JP2009182179A - インバータトランス - Google Patents

Abstract

【課題】 高電圧・高出力の多灯バックライト駆動用のインバータトランスとして適した、結合状態を安定させて出力電圧を対称とできるインバータトランスを提供する。
【解決手段】 中央に１次巻線用の磁性体コア、その１次巻線用コアの軸方向に平行に両側に同じ間隔を置いて配置された２つの２次巻線用磁性体コアが配置されて、３つの磁性体コアの一端側と他端側がそれぞれ磁性体で接続されて磁気回路が形成され、中央のコアに取り付けられたボビンに１次巻線が巻回され、両側の２つのコアに取り付けられたボビンにそれぞれ２つの２次巻線が巻回され、４つの２次巻線は同じ形状と巻数で構成されるとともに、１次巻線の軸に対して対称に配置されるとともに、当該軸に直角な方向に軸に対しても対称に配置される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶テレビなどのバックライトとして冷陰極蛍光管（CCFL）を点灯させる回路に用いられるインバータトランスに係るもので、大画面の液晶テレビなどで多数のCCFLを点灯させるために用いられる多灯用のインバータトランスの構造に関するものである。

52インチといった大画面の液晶テレビでは、多数の冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）を平面的に配置して点灯させる必要がある。そのために複数の直管のＣＣＦＬを並べてそれぞれインバータ回路を用いて点灯している。直管のCCFLをＵ字形管のＣＣＦＬに代えて用いる場合もある。このような多灯用のインバータトランスは2次側に複数の巻線を具えたトランスを用いることが多く、１入力に対して2出力あるいは４出力といったいわゆる２イン１あるいは４イン１といった構成が採用されることが多い。

４イン１タイプのインバータトランスとして図４に示したようなものが用いられており、これはＥ／Ｅ型コアの中央の脚部に1次巻線と2次巻線を直線的に配置したものである。中央に1次巻線41を配置し、その両側に2次巻線42a、42ｂを配置し、2次巻線42a、42ｂのそれぞれの両端をCCFL45a、45ｂの両端に接続している。それぞれの2次巻線の両端が逆相となるので、CCFLの両端に逆相の電圧が印加されて点灯される。

上記の構造のインバータトランスにおいては2次巻線は2つの高圧出力コイルが直列に接続された構造となり、その２つの高圧出力コイルの出力がCCFLに接続されることになる。この場合2つの高圧出力の間の均衡が得られて出力が安定することが望ましい。しかし、2次側の2つのコイルは1次巻線からの距離が異なるために結合状態が不安定となり、高圧出力端子間の電気的な中点がずれてしまい不均衡が生じてしまう。本来は2次側の巻回数が半分の位置が電気的な中点（低電位点）として安定することが望ましいが、ずれが生じることによって絶縁耐圧が不均衡となり、十分な耐圧が得られずに断線や発火といった危険が生じる原因となる。

また、両端をCCFLに接続するので低電位の中点端子を設けることができず、ランプ電流の検出ができないので管電流の制御が不可能となる問題もある。
特開２００７−０７３５９２号公報 特開２００７−２５８１０６号公報

本発明は、高電圧・高出力の多灯バックライト駆動用のインバータトランスとして適した、結合状態を安定させて出力電圧を対称とすることができるインバータトランスを提供するものである。また、1個のインバータトランスを用いて直管4本あるいはU字管2本を点灯させることができるようにして、部品点数を減らしてコストを削減するとともに、実装基板の面積を減らすことを可能とするものである。

本発明は、インバータトランスの2次巻線の配置などを改良することによって、上記の課題を解決するものである。すなわち、１次巻線と４つの２次巻線を具えてそれぞれの２次巻線の一端が負荷に接続されるインバータトランスにおいて、中央に１次巻線用の磁性体コア、その１次巻線用コアの軸方向に平行に両側に同じ間隔を置いて配置された２つの２次巻線用磁性体コアが配置されて、３つの磁性体コアの一端側と他端側がそれぞれ磁性体で接続されて磁気回路が形成され、中央のコアに取り付けられたボビンに１次巻線が巻回され、両側の２つのコアに取り付けられたボビンにそれぞれ２つの２次巻線が巻回され、４つの２次巻線は同じ形状と巻数で構成されるとともに、１次巻線の軸に対して対称に配置されるとともに、当該軸に直角な方向に軸に対しても対称に配置されていることに特徴を有するものである。

本発明によれば、以下の効果が得られる。
（１）1次／2次コイル（巻線）間の位置関係を一定に保つことができるので、リーゲージインダクタンスのばらつきを減少させることができる。
（２）1次コイルと両側に配置した2次コイルとの位置関係を対称にできるので、1次コイル／2次コイル間の結合も対称に（同一値）にすることができ、出力電圧にも対称性（同一値）が得られる。
（３）1個のトランスでＵ字管2本または擬似Ｕ字管（直管直列接続）を同時に点灯できるので部品点数の減少と回路の簡素化が可能となり、大幅にコストを削減できる。
（４）逆相トランスの2次側高圧コイルの低電位側端子を設けることができるので、管電流の検出が可能となって制御も容易となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。図１は、本発明の実施例を示す平面図である。フェライトのような磁性体のＥ型コアを2個対向させて８字形としたコア10を用いて、コアの脚部に巻線を施したボビンを嵌め込んでトランスを構成する。

中央のコアに１次巻線を配置するが、図のように２つの部分に分けて形成しても、全体を連続して巻回した１つのコイルとしてもよい。例えば0.3mm径の線材を50ターン程度として２つのボビンにそれぞれ巻回して構成する。

コアの両側の脚部にそれぞれボビンを嵌め込んで２次コイルを得る。それぞれの外側の脚部に形成されるコイルのボビンの形状とサイズは同一とし、またターン数も同じとする。
また、１次コイル（巻線）に対して対称となるように配置される。すなわち、ボビンの形状は１次巻線の軸に対しても対称となり、またそれぞれの片方のボビンについてもボビンが２つの巻回部に分割された構造となっており、中間部に対して対称となる形状となっている。４つに分けられたそれぞれのボビンには0.05mm径の線材が1000ターン程度巻回される。

上記の構造のコア、ボビンおよび巻線を採用することによって、１次コイル（巻線）に対して対称に２つずつ２次コイル（巻線）が配置されたことになる。４つの２次コイル（巻線）はすべて形状とターン数が同じで、かつ１次コイル（巻線）からの距離も同じとなる。２次コイル（巻線）のそれぞれの一端をCCFLに接続し、他端を接地して、２次側に発生する高電圧の出力によってCCFLを点灯する。

本発明によるインバータトランスをリーケージ構造とすることによってリーケージインダクタンスを得てこのリーケージインダクタンスをバラストインダクタンスに利用して複数のCCFL間のバランスを調整することもできる。コアの断面積を、中央の脚部の断面積をS、両側の脚部の断面積をS₁とするとき、S≧２・S₁となるようにすると、磁束の漏れが生じるのでリーケージ型とすることができる。

本発明によるインバータトランスを用いてCCFLを点灯する回路配置について図２、図３を参照して説明する。図２は本発明によるインバータトランスを用いて２本のU字形のCCFLを点灯する例を示したものである。片側の脚部の２つの２次巻線の高圧側をそれぞれU字管の両端に接続し、他端は接地する。リーケージインダクタンスを２次巻線とCCFLとの間に接続されたバラストインダクタンスとして用いる。２つの２次巻線の高圧端は逆相となるのでCCFLの両端に交互に高電圧が印加されて点灯を継続する。なお、U字管の両端にコンデンサを直列に接続し、中点を接地してこの点の電圧を検出することによって点灯状態の異常を検出することもできる。図３は、直管のCCFL２本を直列接続して擬似的にU字管としたもので、その他については図２の例と同様である。

本発明によるインバータトランスは上記の例に限られるものではなく、コアの構造、ボビンの構造および巻線の線材、ターン数などは任意に選択することができる。

本発明が、大画面液晶テレビのバックライトなど複数の放電管を同時に点灯させる装置全般に応用が可能である

本発明の実施例を示す平面図 本発明によるインバータトランスを利用例を示すCCFL点灯回路の回路図 本発明によるインバータトランスを利用例を示すCCFL点灯回路の回路図 従来のインバータトランスを示す平面図

符号の説明

11、41：１次コイル（巻線）
12、13、43：２次コイル（巻線）

Claims (3)

1. １次巻線と４つの２次巻線を具えてそれぞれの２次巻線の一端が負荷に接続されるインバータトランスにおいて、
   中央に１次巻線用の磁性体コア、その１次巻線用コアの軸方向に平行に両側に同じ間隔を置いて配置された２つの２次巻線用磁性体コアが配置されて、３つの磁性体コアの一端側と他端側がそれぞれ磁性体で接続されて磁気回路が形成され、
   中央のコアに取り付けられたボビンに１次巻線が巻回され、両側の２つのコアに取り付けられたボビンにそれぞれ２つの２次巻線が巻回され、
   ４つの２次巻線は同じ形状と巻数で構成されるとともに、１次巻線の軸に対して対称に配置されるとともに、当該軸に直角な方向に軸に対しても対称に配置されている
   ことを特徴とするインバータトランス。
2. １次巻線と４つの２次巻線を具えてそれぞれの２次巻線の一端が負荷に接続されるインバータトランスにおいて、
   中央に１次巻線用の磁性体コア、その１次巻線用コアの軸方向に平行に両側に同じ間隔を置いて配置された２つの２次巻線用磁性体コアが配置されて、３つの磁性体コアの一端側と他端側がそれぞれ磁性体で接続されて磁気回路が形成され、
   ４つの２次巻線は同じ形状と巻数で構成されるとともに、１次巻線の軸に対して対称に配置されるとともに、当該軸に直角な方向に軸に対しても対称に配置されて、それぞれの２次巻線が１次巻線と同じ結合状態とされた
   ことを特徴とするインバータトランス。
3. １次巻線用のコアの断面積をＳと２次巻線用のコアの断面積S₁との間にＳ≧２・Ｓ₁となるようしてリーケージ型とした請求項１または請求項２記載のインバータトランス。

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