JP2010056117A - Electromagnetic device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、高圧放電灯を点灯するランプ点灯装置等に用い、高圧パルス電圧を発生させる電磁装置に関する The present invention relates to an electromagnetic device that is used in a lamp lighting device for lighting a high-pressure discharge lamp and generates a high-voltage pulse voltage.
従来の電磁装置は、棒状のフェライトコアの側面に、絶縁部材の役目を果たすボビンを使用しないで、平角線がエッジワイズ巻きされた高電圧用の二次コイルを一層にして巻き、その上層に一次コイルが巻かれている。二次コイルは、巻き始めと巻き終わりの距離を離すことで低圧側と高圧側の絶縁距離を確保することで絶縁機能を向上させている。(例えば、特許文献1)
上記した特許文献1の技術は、2次コイルを1層で巻き、巻きはじめと巻き終わりの距離を離すことで低圧側と高圧側の絶縁距離を確保し絶縁機能を高めている。しかし高電圧、大電流に対応可能な平角線を用いたエッジワイズコイルは、その構造上価格が高くなるという課題があった。また、一般のマグネットワイヤーを用いて平角線と同規格を構成するには巻き回す線材が太くなり2次コイルのコイル長が長くなりコイルサイズが大きくなるという、問題があった。 The technique of Patent Document 1 described above increases the insulation function by securing the insulation distance between the low voltage side and the high voltage side by winding the secondary coil in one layer and separating the distance between the beginning and end of winding. However, the edgewise coil using a rectangular wire capable of handling a high voltage and a large current has a problem that its cost is high due to its structure. Further, in order to configure the same standard as a flat wire using a general magnet wire, there is a problem that the wire to be wound becomes thick, the coil length of the secondary coil becomes long, and the coil size becomes large.
この発明の目的は、マグネットワイヤを使用しながらエッジワイズコイルと同様な仕様のトランスで同様の大きさの電磁装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electromagnetic device of the same size with a transformer having the same specifications as an edgewise coil while using a magnet wire.
上記した課題を解決するために、この発明の電磁装置は、磁性体と、前記磁性体の側面に、断面が円形のマグネットワイヤーが複数層にわたり折り返し巻かれた高電圧発生用の二次コイルと、前記二次コイル自身の折り返し前後の高圧と低圧間の絶縁を図る絶縁体と、前記磁性体の側面に対向する位置に巻かれた一次コイルと、を具備し、前記マグネットワイヤーは、前記磁性体側面に対して複数本を並列接続したものであることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an electromagnetic device of the present invention includes a magnetic body, a secondary coil for generating a high voltage, in which a magnet wire having a circular cross section is wound over a plurality of layers on a side surface of the magnetic body, and An insulator that provides insulation between the high voltage and the low voltage before and after folding of the secondary coil itself, and a primary coil wound at a position facing a side surface of the magnetic body, and the magnet wire includes the magnetic wire A plurality of parallel connections are made on the side surface of the body.
また、電磁装置は、磁性体と、前記磁性体の側面に、左右対称にマグネットワイヤーが複数層にわたり折り返し巻かれた高電圧発生用の二次コイルと、前記二次コイル自身の折り返し前後の高圧と低圧間の絶縁を図る絶縁体と、前記磁性体の側面に対向する位置に巻かれた一次コイルと、を具備し、前記マグネットワイヤーは、前記磁性体側面に対して複数本を並列接続したものであることを特徴とする。 In addition, the electromagnetic device includes a magnetic body, a secondary coil for generating a high voltage in which a magnet wire is folded back and forth symmetrically on a side surface of the magnetic body, and a high voltage before and after the secondary coil is folded back. And a primary coil wound at a position facing the side surface of the magnetic body, and a plurality of the magnet wires are connected in parallel to the side surface of the magnetic body. It is characterized by being.
この発明によれば、断面が円形のマグネットワイヤーを使用して大きな電流が流せる小型の高圧放電灯を点灯するランプ点灯装置等の高圧パルス電圧を発生させるための電磁装置を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize an electromagnetic device for generating a high voltage pulse voltage such as a lamp lighting device for lighting a small high pressure discharge lamp that can flow a large current using a magnet wire having a circular cross section.
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1〜図8は、いずれもこの発明の電磁装置に関する一実施形態について説明するための、図1は断面図、図2は図1要部の断面図、図3は図1要部の斜視図、図4は図3要部の斜視図、図5は図1要部の斜視図、図6は図5の断面図、図7は図1要部の斜視図、図8は図1の回路図である。 1 to 8 all illustrate an embodiment of the electromagnetic device according to the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view, FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of FIG. 1, and FIG. 4 is a perspective view of the main part of FIG. 3, FIG. 5 is a perspective view of the main part of FIG. 1, FIG. 6 is a sectional view of FIG. 5, FIG. 7 is a perspective view of the main part of FIG. It is a circuit diagram.
先ず、図1において、11は、例えば103Ω/m以上の固有抵抗を有する円筒形状の磁性体であるフェライトコアである。このフェライトコア11には、エナメル銅線、ポリウレタン銅線、ポリエステルイミド銅線などのマグネットワイヤー12を用い、3層巻きして例えば45ターン巻回することで、二次コイルL2が形成される。この場合のフェライトコア11に巻回された状態のコイル長としては、15ターン巻きされた長さとほぼ同じである。
First, in FIG. 1, 11 is a ferrite core which is a cylindrical magnetic body having a specific resistance of, for example, 10 3 Ω / m or more. A
マグネットワイヤー12は、図2に示すように3本のマグネットワイヤー121〜123を横並びさせ、横並びにしたマグネットワイヤー121〜123を斜めにさせた状態で巻回する。マグネットワイヤー121〜123は、両端を接続することにより1本のマグネットワイヤーとして使用する。
As shown in FIG. 2, the
このようなマグネットワイヤー12の一端は、図3に示すようにフェライトコア11の一端から係合孔131が係合された絶縁性の位置決め手段としての役割を果たす支持リング13に一端が埋設された導電性の端子14に接合する。支持リング13には、図4にも示すように、係合孔131から外側に傾く傾斜部132が形成され、マグネットワイヤー12を斜めにさせた状態で巻回させるガイドの役目を果たす。
One end of such a
二次コイルL2の1層目L2aは、支持リング13の傾斜部132の傾斜に沿った状態で、フェライトコア11上を支持リング13から離れる方向に15ターンを密に直巻きする。
The first layer L <b> 2 a of the secondary coil L <b> 2
1層目L2aの巻回後には、図5、図6にも示す絶縁性のボビン15の連通孔151を積層する格好で挿入する。ボビン15の一端には、例えば3つの鍔152〜154が、他端には鍔154側に傾斜部155を備えた鍔156がそれぞれ一体形成される。ボビン15は、鍔152が支持リング13の傾斜部132まで挿入する。1層目L2aのマグネットワイヤー12に繋がれたマグネットワイヤー12は、ボビン15の傾斜部155に形成された切欠き157からボビン15の外側に導き出して傾斜部155に当て、傾斜に沿った状態でボビン15上を鍔154方向に15ターンを密に直巻きする。
After the winding of the first layer L2a, the
さらに、2層目L2bには、図7にも示す底161を有する絶縁性のボビン16の開口部162からボビン15の鍔156から挿入する。ボビン16の開口部162付近の外周には、鍔163が形成され、この鍔163には底161と反対方向に傾く傾斜部164が一体形成される。
Further, the second layer L2b is inserted from the
2層目L2bを形成するマグネットワイヤー12に繋がれたマグネットワイヤー12は、ボビン16に形成された切欠き165を通してボビン16の外側に導き出し傾斜部164に当て、傾斜に沿った状態でボビン16上を鍔163から離れる方向に15ターンを密に巻回して3層目L2cを形成する。
The
3層目L2cの巻き終わり部分のマグネットワイヤー12は、3本のマグネットワイヤー121〜123を電気的に接続した状態で図示しない端子を介して外部と接続可能とする。この巻き終わりに接続された端子は、巻き始めの低圧側の端子14に対し高圧であるが、位置が離れており充分な絶縁距離の確保ができるものである。
The
ボビン15の鍔152〜154それにボビン16の鍔163の高さは、3層目L2cが巻回された状態で、3層目L2cよりもやや高くなる程度の形状とする。また、鍔152と153の間と鍔153と154の間にそれぞれ形成された谷部1523と1534は、鍔152〜154の高さと同様の深さとする。
The heights of the
このように形成された二次コイルL2の外部は、例えば樹脂製の筐体17で覆い被せる。筐体17には絶縁性の充填剤18を充填し、筐体17内に構成される二次コイルL2の絶縁性を向上させている。
The outside of the secondary coil L2 formed in this manner is covered with a
フェライトコア11と筐体17を介して対向する位置には一次コイルL1が数ターン巻回される。一次コイルL1は、筐体17の外周に形成させた溝171に直巻きし、巻回後は溝171に硬化性の樹脂を充填することで、一次コイルL1が筐体17に確実に支持されるようにしている。
The primary coil L1 is wound several turns at a position facing the
ボビン15の鍔152〜154は、二次コイルL2の巻き始め部と2層目L2bから3層目L2cの折り返す中間部との沿面距離を確保する目的で形成している。
The
二次コイルL2と一次コイルL1がフェライトコア11を通して電磁的な結合がなされることで、図8に示す回路のトランスTが構成される。
The secondary coil L2 and the primary coil L1 are electromagnetically coupled through the
上記した構成により、マグネットワイヤー121〜123を合計した二次コイルL2の断面積は、平角線をエッジワイズ巻きした状態とほぼ同様となり、断面が円形のマグネットワイヤーを用いて高電圧や大電流に対応させる短長コイルを形成することが可能となる。また、巻き始めの低圧側と巻き終わりの高圧側の距離を離すことで、低圧側と高圧側の絶縁距離を確保でき絶縁機能を向上させ、二次コイルのコイル長を短く抑えながら高電圧、大電流の電磁装置を実現することができる。これは巻き線の電圧差が大きな部分に絶縁体であるボビン15とボビン16が組み合わさり絶縁を確保していることによる。
With the configuration described above, the cross-sectional area of the secondary coil L2 including the
なお、筐体17は、二次コイルL2と一次コイルL1の絶縁を確保するためのものであることから、単に絶縁テープを巻き付けた場合であっても同様の機能を果たすことが可能である。
Note that the
この実施形態は、安価な複数のマグネットワイヤーを並列接続した状態で使用することにより、平角線をエッジワイズ巻きした状態とほぼ同様の断面積を確保することが可能となる。また、並列接続の複数のマグネットワイヤーの二次コイルを折り返して巻き、折り返し前後の低圧部分と高圧部分の距離が近接する箇所には筒状の絶縁体を配置させることで、二次コイルの絶縁を確保しながら二次コイルのコイル長を短く抑えた高電圧、大電流の電磁装置の実現を図ることできる。 In this embodiment, by using a plurality of inexpensive magnet wires connected in parallel, it is possible to ensure a cross-sectional area substantially the same as a state in which a rectangular wire is wound edgewise. In addition, the secondary coil of a plurality of magnet wires connected in parallel is folded and wound, and a cylindrical insulator is disposed at a location where the distance between the low voltage part and the high voltage part before and after the folding is close, thereby insulating the secondary coil. It is possible to realize a high voltage, large current electromagnetic device in which the coil length of the secondary coil is kept short while ensuring the above.
さらに、並列接続された複数のマグネットワイヤーをフェライトコアに対して傾斜させる状態で巻回させたことにより、二次コイルの巻厚を抑えることができ、電磁装置の小型化にも寄与する。 Furthermore, the winding thickness of the secondary coil can be suppressed by winding the plurality of magnet wires connected in parallel in a state of being inclined with respect to the ferrite core, which contributes to miniaturization of the electromagnetic device.
図9は、この発明の電磁装置に関する一実施形態を、高圧放電ランプの点灯装置に適用した例について説明するための回路図である。 FIG. 9 is a circuit diagram for explaining an example in which one embodiment of the electromagnetic device of the present invention is applied to a lighting device for a high-pressure discharge lamp.
図9において、電源Vinは直流電圧を発生する。また、電源Vinは定電力を発生する。電源Vinは、例えば定電力制御チョッパ回路の出力平滑コンデンサ等によって構成する。 In FIG. 9, the power source Vin generates a DC voltage. The power source Vin generates constant power. The power source Vin is constituted by, for example, an output smoothing capacitor of a constant power control chopper circuit.
電源Vinの正極性出力端は電源ラインを介してMOS型トランジスタQ1,Q3の各ドレインに接続される。また、電源Vinの負極性出力端は基準電位ラインを介してMOS型トランジスタQ2,Q4の各ソースに接続される。トランジスタQ1のソースとトランジスタQ2のドレインとは相互に接続される。また、トランジスタQ3のソースとトランジスタQ4のドレインとは相互に接続される。 The positive output terminal of the power source Vin is connected to the drains of the MOS transistors Q1 and Q3 via the power source line. The negative output terminal of the power source Vin is connected to the sources of the MOS transistors Q2 and Q4 via a reference potential line. The source of the transistor Q1 and the drain of the transistor Q2 are connected to each other. Further, the source of the transistor Q3 and the drain of the transistor Q4 are connected to each other.
これらのトランジスタQ1〜Q4は、電源Vinからの直流電圧を交流電圧に変換するブリッジ型のDC/ACインバータを構成する。 These transistors Q1 to Q4 constitute a bridge type DC / AC inverter that converts a DC voltage from the power source Vin into an AC voltage.
トランジスタQ1のソースとトランジスタQ2のドレインとの第1の接続点P1は、一次コイルL1の一端、初段昇圧回路91およびコンデンサC1を含む第1の回路部を介して、トランジスタQ3のソースとトランジスタQ4のドレインとの第2の接続点P2に接続される。一次コイルL1の他端は初段昇圧回路91に接続される。また、第1の接続点P1と第2の接続点P2との間には、二次コイルL2およびランプLPとの第2の回路部が接続される。ランプLPとしては高圧放電灯が採用される。
The first connection point P1 between the source of the transistor Q1 and the drain of the transistor Q2 is connected to the source of the transistor Q3 and the transistor Q4 via a first circuit portion including one end of the primary coil L1, the first
ここで、図9のトランスTは、一次コイルL1、二次コイルL2、フェライトコア11からなる図1〜図8で説明した電磁装置に相当する。
Here, the transformer T in FIG. 9 corresponds to the electromagnetic device described with reference to FIGS. 1 to 8 including the primary coil L1, the secondary coil L2, and the
一次コイルL1の一端とコンデンサC1との間には初段昇圧回路91のコイルLaが接続される。また、一次コイルL1の他端は、放電ギャップGおよびコンデンサC2を直列接続にし、トランスLbの一端および一次コイルL1の他端に接続される。トランスLbの他端は図示極性のダイオードD1を介して放電ギャップGとコンデンサC2の接続点に接続される。コイルLa,Lbはトランスを構成する。
A coil La of the first
コンデンサC1は、振動波形形成および電流制限のために設けられる。また、一次コイルL1,二次コイルL2によって構成されるトランスTは、一次コイルL1を一次側とし、二次コイルL2を二次側とする。二次コイルL2の巻数は一次コイルL1の巻数のn倍(nは正数)に設定される。巻数比nとしては、例えば数倍から数百倍の値が設定される。 The capacitor C1 is provided for vibration waveform formation and current limitation. Moreover, the transformer T comprised by the primary coil L1 and the secondary coil L2 makes the primary coil L1 the primary side, and makes the secondary coil L2 the secondary side. The number of turns of the secondary coil L2 is set to n times (n is a positive number) the number of turns of the primary coil L1. As the turn ratio n, for example, a value of several times to several hundred times is set.
ランプ始動時、電源ラインに正極性出力を、基準電位ラインに負極性出力をそれぞれ供給させる電源Vinは、DC/ACインバータを構成するトランジスタQ1〜Q4に供給される。ランプLPの点灯開始時は、トランジスタQ1〜Q4の駆動周波数として第1の高い周波数を設定する。この第1の高い周波数の制御信号をトランジスタQ1〜Q4に与えて、オン・オフさせる。 At the time of starting the lamp, a power source Vin for supplying a positive output to the power supply line and a negative output to the reference potential line is supplied to the transistors Q1 to Q4 constituting the DC / AC inverter. At the start of lighting of the lamp LP, the first high frequency is set as the drive frequency of the transistors Q1 to Q4. This first high-frequency control signal is supplied to the transistors Q1 to Q4 to turn them on / off.
ブリッジ回路は、トランジスタQ1,Q4を同時にオン・オフ制御させ、トランジスタQ2,Q3を同時にオン・オフ制御させる。なお、短絡防止のために、短時間だけ、トランジスタQ1〜Q4が全てオフの状態が設定される。 The bridge circuit simultaneously controls on / off of the transistors Q1, Q4 and simultaneously controls on / off of the transistors Q2, Q3. In order to prevent a short circuit, the transistors Q1 to Q4 are all turned off for a short time.
トランジスタQ1,Q4がオンの場合には、電源Vinの正極性出力端から、トランジスタQ1、一次コイルL1、コイルLa、コンデンサC1およびトランジスタQ4を介して負極性出力端に電流が流れる。逆に、トランジスタQ2,Q3がオンの場合には、電源Vinの正極性出力端から、トランジスタQ3、コンデンサC1、コイルLa、一次コイルL1およびトランジスタQ2を介して負極性出力端に電流が流れる。 When the transistors Q1 and Q4 are on, a current flows from the positive output terminal of the power source Vin to the negative output terminal via the transistor Q1, the primary coil L1, the coil La, the capacitor C1, and the transistor Q4. On the contrary, when the transistors Q2 and Q3 are on, a current flows from the positive output terminal of the power source Vin to the negative output terminal via the transistor Q3, the capacitor C1, the coil La, the primary coil L1, and the transistor Q2.
トランジスタQ1,Q4がオンの場合には、一次コイルL1およびコイルLaを介してコンデンサC1が充電され、コンデンサC1の端子電圧が略電源Vinの電圧Vinまで上昇する。次に、一次コイルL1およびコイルLaに生じた逆起電力によって、コンデンサC1の端子電圧は、一次コイルL1,コイルLaに生じた電圧VL1+VLaが加算されて、Vin+VL1+VLaまで上昇する。次に、一次コイルL1,コイルLaとコンデンサC1との間において自由振動が発生し、コンデンサC1の端子電圧は極性を変えながら、所定値に収束する。トランジスタQ2,Q3がオンの場合にも、トランジスタQ1,Q4がオンの場合と同様の動作が行われる。 When the transistors Q1 and Q4 are on, the capacitor C1 is charged via the primary coil L1 and the coil La, and the terminal voltage of the capacitor C1 rises to the voltage Vin of the power source Vin. Next, due to the counter electromotive force generated in the primary coil L1 and the coil La, the voltage VL1 + VLa generated in the primary coil L1 and the coil La is added to the terminal voltage of the capacitor C1 and rises to Vin + VL1 + VLa. Next, free vibration occurs between the primary coil L1, the coil La, and the capacitor C1, and the terminal voltage of the capacitor C1 converges to a predetermined value while changing the polarity. Even when the transistors Q2 and Q3 are on, the same operation as when the transistors Q1 and Q4 are on is performed.
これにより、コイルLaに生じた電圧によって、コイルLbに巻数比に応じた電圧を発生させることができる。 Thereby, the voltage according to the turns ratio can be generated in the coil Lb by the voltage generated in the coil La.
コイルLbの電圧は、ダイオードD1によって整流されて、コンデンサC2に電荷が蓄積される。コンデンサC2は、トランジスタQ1,Q4とトランジスタQ2,Q3とがオン・オフしてブリッジ回路の導通路が切換わる、ブリッジ回路の極性反転動作毎に充電が繰り返される。これにより、コンデンサC2の端子電圧が次第に上昇する。コンデンサC2の端子電圧が放電ギャップGのギャップ電圧Vgまで上昇すると、放電ギャップGにおいて放電が発生し、コンデンサC2、放電ギャップGおよび一次コイルL1のループで電流が流れ、電磁誘導により二次コイルL2に十分大きなランプ始動電圧が発生する。二次コイルL2に発生する電圧がランプLPに印加される。 The voltage of the coil Lb is rectified by the diode D1, and charges are accumulated in the capacitor C2. The capacitor C2 is repeatedly charged every time the polarity inversion operation of the bridge circuit is performed in which the transistors Q1 and Q4 and the transistors Q2 and Q3 are turned on and off to switch the conduction path of the bridge circuit. As a result, the terminal voltage of the capacitor C2 gradually increases. When the terminal voltage of the capacitor C2 rises to the gap voltage Vg of the discharge gap G, a discharge occurs in the discharge gap G, a current flows through the loop of the capacitor C2, the discharge gap G, and the primary coil L1, and the secondary coil L2 is caused by electromagnetic induction. A sufficiently large lamp starting voltage is generated. A voltage generated in the secondary coil L2 is applied to the lamp LP.
また、ブリッジ回路の極性反転動作毎に一次コイルL1にも電圧が発生するので、一次コイルL1と二次コイルL2の巻数比に応じた電圧が二次コイルL2に発生し、ランプLPの両端に印加される。 Further, since a voltage is also generated in the primary coil L1 every time the polarity inversion operation of the bridge circuit is performed, a voltage corresponding to the turn ratio of the primary coil L1 and the secondary coil L2 is generated in the secondary coil L2, and is generated at both ends of the lamp LP. Applied.
このように、トランジスタQ1,Q4とトランジスタQ2,Q3とのオン・オフを第1の高い周波数で駆動することにより、初段昇圧回路91が昇圧動作を行い、コンデンサC2の端子電圧が上昇する。この昇圧動作はブリッジ回路の極性反転動作に同期して行われる。一例として数回から数万回の動作でコンデンサC2が放電ギャップ電圧Vgに到達して放電が行われる。
Thus, by driving on / off of the transistors Q1 and Q4 and the transistors Q2 and Q3 at the first high frequency, the first-
放電ギャップGが放電することでコンデンサC2電圧が一次コイルL1に印加され、トランスTの電磁誘導作用により二次コイルL2に高電圧が発生し、ランプLPに高電圧が印加される。 As the discharge gap G is discharged, the capacitor C2 voltage is applied to the primary coil L1, a high voltage is generated in the secondary coil L2 by the electromagnetic induction action of the transformer T, and a high voltage is applied to the lamp LP.
さらに、このような高電圧発生動作とは別の時間に、ブリッジ回路の極性反転動作毎に一次コイルL1に印加される電圧が、一次コイルL1と二次コイルL2との巻き数比に応じて二次コイルL2に電磁誘導される。これにより、ランプLP両端には比較的低い高電圧が発生する。 Further, the voltage applied to the primary coil L1 for each polarity reversal operation of the bridge circuit at a time different from such a high voltage generation operation depends on the turn ratio between the primary coil L1 and the secondary coil L2. It is electromagnetically induced in the secondary coil L2. As a result, a relatively low high voltage is generated across the lamp LP.
つまり、ブリッジ回路の極性反転動作毎に、二次コイルL2に比較的低い高電圧が発生してランプLPに印加可能であるとともに、数回から数万回の極性反転動作に同期して、二次コイルL2に高電圧が発生してランプLPに印加可能である。二次コイルL2に発生した低電圧によってランプLPが点灯すると、以後、第1の回路部に流れる電流は十分に小さくなって、二次コイルL2にはランプLPを点灯させる程の比較的大きな電圧が発生することはない。 That is, for each polarity reversal operation of the bridge circuit, a relatively low high voltage is generated in the secondary coil L2 and can be applied to the lamp LP, and in synchronization with the polarity reversal operation of several to tens of thousands of times, A high voltage is generated in the secondary coil L2 and can be applied to the lamp LP. When the lamp LP is lit by the low voltage generated in the secondary coil L2, thereafter, the current flowing through the first circuit section becomes sufficiently small, and the secondary coil L2 has a relatively large voltage enough to light the lamp LP. Will not occur.
また、二次コイルL2に発生した比較的低い高電圧ではランプLPが点灯しない場合でも、極性反転動作が繰り返されることによって二次コイルL2に高電圧が発生するので、これにより、ランプLPは確実に点灯する。ランプLPが点灯すると、以降二次コイルL2にはランプLPを点灯させる程の比較的大きな電圧が発生することはない。 Further, even when the lamp LP is not lit at a relatively low high voltage generated in the secondary coil L2, a high voltage is generated in the secondary coil L2 by repeating the polarity reversal operation. Lights up. When the lamp LP is turned on, a relatively large voltage is not generated in the secondary coil L2 so that the lamp LP is turned on thereafter.
このように、始動時においては、ブリッジ回路の極性反転動作時に一次コイルL1およびコイルLaとコンデンサC1との自由振動動作によりコンデンサC2に昇圧動作を発生させると同時にトランスTにも昇圧動作が発生する。そして、この自由振動時に、コイルLaに印加される電圧がコイルLaとLbの巻数比に応じた昇圧作用によりコイルLbに誘導される。その電圧がダイオードD1により整流されコンデンサC2に充電される。なお、上述したように、一次コイルL1とコイルLaとコンデンサC1の自由振動は次の極性反転までに収束し、電流は略ゼロとなる。 As described above, at the time of start-up, the boosting operation is generated in the transformer T at the same time as the boosting operation is generated in the capacitor C2 by the free vibration operation of the primary coil L1 and the coil La and the capacitor C1 during the polarity inversion operation of the bridge circuit. . During this free vibration, a voltage applied to the coil La is induced in the coil Lb by a boosting action according to the turns ratio of the coils La and Lb. The voltage is rectified by the diode D1 and charged in the capacitor C2. As described above, the free vibrations of the primary coil L1, the coil La, and the capacitor C1 converge until the next polarity inversion, and the current becomes substantially zero.
そして、ランプLPへの始動電圧は、ブリッジ回路の極性反転動作毎に発生可能な比較的低い高電圧と放電ギャップが放電する毎に発生可能な高圧電圧の2種類となる。これにより、ランプ温度が低い場合等のランプ始動が起こりやすい条件では低電圧での始動が可能となり、ランプの温度が高い場合等のランプ始動が起こりにくい条件では高電圧での始動が行われる。 The starting voltage to the lamp LP is of two types: a relatively low high voltage that can be generated every time the polarity inversion operation of the bridge circuit is performed, and a high voltage that can be generated each time the discharge gap is discharged. Thus, it is possible to start at a low voltage under conditions where the lamp start is likely to occur such as when the lamp temperature is low, and start at a high voltage under conditions where the lamp start is difficult to occur such as when the lamp temperature is high.
このような点灯回路の高圧を発生させるトランスTを構成する一次コイルL1、二次コイルL2として、マグネットワイヤーを用いながら平角線をエッジワイズ巻きした状態とほぼ同様のコイル長の短い高電圧、大電流に対応可能な電磁装置を使用することで、省スペース化と廉価な回路構成化に寄与する。 As the primary coil L1 and the secondary coil L2 constituting the transformer T that generates a high voltage of such a lighting circuit, a high voltage with a short coil length and a large voltage that are almost the same as the state in which a rectangular wire is wound edgewise while using a magnet wire are used. Using an electromagnetic device that can handle current contributes to space saving and low cost circuit configuration.
図10〜図12は、この発明の電磁装置に関する他の実施形態について説明するための、図10は断面図、図11(a)は図10要部の斜視図、図11(b)は図11(a)の側面図、図12は図10の回路図である。この実施形態は、1つの一次コイルに2つの二次コイルを形成するもので、上記した実施形態と同一の機能部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。 10 to 12 are diagrams for explaining another embodiment of the electromagnetic device according to the present invention. FIG. 10 is a sectional view, FIG. 11A is a perspective view of the main part of FIG. 10, and FIG. 11 (a) is a side view, and FIG. 12 is a circuit diagram of FIG. In this embodiment, two secondary coils are formed in one primary coil. The same functional parts as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図10において、フェライトコア11の中間部に支持リング13Aを装着し、この支持リング13Aの両側に第1および第2の二次コイルL21,L22を形成する。第1および第2の二次コイルL21,L22は、二次コイルL2のフェライトコア11と支持リング13Aを共通に使用しただけで他の構成は図1と同じである。支持リング13Aは、図11(a),(b)に示すように両側に傾斜部132を形成している。
In FIG. 10, a
すなわち、第1の二次コイルL21は、マグネットコイル12Aを端子141から巻き始め、フェライトコア11に15ターン直巻きして1層目L2aとする。1層目L2a上に図5のボビン15を嵌合させて、切欠き157を通して折り返しし、ボビン15面に15ターン巻回し2層目L2bとする。2層目L2bに図7のボビン16を嵌合させて、切欠き165を通して折り返しし、ボビン15の鍔154から遠ざかる方向のボビン16の外周面上に密に15ターン巻回し3層目L2cとする。
In other words, the first secondary coil L21 starts winding the
同じように、第2の二次コイルL22は、マグネットコイル12Bを端子142から巻き始め、フェライトコア11に15ターン直巻きして1層目L2aとする。1層目L2a上に図5のボビン15を嵌合させて、切欠き157を通して折り返しし、ボビン15面に15ターン巻回し2層目L2bとする。2層目L2bに図7のボビン16を嵌合させて、切欠き165を通して折り返しし、ボビン15の鍔154から遠ざかる方向のボビン16の外周面上に密に15ターン巻回し3層目L2cとする。
Similarly, the second secondary coil L22 starts winding the
フェライトコア11に支持リング13Aが取り付けられた付近と対向する筐体17の外周形成された溝171には一次コイルL1が直に数ターン巻回される。巻回後は溝171に硬化性の樹脂を充填することで、一次コイルL1が筐体17に確実に支持されるようにしている。
The primary coil L1 is wound directly around the
このように、第1および第2の二次コイルL21,L22と一次コイルL1がフェライトコア11を通して電磁的な結合がされることで、図8に示す等価回路のトランスTを実現することができる。
As described above, the first and second secondary coils L21 and L22 and the primary coil L1 are electromagnetically coupled through the
なお、支持リング13Aは第1および第2の二次コイルL21,L22兼用としたが、別部材であっても構わない。
The
この実施形態では、共通のフェライトコアで第1および第2の二次コイルを構成する電磁装置においても、安価な複数のマグネットワイヤーを並列接続した状態で使用することにより、平角線をエッジワイズ巻きした状態とほぼ同様の断面積を確保することが可能となる。また、並列接続の複数のマグネットワイヤーの二次コイルを折り返して巻き、折り返し前後の低圧部分と高圧部分の距離が近接する箇所には筒状の絶縁体を配置させることで、二次コイルの絶縁を確保しながら二次コイルのコイル長を短く抑えた高電圧、大電流の電磁装置の実現を図ることできる。 In this embodiment, even in the electromagnetic device that forms the first and second secondary coils with a common ferrite core, a rectangular wire is edgewise wound by using a plurality of inexpensive magnet wires connected in parallel. It is possible to ensure a cross-sectional area almost the same as that in the above state. In addition, the secondary coil of a plurality of magnet wires connected in parallel is folded and wound, and a cylindrical insulator is disposed at a location where the distance between the low voltage part and the high voltage part before and after the folding is close, thereby insulating the secondary coil. It is possible to realize a high voltage, large current electromagnetic device in which the coil length of the secondary coil is kept short while ensuring the above.
さらに、並列接続された複数のマグネットワイヤーをフェライトコアに対して傾斜させる状態で巻回させたことにより、二次コイルの巻厚を抑えることができ、電磁装置の小型化にも寄与する。 Furthermore, the winding thickness of the secondary coil can be suppressed by winding the plurality of magnet wires connected in parallel in a state of being inclined with respect to the ferrite core, which contributes to miniaturization of the electromagnetic device.
この実施形態は、安価な複数のマグネットワイヤーを並列接続した状態で使用することにより、平角線をエッジワイズ巻きした状態とほぼ同様の断面積を確保することが可能となる。また、並列接続の複数のマグネットワイヤーの二次コイルを折り返して巻き、折り返し前後の低圧部分と高圧部分の距離が近接する箇所には筒状の絶縁体を配置させることで、二次コイルの絶縁を確保しながら二次コイルのコイル長を短く抑えた高電圧、大電流の電磁装置の実現を図ることできる。 In this embodiment, by using a plurality of inexpensive magnet wires connected in parallel, it is possible to ensure a cross-sectional area substantially the same as a state in which a rectangular wire is wound edgewise. In addition, the secondary coil of a plurality of magnet wires connected in parallel is folded and wound, and a cylindrical insulator is disposed at a location where the distance between the low voltage part and the high voltage part before and after the folding is close, thereby insulating the secondary coil. It is possible to realize a high voltage, large current electromagnetic device in which the coil length of the secondary coil is kept short while ensuring the above.
さらに、並列接続された複数のマグネットワイヤーをフェライトコアに対して傾斜させる状態で巻回させたことにより、二次コイルの巻厚を抑えることができ、電磁装置の小型化にも寄与する。 Furthermore, the winding thickness of the secondary coil can be suppressed by winding the plurality of magnet wires connected in parallel in a state of being inclined with respect to the ferrite core, which contributes to miniaturization of the electromagnetic device.
図13は、図10〜図12で説明したこの発明の電磁装置を、高圧放電ランプの点灯装置に適用した例について説明するための、図9に相当する回路図である。この回路図は、ランプLPと第2の接続点P2との間に、一次コイルL1とフェライトコア11を共通とする第2の二次コイルL22を形成した点が異なるだけであり、ここではこの異なる点について説明する。
FIG. 13 is a circuit diagram corresponding to FIG. 9 for explaining an example in which the electromagnetic device of the present invention described in FIGS. 10 to 12 is applied to a lighting device for a high pressure discharge lamp. This circuit diagram is different only in that a second secondary coil L22 having the primary coil L1 and the
この適用例に使用されるトランスTの第1および第2の二次コイルL21とL22の巻き数は同じにしてある。そして第1の二次コイルL21の高電圧側のコイル端はランプLPの一端に、第2の二次コイルL22の高電圧側のコイル端はランプLPの他端に接続される。 The number of turns of the first and second secondary coils L21 and L22 of the transformer T used in this application example is the same. The coil end on the high voltage side of the first secondary coil L21 is connected to one end of the lamp LP, and the coil end on the high voltage side of the second secondary coil L22 is connected to the other end of the lamp LP.
この構成の場合、トランスTの第1の二次コイルL21のコイル端と第2の二次コイルL22のコイル端に発生し、ランプLPの両端に印加される電圧は、正と負の極性を有する。ランプLPの印加電圧は、第1の二次コイルL21と第2の二次コイルL22にそれぞれ発生した電圧が加算(減算)された値となる。このため、上記した一実施形態の第1の二次コイルL21の巻き数で発生させた電圧と同じランプLPに印加したとすれば、この実施形態では第1の二次コイルL21の巻き数を半分とし、これと同じ巻き数の第2の二次コイルL22とすればよいことになる。 In this configuration, the voltage generated at the coil end of the first secondary coil L21 and the coil end of the second secondary coil L22 of the transformer T and applied to both ends of the lamp LP has positive and negative polarities. Have. The voltage applied to the lamp LP is a value obtained by adding (subtracting) the voltages generated in the first secondary coil L21 and the second secondary coil L22, respectively. For this reason, if it is applied to the same lamp LP as the voltage generated by the number of turns of the first secondary coil L21 of the above-described embodiment, the number of turns of the first secondary coil L21 is set in this embodiment. The second secondary coil L22 having the same number of turns as the half may be used.
このような点灯回路の高圧を発生させるトランスTを構成する一次コイルL1、第1および第2の二次コイルL21,L22として、この発明の電磁装置を使用することにより、省スペース化とコストダウンの向上に寄与することができる。 By using the electromagnetic device of the present invention as the primary coil L1 and the first and second secondary coils L21 and L22 constituting the transformer T that generates a high voltage of such a lighting circuit, space saving and cost reduction are achieved. It can contribute to improvement.
この発明は、上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、複数本のマグネットワイヤーは、それぞれの被覆を共通化し、一体構造としても構わない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, a plurality of magnet wires may have a single structure by sharing their respective coatings.
11 フェライトコア
12,121〜123,12A,12B マグネットワイヤー
13,13A 支持リング
132,155,164 傾斜部
14,141,142 端子
15,16 ボビン
152〜154 鍔
157,165 切欠き
1412 谷部
17 筐体
171 溝
18
L1 一次コイル
L2 二次コイル
L21 第1の二次コイル
L22 第2の二次コイル
L2a 1層目
L2b 2層目
L2c 3層目
11
L1 Primary coil L2 Secondary coil L21 First secondary coil L22 Second secondary coil L2a First layer L2b Second layer L2c Third layer
Claims (7)
前記磁性体の側面に、断面が円形のマグネットワイヤーが複数層にわたり折り返し巻かれた高電圧発生用の二次コイルと、
前記二次コイル自身の折り返し前後の高圧と低圧間の絶縁を図る絶縁体と、
前記磁性体の側面に対向する位置に巻かれた一次コイルと、を具備し、
前記マグネットワイヤーは、前記磁性体側面に対して複数本を並列接続したものであることを特徴とする電磁装置。 Magnetic material,
On the side surface of the magnetic body, a secondary coil for generating a high voltage in which a magnet wire having a circular cross section is folded over a plurality of layers, and
An insulator for insulation between the high voltage and the low voltage before and after folding of the secondary coil itself;
A primary coil wound at a position facing the side surface of the magnetic body,
The electromagnetic apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the magnet wires are connected in parallel to the side surface of the magnetic body.
前記磁性体の側面に、左右対称にマグネットワイヤーが複数層にわたり折り返し巻かれた高電圧発生用の二次コイルと、
前記二次コイル自身の折り返し前後の高圧と低圧間の絶縁を図る絶縁体と、
前記磁性体の側面に対向する位置に巻かれた一次コイルと、を具備し、
前記マグネットワイヤーは、前記磁性体側面に対して複数本を並列接続したものであることを特徴とする電磁装置。 Magnetic material,
On the side surface of the magnetic body, a secondary coil for generating a high voltage in which magnet wires are folded back and forth symmetrically in multiple layers,
An insulator for insulation between the high voltage and the low voltage before and after folding of the secondary coil itself;
A primary coil wound at a position facing the side surface of the magnetic body,
The electromagnetic apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the magnet wires are connected in parallel to the side surface of the magnetic body.
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