電流検出回路で得られた電流値に基づき前記スイッチング回路SWを制御する前記駆動制御回路により、前記冷陰極放電管CCFLに流れる電流値が所望の値になるようにスイッチング回路SWを駆動する。
The operation of the inverter circuit is as follows. That is, a DC voltage input from a DC power source Vcc is converted into a high frequency voltage by the switching circuit SW and boosted by the inverter circuit transformer TF. At this time, the leakage inductance on the secondary side of the inverter circuit transformer TF, the parasitic capacitance generated around the adjustment capacitor and the discharge tube built in the inverter circuit transformer TF, and the secondary winding of the inverter transformer TF A parasitic capacitance between lines and a resonance circuit are formed, and a high voltage is supplied to the cold cathode discharge tube CCFL. Obtained by the current detection circuit connected to the other end side of the secondary winding, the resistor R connected between the other end side of the secondary winding and the ground, and the current detection circuit The drive control circuit that controls the switching circuit SW based on the current value drives the switching circuit SW so that the current value flowing through the cold cathode discharge tube CCFL becomes a desired value.
次に、本実施形態のインバータ回路用トランスを用いたインバータ回路の他の例を図6を用いて説明する。本実施形態のインバータ回路は、本実施形態のインバータ回路用トランスTFと、該トランスTFの一次巻線に接続された直流電源Vccと、該一次巻線に接続されたスイッチング回路SWと、前記トランスTFの二次巻線の一端側に接続された冷陰極放電管CCFLと、前記二次巻線の他端側に接続された電圧検出回路と、前記二次巻線の他端側とグランドとの間に接続された静電容量数千pFの低圧コンデンサC2と、前記電圧検出回路で得られた電圧値に基づき前記スイッチング回路を制御する駆動制御回路とを有するものである。これによれば、静電容量数千pFの安価な低圧コンデンサC2を用いてインバータ回路を構成することができる。 Next, another example of the inverter circuit using the inverter circuit transformer of the present embodiment will be described with reference to FIG. The inverter circuit of the present embodiment includes an inverter circuit transformer TF of the present embodiment, a DC power source Vcc connected to the primary winding of the transformer TF, a switching circuit SW connected to the primary winding, and the transformer A cold cathode discharge tube CCFL connected to one end of the secondary winding of the TF, a voltage detection circuit connected to the other end of the secondary winding, the other end of the secondary winding and the ground And a drive control circuit for controlling the switching circuit based on the voltage value obtained by the voltage detection circuit. According to this, an inverter circuit can be configured using an inexpensive low-voltage capacitor C2 having a capacitance of several thousand pF.
上記インバータ回路の動作は次の通りである。前記直流電源Vccから入力された直流電圧を前記スイッチング回路SWで高周波電圧変換し、前記インバータ回路用トランスTFで昇圧させる。この際、前記インバータ回路用トランスTFの二次側のリーケージインダクタンスと、前記インバータ回路用トランスTFに内蔵された前記調整用コンデンサと前記放電管の周辺に生じる寄生容量や前記インバータ用トランスの2次巻線間の寄生容量と共振回路を構成し、前記放電管に高電圧を給電する。なお、前記調整用コンデンサC1と前記放電管の周辺に生じる寄生容量や前記インバータ用トランスの2次巻線間の寄生容量は数十pFである為、前記二次巻線の他端側とグランドとの間に接続された静電容量数千pFの前記低圧コンデンサC2と比べると非常に小さい。よって、共振回路には前記低圧コンデンサC2の影響は無視できる程度である。 前記調整用コンデンサC1と前記低圧コンデンサC2の分圧で分圧された前記2次巻線の出力電圧を電圧検出回路で検出した電圧値に基づき駆動制御回路でスイッチング回路SWを制御することによりインバータ回路用トランスTFの2次巻線の出力電圧が所望の値になるようにスイッチング回路SWを駆動する。 The operation of the inverter circuit is as follows. A DC voltage input from the DC power source Vcc is converted into a high frequency voltage by the switching circuit SW and boosted by the inverter circuit transformer TF. At this time, the leakage inductance on the secondary side of the inverter circuit transformer TF, the parasitic capacitance generated around the adjustment capacitor and the discharge tube built in the inverter circuit transformer TF, and the secondary of the inverter transformer A parasitic capacitance between the windings and a resonance circuit are formed, and a high voltage is supplied to the discharge tube. The parasitic capacitance generated around the adjustment capacitor C1 and the discharge tube and the parasitic capacitance between the secondary windings of the inverter transformer are several tens of pF, so the other end side of the secondary winding and the ground Is very small compared to the low-voltage capacitor C2 having a capacitance of several thousand pF connected between the two. Therefore, the influence of the low-voltage capacitor C2 is negligible on the resonance circuit. An inverter by controlling the switching circuit SW by a drive control circuit based on the voltage value detected by the voltage detection circuit with respect to the output voltage of the secondary winding divided by the divided voltage of the adjustment capacitor C1 and the low-voltage capacitor C2. The switching circuit SW is driven so that the output voltage of the secondary winding of the circuit transformer TF becomes a desired value.
次に、本発明のインバータ回路用トランスの第2の実施形態について、図7を参照して説明する。図7は、本実施形態のインバータ回路用トランス20の内部構造を説明するための分解斜視図である。
Next, a second embodiment of the inverter circuit transformer of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an exploded perspective view for explaining the internal structure of the
図7に示すように、本実施形態のインバータ回路用トランス20は、一次巻線21と二次巻線22と前記一次巻線21及び二次巻線22が巻回されるボビン23と該ボビン23に装着される一組のコア25,25とを備えるものである。具体的には、本実施形態のインバータ回路用トランス20は、一次巻線21と、該一次巻線21の磁束を受ける二次巻線22と、磁芯挿通孔23cを備え前記一次巻線21及び二次巻線22が巻回される巻き枠23a及び前記一次巻線21の端部21aと前記二次巻線22の端部22aとがそれぞれ接続される複数の接続端子24,24・・を備えるボビン23と、前記ボビン23の磁芯挿通孔23cに挿入される磁脚25aを備え前記一次巻線21と二次巻線22とを磁気結合する一組のコア25,25と、を有するものである。そして、前記二次巻線22が巻回されるボビン23の磁芯挿通孔23c内に前記二次巻線22との間で調整用容量を生じさせる電極26が配設されている。本実施形態のインバータ回路用トランス20が先の第1の実施形態のインバータ回路用トランス10と異なる点の第1は、前記コア25として図示省略したフッ素樹脂で表面が被覆されたMn−Zn系フェライトコアを用い、これにより前記実施形態で電極16との間に挿入した絶縁シート17を省略したものである。本実施形態のインバータ回路用トランス20が先の第1の実施形態のインバータ回路用トランス10と異なる点の第2は、前記電極26としての金属板が前記磁脚25aの外周面と前記巻き枠23aとの間隙に沿って屈曲されて、断面が略コ字状に形成されているものである。これにより、先の実施形態に比較してより大きな静電容量を得ることができる。その他の構成及び作用効果は先の第1の実施形態のインバータ回路用トランス10と同様であるため、説明を省略する。
As shown in FIG. 7, the
次に、本発明のインバータ回路用トランスの第3の実施形態について、図8〜図12を用いて説明する。図8は第3の実施形態のインバータ回路用トランス30の全体構造を説明するための外観斜視図である。図9は本実施形態のインバータ回路用トランス30の内部構造を示す上記図8のB−B線における縦断面図である。図10は、本実施形態のインバータ回路用トランス30の内部構造を説明するための分解斜視図である。図11は、本実施形態のインバータ回路用トランス30の等価回路図である。図12は、本実施形態のインバータ回路用トランス30を適用したインバータ回路の一例を示す回路図である。
Next, a third embodiment of the inverter circuit transformer of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is an external perspective view for explaining the overall structure of the
本実施形態のインバータ回路用トランス30は、複数の放電管を点灯させるための複数の二次巻線32,32を備えた所謂ツイン構造を有するものである。 図8及び図9に示すように、本実施形態のインバータ回路用トランス30は、一次巻線31と該一次巻線31を挟んでそれぞれ配設された一対の二次巻線32,32と前記一次巻線31及び二次巻線32,32が巻回されるボビン33と該ボビンに装着される一組のコア35,35とを備えるものである。具体的には、本実施形態のインバータ回路用トランス30は、一次巻線31と、該一次巻線31の磁束を受ける一対の二次巻線32、32と、磁芯挿通孔33cを備え前記一次巻線31及び一対の二次巻線32、32が巻回される巻き枠33a及び前記一次巻線31の端部31aと前記二次巻線32、32の端部32a、32aとがそれぞれ接続される複数の接続端子34,34・・を備えるボビン33と、該ボビン33の磁芯挿通孔33cに挿入される磁脚35aを備え前記一次巻線31と二次巻線32、32とを磁気結合する一組のコア35,35と、を有するものである。そして、前記二次巻線32、32が巻回されるボビン33の磁芯挿通孔33c内に前記二次巻線32、32との間で調整用容量を生じさせる電極36、36がそれぞれ配設されている。
The
次に、本実施形態のインバータ回路用トランス30について、図10を用いてより具体的に説明する。上記ボビン33は、巻き枠33aと、該巻き枠の一方及び他方の端部にそれぞれ設けられた基台33b、33bと、その間に設けられた2つの基台33b、33bとを有し、前記巻き枠33aの中心を貫通するように磁芯挿通孔33cが形成されている。前記巻き枠33aは、一次巻線31が巻回される領域と該領域を挟んで二次巻線32、32がそれぞれ巻回される領域とが鍔により分割されるとともに、前記二次巻線32、32が巻回される領域は、鍔によりさらに複数の領域に区画されている。上記ボビン33の一方及び他方の端部の基台33b、33bには、それぞれ複数の接続端子34,34が前記基台33bを垂直に貫通するように植設されている。また、中間に設けられた2つの基台33b、33bには、それぞれ接続端子34,34が一つずつ前記と同様に該基台33bを垂直に貫通するように植設されている。前記接続端子34,34は、下端側の端子部34aと、上端側の接続片34c、及びその中間の記基台33bに埋め込まれる植設部34bとで構成されている。上記一次巻線31は、上記ボビン33の巻き枠33aのうち、一次巻線31を巻回するための領域に巻回されるとともに、その端部31a,31aは、前記ボビン33の前記巻き枠33aの中間に2つ設けられた基台33b、33bに植設された接続端子34、34に前記絶縁被覆が剥離された状態でからげられ、半田等により前記接続端子34と導電接続されている。上記二次巻線32は、上記一次巻線31に比べて細い線径の絶縁被覆導線が用いられており、上記ボビン33の巻き枠33aのうち、二次巻線32を巻回するための区画された複数の領域に一端側から前記ボビン33の中間の鍔に向かって順次巻回されるとともに、その端部32a,32aは、前記ボビン33の端部の基台33bの下部に形成された図視省略した引き出し溝を介して前記基台33bの先端側に引き出され、該基台33bに植設された複数の接続端子34に前記絶縁被覆が剥離された状態でからげられ、半田等により前記接続端子34と導電接続されている。上記ボビン33の二次巻線32が巻回される領域の磁芯挿通孔33c内には、先の第2の実施形態と同様に、電極36として厚さ0.1mm程度の銅等の非磁性の金属板が前記磁脚35aの外周面と前記巻き枠33aとの間隙に沿って屈曲されて、断面が略コ字状に形成されて挿入されている。該金属板の一端側には引き出し片36aが設けられており、該引き出し片36aの先端は前記基台33bの端面に沿って折曲されるとともに、前記接続端子34の接続片34cが係合される切欠き36bが形成されている。上記一組のコア35,35はそれぞれ、Mn−Zn系フェライト等の磁性材料からなり、表面に図示省略したフッ素樹脂が被覆されて、平面視形状がE形に形成されている。該コア35は、中央に配置された磁脚35aとその両側に配置された一対の側磁脚35b、35bとがヨーク35cにより連結された構造を有する。中央に配置された磁脚35aの断面積は、両側に配置された側磁脚35b、35bの断面積の和に等しいように構成されている。そして前記一組のコア35,35は、前記ボビン33の磁芯挿通孔33cに前記中央に配置された磁脚35a,35aの先端がそれぞれ挿入され、前記磁脚35a,35a同士、及び両側に配置された側磁脚35b、35b同士が、それぞれ端面をつき合わせるように配設され、図視省略した接着剤、粘着テープやバネ性を有する固定金具等により前記ボビンに固定されている。
Next, the
次に、上記本実施形態のインバータ回路用トランス30を図11に示す等価回路を用いて説明する。すなわち、コア35の磁脚35aと平行してボビン33の巻き枠33aを介して二次巻線36、36とそれぞれ向き合う電極36、36の一端側が前記二次巻線32の一方の端部32aと接続端子34を介して導電接続されている。
Next, the
次に、本実施形態のインバータ回路用トランス30を用いたインバータ回路の一例を図12を用いて説明する。本実施形態のインバータ回路は、本実施形態のインバータ回路用トランスTFと、該トランスTFの一次巻線に接続された直流電源Vccと、該一次巻線に接続されたスイッチング回路SWと、前記トランスTFの一対の二次巻線のそれぞれ一端側に接続された冷陰極放電管CCFL1,CCFL2と、前記二次巻線のそれぞれ他端側に接続された電流検出回路と、前記二次巻線のそれぞれ他端側とグランドとの間に接続された抵抗R1,R2と、前記電流検出回路で得られた電流値に基づき前記スイッチング回路SWを制御する駆動制御回路とを有するものである。
Next, an example of an inverter circuit using the
上記インバータ回路の動作は次の通りである。直流電源Vccから入力された直流電圧を前記スイッチング回路SWで高周波電圧変換し、前記インバータ回路用トランスTFで昇圧させる。前記インバータ回路用トランスTFの二次側は2出力になるように前記二次巻線が2つあるが、それぞれの二次巻線で、それぞれのリーケージインダクタンスと、前記インバータ回路用トランスTFに内蔵されたそれぞれに対応する前記調整用コンデンサと前記放電管の周辺に生じる寄生容量や前記インバータ用トランスの二次巻線間の寄生容量と共振回路を構成し、冷陰極放電管CCFL1、CCFL2に高電圧を給電する。それぞれの二次巻線において、前記二次巻線の他端側に接続された電流検出回路と、前記二次巻線の他端側とグランドとの間に接続された抵抗R1、R2と、前記電流検出回路で得られた電流値に基づき前記スイッチング回路SWを制御する駆動制御回路により、冷陰極放電管CCFL1、CCFL2に流れる電流値が所望の値になるよう
にスイッチング回路SWを駆動する。
The operation of the inverter circuit is as follows. A DC voltage input from a DC power supply Vcc is converted into a high frequency voltage by the switching circuit SW and boosted by the inverter circuit transformer TF. There are two secondary windings so that the secondary side of the inverter circuit transformer TF has two outputs. Each secondary winding has a leakage inductance and is incorporated in the inverter circuit transformer TF. A resonant circuit is formed with the parasitic capacitance generated around the adjustment capacitor and the discharge tube corresponding to each of them and the parasitic capacitance between the secondary windings of the inverter transformer. Supply voltage. In each secondary winding, a current detection circuit connected to the other end of the secondary winding, resistors R1 and R2 connected between the other end of the secondary winding and the ground, The switching circuit SW is driven by the drive control circuit that controls the switching circuit SW based on the current value obtained by the current detection circuit so that the current value flowing through the cold cathode discharge tubes CCFL1 and CCFL2 becomes a desired value.
次に、本発明のインバータ回路用トランスの第4の実施形態について、図13及び図14を用いて説明する。図13は第4の実施形態のインバータ回路用トランス40の内部構造を示す縦断面図である。図14は、本実施形態のインバータ回路用トランス40の内部構造を説明するための分解斜視図である。
Next, a fourth embodiment of the inverter circuit transformer of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the
図13及び図14に示すように、本実施形態のインバータ回路用トランス40は、一次巻線41と二次巻線42と前記一次巻線41及び二次巻線42が巻回されるボビン43と該ボビン43に装着される一組のコア45,45とを備えるものである。具体的には、本実施形態のインバータ回路用トランス40は、一次巻線41と、該一次巻線41の磁束を受ける二次巻線42と、磁芯挿通孔43cを備え前記一次巻線41及び二次巻線42が巻回される巻き枠43a及び前記一次巻線41の端部41aと前記二次巻線42の端部42aとがそれぞれ接続される複数の接続端子44,44・・を備えるボビン43と、前記ボビン43の磁芯挿通孔43cに挿入される磁脚45aを備え前記一次巻線41と二次巻線42とを磁気結合する一組のコア45,45と、を有するものである。そして、前記二次巻線42が巻回されるボビン43の磁芯挿通孔43c内に前記二次巻線42との間で調整用容量を生じさせる電極46が配設されている。本実施形態のインバータ回路用トランス40が先の第1の実施形態のインバータ回路用トランス10と異なる点の第1は、前記コア45として図示省略したフッ素樹脂で表面が被覆されたMn−Zn系フェライトコアを用い、これにより前記実施形態で電極16との間に挿入した絶縁シート17を省略したものである。本実施形態のインバータ回路用トランス40が先の第1の実施形態のインバータ回路用トランス10と異なる点の第2は、前記電極46として前記コア45の磁脚45の表面から前記ヨーク45cの側面に亘って印刷により形成された導電膜が用いられている。このため、静電容量バラツキなく安定して生産することができる。また、本実施形態のインバータ回路用トランス40が先の第1の実施形態のインバータ回路用トランス10と異なる点の第3は、前記ボビン43の接続端子44が前記導電膜に接触するための接続片44cを備えるものである。これにより、該インバータ回路用トランス40の組み立てが容易である。その他の構成及び作用効果は先の第1の実施形態のインバータ回路用トランス10と同様であるため、説明を省略する。
As shown in FIGS. 13 and 14, the
尚、上記各実施形態において、一組のコアとしてE−E形を用いたが、これに限定するものではなく、E−I形、ロ−I形、U−U形、U−I形等であってもよく、本発明の作用効果上何等異なるものではない。 In the above embodiments, the EE type is used as a set of cores. However, the present invention is not limited to this, but the EI type, the Ro type, the UU type, the UI type, etc. However, there is no difference in the operational effects of the present invention.
本発明によれば、液晶TV等、バックライトを有する各種電子機器のインバータ回路用トランスとして好適である。 The present invention is suitable as a transformer for an inverter circuit of various electronic devices having a backlight such as a liquid crystal TV.
10:インバータ回路用トランス11:一次巻線11a:端部12:二次巻線12a:端部13:ボビン13a:巻き枠13b:基台13c:磁芯挿通孔14:接続端子14a:端子部14b:植設部14c:接続片15:コア15a:磁脚15b:側磁脚15c:ヨーク16:電極17:絶縁シート20:インバータ回路用トランス21:一次巻線21a:端部22:二次巻線22a:端部23:ボビン23a:巻き枠23b:基台23c:磁芯挿通孔24:接続端子24a:端子部24b:植設部24c:接続片25:コア25a:磁脚25b:側磁脚25c:ヨーク26:電極30:インバータ回路用トランス31:一次巻線31a:端部32:二次巻線32a:端部33:ボビン33a:巻き枠33b:基台33c:磁芯挿通孔34:接続端子34a:端子部34b:植設部34c:接続片35:コア35a:磁脚35b:側磁脚35c:ヨーク36:電極40:インバータ回路用トランス41:一次巻線41a:端部42:二次巻線42a:端部43:ボビン43a:巻き枠43b:基台43c:磁芯挿通孔44:接続端子44a:端子部44b:植設部44c:接続片45:コア45a:磁脚45b:側磁脚45c:ヨーク46:電極50:インバータ回路用トランス51:一次巻線51a:端部52:二次巻線52a:端部53:ボビン53a:巻き枠53b:基台53c:磁芯挿通孔54:接続端子54a:端子部54b:植設部54c:接続片55:コア55a:磁脚56:電極C1,C2:コンデンサCCFL:冷陰極放電管SW:スイッチング回路TF:トランスR、R1,R2:抵抗Vcc:電源 10: Transformer for inverter circuit 11: Primary winding 11a: End portion 12: Secondary winding 12a: End portion 13: Bobbin 13a: Winding frame 13b: Base 13c: Magnetic core insertion hole 14: Connection terminal 14a: Terminal portion 14b: implanted portion 14c: connection piece 15: core 15a: magnetic leg 15b: side magnetic leg 15c: yoke 16: electrode 17: insulating sheet 20: inverter circuit transformer 21: primary winding 21a: end 22: secondary Winding 22a: End 23: Bobbin 23a: Winding frame 23b: Base 23c: Magnetic core insertion hole 24: Connection terminal 24a: Terminal part 24b: Planting part 24c: Connection piece 25: Core 25a: Magnetic leg 25b: Side Magnetic leg 25c: Yoke 26: Electrode 30: Inverter circuit transformer 31: Primary winding 31a: End 32: Secondary winding 32a: End 33: Bobbin 33a: Winding frame 33b: Base 33c: Magnetic core insertion hole 34 Connection terminal 34a: Terminal part 34b: Planting part 34c: Connection piece 35: Core 35a: Magnetic leg 35b: Side magnetic leg 35c: Yoke 36: Electrode 40: Inverter circuit transformer 41: Primary winding 41a: End part 42: Secondary winding 42a: End 43: Bobbin 43a: Winding frame 43b: Base 43c: Magnetic core insertion hole 44: Connection terminal 44a: Terminal 44b: Planting part 44c: Connection piece 45: Core 45a: Magnetic leg 45b : Side magnetic leg 45c: Yoke 46: Electrode 50: Inverter circuit transformer 51: Primary winding 51a: End 52: Secondary winding 52a: End 53: Bobbin 53a: Winding frame 53b: Base 53c: Magnetic core Insertion hole 54: Connection terminal 54a: Terminal part 54b: Planting part 54c: Connection piece 55: Core 55a: Magnetic leg 56: Electrodes C1, C2: Capacitor CCFL: Cold cathode discharge tube SW: Switching circuit TF: To Nsu R, R1, R2: resistance Vcc: power source
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