JP3553440B2 - インバータトランス - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置の背面を照明する冷陰極放電管等（以下、放電灯という）を点灯させるインバータに係り、特に二つの二次巻線を有するインバータトランスの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインバータトランスは、インバータ回路ユニットに組み込まれて動作したときの磁性体コアの電位が高く、数百ボルト程度になっていた。このため、インバータトランスをプリント基板に実装したときトランスの下にプリント基板の配線パターンがあると、この配線パターンとコアとの間で放電が起こり、インバータトランスとしての機能が損なわれたり、放電による火花が原因で火災が発生する等のおそれがあった。そこで、高電圧を出力するインバータ回路ユニット用のプリント基板の場合、インバータトランス下の部分を避けて配線パターンを形成するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
インバータ回路ユニットにおいて、インバータトランスはプリント基板上の比較的広い面積を占める。ところが、トランス取付部分を避けて配線パターンを形成することにより、プリント基板上の配線可能なスペースが大きく減ることになる。このため、プリント基板の幅を拡大したり、あるいはスルーホールによってプリント基板の裏面に配線パターンを設けるなどしているが、その結果、プリント基板が大型化したり、コスト高になるという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によるインバータトランスは、一つの一次巻線30と、一次巻線30にほぼ同一の結合度で電磁結合する二つの二次巻線40ａ、40ｂと、脚51、52、53を有し突き合わされて閉磁路を形成する一対のコア50、60とを備え、脚51を幅狭の細長い形状とし、脚52及び脚53を脚51の長手方向に沿って配置して脚51の一側面に対向させ、一次巻線30の中心に脚51を挿入し、各二次巻線40ａ、40ｂの中心にそれぞれ脚52、脚53を挿入するとともに、二つの二次巻線40ａ、40ｂの巻線方向を互いに逆方向とした構成を特徴とする。
【０００５】
【実施例】
図１〜図４は本発明のインバータトランスの一実施例を示すものである。１０、２０は横に並べて配置された絶縁性のボビンである。図４から明らかなように、一つのボビン１０に対向して二つのボビン２０が取付けてある。ボビン１０には一側面に複数の端子１８を取付けてあり、二つのボビン２０の一側面には複数の端子２８、２９が取付けてある。端子２８はプリント基板接続用、短い端子２９は二次巻線４０のリード線接続用であり、一本ずつの端子２８、２９がボビン２０の内部で一体的に繋がっている。
【０００６】
ボビン１０には低圧側の一次巻線３０を巻回し、そのリード線は端子１８に接続してある。二つのボビン２０には、それぞれ高圧側の二次巻線４０ａ、４０ｂを巻回し、リード線を短い方の端子２９に接続してある。二つの二次巻線４０ａ、４０ｂは巻数が同じで、かつ一次巻線３０から等距離にあり、同じ結合度で一次巻線３０にそれぞれ電磁結合している。図５は各巻線と端子の輪郭のみを示す平面図で、二次巻線４０ａ、４０ｂの巻回方向を矢印で示してある。この図から明らかなように、二次巻線４０ａ、４０ｂは、それぞれ、ボビンに対する巻回方向が逆方向となっている。
【０００７】
５０、６０は磁性体からなる一対のコアである。図６に示すように下側のコア５０には、上方に突出した幅狭で細長い形状の脚５１と、円柱状の脚５２、５３と、細長い突起５４が形成してある。二つの脚５２、５３は突起５４を介して細長い脚５１の一側面に対向し、脚５１の長手方向に沿って位置している。脚５１と脚５２、５３との間に設けた細長い突起５４は、脚５１、５２、５３よりも背が低くなされている。脚５１は一次側のボビン１０の巻軸の孔に挿入され、脚５２、５３はそれぞれ異なる二次側のボビン２０の巻軸の孔に挿入されている。
【０００８】
コア５０には、二次巻線４０ａ、４０ｂの中心にそれぞれ挿入される脚５２と脚５３の間の位置に切欠部５５を設けてある。また、コア６０にも、この切欠部５５に対向する位置に切欠部６５を形成してある。これらの切欠部５５、６５を設けることによって、二つの二次巻線４０ａ、４０ｂ間の電磁結合が弱まり、脚５２及び脚５３を通る磁束の干渉が防止される。周りに凹凸を有する平板形のコア６０が、脚５１、５２、５３の部分でコア５０に突き合わされて閉磁路を形成している。
【０００９】
二つのボビン１０、２０は、コア５０とコア６０に挟まれ、互いに接着したコア５０、６０によって固定されている。コア５０の突起５４は、図４から明らかなように二つの二次巻線４０ａ、４０ｂと一次巻線３０との間に位置しており、一次巻線３０と二次巻線４０ａ、４０ｂ間の電磁結合を弱める作用をする。なお、突起５４は必ずしも形成しなくてもよい。また、脚５２、５３は上側のコア６０側に設けてもよく、あるいは両方のコア５０、６０に設けてもよい。
【００１０】
以上の説明及び図４から明らかなように、このインバータトランスは、コア５０の脚５１の中央と二つの脚５２、５３の中間点を通るＢ−Ｂ線を境にして、コア５０、６０の形やボビン１０、２０の位置、二次巻線４０ａ、４０ｂの配置とその巻き方向などが線対称の関係にある。
【００１１】
図７は、図１〜４に示したインバータトランスＴを使用して２本の放電灯１、２を同時に点灯する場合のインバータ回路の例である。７０は前述の説明では省略したが、例えばボビン１０に一次巻線３０と共に巻回され、リード線が端子１８に接続される帰還巻線である。また、Ｑ１ 、Ｑ２ はプッシュプル接続されたスイッチングトランジスタ、Ｒはバイアス抵抗、ＣＣ は一次巻線３０に並列に接続された共振コンデンサであり、一次巻線３０の中間タップはチョークコイルＬを介して図示しない入力電源に接続される。一端を接地した二次巻線４０ａの他端は放電灯１に直列接続してあり、放電灯１の他端は接地される。また、一端を接地した二次巻線４０ｂの他端は放電灯２に直列接続してあり、放電灯２の他端は接地してある。
【００１２】
前述の図５において、たとえば二次巻線４０ａは端子２８ａ１ 側から巻き始めて巻き終わりを端子２８ａ２ 側とし、二次巻線４０ｂは端子２８ｂ１ 側から巻き始めて巻き終わりを端子２８ｂ２ 側とされる。このインバータトランスを図７のインバータ回路に組み込んだとき、端子２８ａ１ と端子２８ｂ１ は、それぞれ接続点Ｐ１ 、接続点Ｐ２ に相当し、端子２８ａ２ と端子２８ｂ２ は共に接続点Ｐ３ に相当する。
【００１３】
インバータ回路の動作時には、コア５０の脚５１及びコア６０、脚５３を通る第１の磁束と、コア５０の脚５１及びコア６０、脚５２を通る第２の磁束が発生する。第１の磁束と第２の磁束は同じ向きになるが、二次巻線４０ａ、４０ｂは巻数が同じで巻き方向が異なるため、各々の二次巻線４０ａ、４０ｂから出力される電圧、すなわち接続点Ｐ１ 及び接続点Ｐ２ における電位は、それぞれ大きさが同一で逆の極性となる。一方、二次巻線４０ａ、４０ｂの中点である接続点Ｐ３ は零電位となる。
【００１４】
このインバータトランスは前述のように二次巻線４０ａ、４０ｂの巻き方向を含めて、トランスの中心線であるＢ−Ｂ線を境にして全く対称に作られている。したがって、二次巻線４０ａとコア５０、６０との間、および二次巻線４０ｂとコア５０、６０との間における絶縁抵抗や分布容量等は等しくなる。このため、コア５０、６０の電位は、二次巻線４０ａ、４０ｂの中点の電位と等しい零電位となる。
【００１５】
図７のインバータ回路ではインバータトランスを２出力として使用し２本の放電灯を点灯するようにしたが、このインバータトランスを図８に示すように倍電圧の１出力型として使用することもできる。すなわち、インバータトランスＴの二次巻線４０ａ及び二次巻線４０ｂの一端をそれぞれ接地するとともに、二次巻線４０ａ及び二次巻線４０ｂの接地してない方の端部をそれぞれ放電灯１の両端に直列接続して、２倍の電圧で１本の放電灯１を点灯するものである。なお、インバータトランスＴの一次側は図７の回路と同一の構成である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、コアが零電位になるので、プリント基板の配線パターンをトランスの下となる部分に形成しても、コアと配線パターンとの間で放電が発生するおそれがない。したがって、プリント基板の幅や面積を一層小さくできるばかりでなく、信頼性の高いインバータトランスが得られる。また、コアが零電位になることで、トランス周辺の電子部品への悪影響が低減される効果もある。さらに、１個のインバータトランスで二つの放電灯を点灯したとき、各放電灯の駆動周波数が同一で同期がとれ、ちらつきを生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインバータトランスの一実施例を示す正面図
【図２】同インバータトランスの平面図
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図
【図４】同インバータトランスの上側のコアを除いて示す平面図
【図５】同インバータトランスの要部の構成を示す平面図
【図６】コアの分解斜視図
【図７】放電灯点灯回路の一例を示す回路図
【図８】放電灯点灯回路の他の例を示す回路図
【符号の説明】
１０、２０ ボビン
３０ 一次巻線
４０ 二次巻線
５０、６０ コア
５５、６５ 切欠部
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置の背面を照明する冷陰極放電管等（以下、放電灯という）を点灯させるインバータに係り、特に二つの二次巻線を有するインバータトランスの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインバータトランスは、インバータ回路ユニットに組み込まれて動作したときの磁性体コアの電位が高く、数百ボルト程度になっていた。このため、インバータトランスをプリント基板に実装したときトランスの下にプリント基板の配線パターンがあると、この配線パターンとコアとの間で放電が起こり、インバータトランスとしての機能が損なわれたり、放電による火花が原因で火災が発生する等のおそれがあった。そこで、高電圧を出力するインバータ回路ユニット用のプリント基板の場合、インバータトランス下の部分を避けて配線パターンを形成するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
インバータ回路ユニットにおいて、インバータトランスはプリント基板上の比較的広い面積を占める。ところが、トランス取付部分を避けて配線パターンを形成することにより、プリント基板上の配線可能なスペースが大きく減ることになる。このため、プリント基板の幅を拡大したり、あるいはスルーホールによってプリント基板の裏面に配線パターンを設けるなどしているが、その結果、プリント基板が大型化したり、コスト高になるという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によるインバータトランスは、一つの一次巻線30と、一次巻線30にほぼ同一の結合度で電磁結合する二つの二次巻線40ａ、40ｂと、脚51、52、53を有し突き合わされて閉磁路を形成する一対のコア50、60とを備え、脚51を幅狭の細長い形状とし、脚52及び脚53を脚51の長手方向に沿って配置して脚51の一側面に対向させ、一次巻線30の中心に脚51を挿入し、各二次巻線40ａ、40ｂの中心にそれぞれ脚52、脚53を挿入するとともに、二つの二次巻線40ａ、40ｂの巻線方向を互いに逆方向とした構成を特徴とする。
【０００５】
【実施例】
図１〜図４は本発明のインバータトランスの一実施例を示すものである。１０、２０は横に並べて配置された絶縁性のボビンである。図４から明らかなように、一つのボビン１０に対向して二つのボビン２０が取付けてある。ボビン１０には一側面に複数の端子１８を取付けてあり、二つのボビン２０の一側面には複数の端子２８、２９が取付けてある。端子２８はプリント基板接続用、短い端子２９は二次巻線４０のリード線接続用であり、一本ずつの端子２８、２９がボビン２０の内部で一体的に繋がっている。
【０００６】
ボビン１０には低圧側の一次巻線３０を巻回し、そのリード線は端子１８に接続してある。二つのボビン２０には、それぞれ高圧側の二次巻線４０ａ、４０ｂを巻回し、リード線を短い方の端子２９に接続してある。二つの二次巻線４０ａ、４０ｂは巻数が同じで、かつ一次巻線３０から等距離にあり、同じ結合度で一次巻線３０にそれぞれ電磁結合している。図５は各巻線と端子の輪郭のみを示す平面図で、二次巻線４０ａ、４０ｂの巻回方向を矢印で示してある。この図から明らかなように、二次巻線４０ａ、４０ｂは、それぞれ、ボビンに対する巻回方向が逆方向となっている。
【０００７】
５０、６０は磁性体からなる一対のコアである。図６に示すように下側のコア５０には、上方に突出した幅狭で細長い形状の脚５１と、円柱状の脚５２、５３と、細長い突起５４が形成してある。二つの脚５２、５３は突起５４を介して細長い脚５１の一側面に対向し、脚５１の長手方向に沿って位置している。脚５１と脚５２、５３との間に設けた細長い突起５４は、脚５１、５２、５３よりも背が低くなされている。脚５１は一次側のボビン１０の巻軸の孔に挿入され、脚５２、５３はそれぞれ異なる二次側のボビン２０の巻軸の孔に挿入されている。
【０００８】
コア５０には、二次巻線４０ａ、４０ｂの中心にそれぞれ挿入される脚５２と脚５３の間の位置に切欠部５５を設けてある。また、コア６０にも、この切欠部５５に対向する位置に切欠部６５を形成してある。これらの切欠部５５、６５を設けることによって、二つの二次巻線４０ａ、４０ｂ間の電磁結合が弱まり、脚５２及び脚５３を通る磁束の干渉が防止される。周りに凹凸を有する平板形のコア６０が、脚５１、５２、５３の部分でコア５０に突き合わされて閉磁路を形成している。
【０００９】
二つのボビン１０、２０は、コア５０とコア６０に挟まれ、互いに接着したコア５０、６０によって固定されている。コア５０の突起５４は、図４から明らかなように二つの二次巻線４０ａ、４０ｂと一次巻線３０との間に位置しており、一次巻線３０と二次巻線４０ａ、４０ｂ間の電磁結合を弱める作用をする。なお、突起５４は必ずしも形成しなくてもよい。また、脚５２、５３は上側のコア６０側に設けてもよく、あるいは両方のコア５０、６０に設けてもよい。
【００１０】
以上の説明及び図４から明らかなように、このインバータトランスは、コア５０の脚５１の中央と二つの脚５２、５３の中間点を通るＢ−Ｂ線を境にして、コア５０、６０の形やボビン１０、２０の位置、二次巻線４０ａ、４０ｂの配置とその巻き方向などが線対称の関係にある。
【００１１】
図７は、図１〜４に示したインバータトランスＴを使用して２本の放電灯１、２を同時に点灯する場合のインバータ回路の例である。７０は前述の説明では省略したが、例えばボビン１０に一次巻線３０と共に巻回され、リード線が端子１８に接続される帰還巻線である。また、Ｑ１ 、Ｑ２ はプッシュプル接続されたスイッチングトランジスタ、Ｒはバイアス抵抗、ＣＣ は一次巻線３０に並列に接続された共振コンデンサであり、一次巻線３０の中間タップはチョークコイルＬを介して図示しない入力電源に接続される。一端を接地した二次巻線４０ａの他端は放電灯１に直列接続してあり、放電灯１の他端は接地される。また、一端を接地した二次巻線４０ｂの他端は放電灯２に直列接続してあり、放電灯２の他端は接地してある。
【００１２】
前述の図５において、たとえば二次巻線４０ａは端子２８ａ１ 側から巻き始めて巻き終わりを端子２８ａ２ 側とし、二次巻線４０ｂは端子２８ｂ１ 側から巻き始めて巻き終わりを端子２８ｂ２ 側とされる。このインバータトランスを図７のインバータ回路に組み込んだとき、端子２８ａ１ と端子２８ｂ１ は、それぞれ接続点Ｐ１ 、接続点Ｐ２ に相当し、端子２８ａ２ と端子２８ｂ２ は共に接続点Ｐ３ に相当する。
【００１３】
インバータ回路の動作時には、コア５０の脚５１及びコア６０、脚５３を通る第１の磁束と、コア５０の脚５１及びコア６０、脚５２を通る第２の磁束が発生する。第１の磁束と第２の磁束は同じ向きになるが、二次巻線４０ａ、４０ｂは巻数が同じで巻き方向が異なるため、各々の二次巻線４０ａ、４０ｂから出力される電圧、すなわち接続点Ｐ１ 及び接続点Ｐ２ における電位は、それぞれ大きさが同一で逆の極性となる。一方、二次巻線４０ａ、４０ｂの中点である接続点Ｐ３ は零電位となる。
【００１４】
このインバータトランスは前述のように二次巻線４０ａ、４０ｂの巻き方向を含めて、トランスの中心線であるＢ−Ｂ線を境にして全く対称に作られている。したがって、二次巻線４０ａとコア５０、６０との間、および二次巻線４０ｂとコア５０、６０との間における絶縁抵抗や分布容量等は等しくなる。このため、コア５０、６０の電位は、二次巻線４０ａ、４０ｂの中点の電位と等しい零電位となる。
【００１５】
図７のインバータ回路ではインバータトランスを２出力として使用し２本の放電灯を点灯するようにしたが、このインバータトランスを図８に示すように倍電圧の１出力型として使用することもできる。すなわち、インバータトランスＴの二次巻線４０ａ及び二次巻線４０ｂの一端をそれぞれ接地するとともに、二次巻線４０ａ及び二次巻線４０ｂの接地してない方の端部をそれぞれ放電灯１の両端に直列接続して、２倍の電圧で１本の放電灯１を点灯するものである。なお、インバータトランスＴの一次側は図７の回路と同一の構成である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、コアが零電位になるので、プリント基板の配線パターンをトランスの下となる部分に形成しても、コアと配線パターンとの間で放電が発生するおそれがない。したがって、プリント基板の幅や面積を一層小さくできるばかりでなく、信頼性の高いインバータトランスが得られる。また、コアが零電位になることで、トランス周辺の電子部品への悪影響が低減される効果もある。さらに、１個のインバータトランスで二つの放電灯を点灯したとき、各放電灯の駆動周波数が同一で同期がとれ、ちらつきを生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインバータトランスの一実施例を示す正面図
【図２】同インバータトランスの平面図
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図
【図４】同インバータトランスの上側のコアを除いて示す平面図
【図５】同インバータトランスの要部の構成を示す平面図
【図６】コアの分解斜視図
【図７】放電灯点灯回路の一例を示す回路図
【図８】放電灯点灯回路の他の例を示す回路図
【符号の説明】
１０、２０ ボビン
３０ 一次巻線
４０ 二次巻線
５０、６０ コア
５５、６５ 切欠部
Claims (2)
- 一つの一次巻線と、該一次巻線にほぼ同一の結合度で電磁結合する二つの二次巻線と、第１、第２、第３の脚を有し突き合わされて閉磁路を形成する一対のコアとを備え、第１の脚を幅狭の細長い形状とし、第２の脚及び第３の脚を第１の脚の長手方向に沿って配置して第１の脚の一側面に対向させ、一次巻線の中心に第１の脚を挿入し、各二次巻線の中心にそれぞれ第２の脚、第３の脚を挿入するとともに、二つの二次巻線の巻線方向を互いに逆方向としたことを特徴とするインバータトランス。
- 第２の脚と第３の脚との間に位置する切欠部を両方のコアに形成した請求項１のインバータトランス。
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|---|---|---|---|
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| CNB001355309A CN1227680C (zh) | 1999-11-01 | 2000-11-01 | 逆变变压器和使用该逆变变压器的放电灯点火电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32976399A JP3553440B2 (ja) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | インバータトランス |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=18225009
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP32976399A Expired - Fee Related JP3553440B2 (ja) | 1999-11-01 | 1999-11-19 | インバータトランス |
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| JP2007149599A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 放電管点灯装置 |
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1999
- 1999-11-19 JP JP32976399A patent/JP3553440B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2001148318A (ja) | 2001-05-29 |
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