JPH0648653B2

JPH0648653B2 - フライバックトランス

Info

Publication number: JPH0648653B2
Application number: JP1083753A
Authority: JP
Inventors: 俊二小野寺; 慎一伊藤
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1989-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1994-06-22
Anticipated expiration: 2009-06-22
Also published as: KR930005134B1; JPH02262310A; KR900015521A; US5060128A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はフライバックトランスに係り、特に、ＴＶ（テ
レビジョン）受像器や陰極線管ディスプレイ装置等の、
陰極線管のアノードに高電圧を供給する為のフライバッ
クトランスに関する。

〔従来の技術〕

ＴＶ受像機やディスプレイ端末装置の一種である陰極線
管（以下“ＣＲＴ”とも記載する）は、その動作に際し
てかなり高い陽極電圧を必要とするので、ＣＲＴが用い
られる各種の装置には、通常フライバックパルスを昇
圧，整流するためのフライバックトランスが装備されて
いる。

ところで、ＣＲＴが用いられている機器の中で、最近の
カラーＴＶ受像機は、ＡＶ対応機種の普及や、文字多重
放送への対応，画面の大型化等が要求されている。又、
ディスプレイ端末装置においては、大画面化，高精細化
が要求され、高品位化が日増しに求められつつあり、そ
れにつれて、カラーＴＶ受像機（ＣＲＴ）の画質に大き
な影響を与えるフライバックトランスについても、高圧
出力電圧が高くて高圧出力電流が大きく、しかも高圧負
荷変動やリンギング，不要輻射等が限りなく小さいこと
が要求されるようになり、且つ汎用のＴＶ受像機にも採
用可能とするために、安価に構成することも重要な条件
の１つになっている。

ここで、従来のフライバックトランスについて、第４図
以降を参照しながら説明する。第４図は従来の代表的な
積層巻き方式のフライバックトランスの構造断面図、第
５図はその回路図である。両図において、１はコア、1a
はコアの脚部、２は低圧コイルボビン、３は低圧コイ
ル、４は高圧コイルボビン、５は高圧コイル、６は複数
層から成る層間絶縁材（以下「層間紙」とも記す）、７
は端子、８はダイオード、９はケース、１１はコイルユ
ニット、１３は絶縁樹脂である。低圧コイル部３のコイ
ルはコア１を中心とした円筒状に配設され、その外周
に、整列巻きしたソレノイド状コイルから成る高圧コイ
ル部５が低圧側より積層配置され、各コイルの間に層間
紙６が隙間なく敷き詰められ、更に各コイルの極性が同
位相となるように１個ずつのダイオード８で接続して構
成されている。

〔本発明が解決しようとする課題〕

叙上の如き積層巻き方式のフライバックトランスにおい
ては、高圧コイル５をソレノイド状コイルの巻線区分と
層間紙６とを交互に同心円状に配置するため、外周側に
ゆくに従って巻線区分の内径が大きくなり、１次巻線
（低圧コイル３）との磁気的結合が次第に疎になるの
で、リーケージインダクタンスが増加して共振周波数が
低下してしまう。そのため、各々巻線区分をダイオード
８で直列に接続した２次巻線（高圧コイル５）の共振周
波数が低下して高圧レギュレーションの悪化をもたらし
てしまう。

一般に、例えばＴＶ受像機用フライバックトランスの１
次巻数はコアの磁気的飽和及び鉄損等により制約を受
け、約 100Ｔ(Turn)前後である。従って、例えば３０ｋ
Ｖの高圧出力を得るには、高圧（２次）コイルの巻数は
約3000Ｔとなる。また、層間紙６には絶縁耐力を保つた
め、厚さ 100μｍのポリエステルフィルムが６層巻回さ
れ、これにより高圧コイル５は６層の巻線区分より成る
ことになる。１層の巻線区分の巻数が 530Ｔで６層の巻
線区分より成る高圧コイルの各層と、１次巻線との絶縁
樹脂充填前のリーケージ（漏れ）インダクタンス及び共
振周波数を第１表に示す。

第１表から明らかなように、外周側にゆくに従ってリー
ケージインダクタンスが増加し、共振周波数が低下して
いる。なお、“ind.”はインダクタンスの略である。

外周側に巻回される巻線区分の共振周波数の低下を回避
するため、外周側にゆくに従って巻線区分のコイル巻数
を減ずる方法もあるが、この方法では高圧コイルの巻数
が少なくなって必要十分な高圧出力が得られなくなる。
この方法で高圧コイルの巻数を一定にするには、外周側
の巻線区分で巻数を減らす代りに、その分内周側の巻線
区分で巻数を増やさないといけないが、この方法では内
周側の巻線区分の共振周波数が低下してしまって効果が
少なく、しかもコイルガ長くなってしまうという欠点が
ある。

そこで、巻線区分の１層当りの巻数を増加し、巻線区分
の層数を減らす方法が考えられるが、これは巻線区分の
周波数が低下し、それにつれて高圧コイルの周波数が低
下するという欠点があり、逆効果となる。また、巻線区
分の１層当りの巻数を減じて層数を増し、各々の巻線区
分をダイオードで直列に接続する方法も考えられる。こ
れは共振周波数が高くなる長所はあるが、外周側にくる
巻線区分の内径が大きくなって共振周波数がかなり低下
し、高圧コイル全体の共振周波数の上昇分が少なくて効
果が小さい。また、ダイオードや層間紙が増え、ダイオ
ードによる整流ロスも増加するという欠点がある。

一方、実開昭62−104416号公報や、実開昭62−104417号
公報には、第６図及び第７図に夫々示すようなフライバ
ックトランスが提案されている。これは、各巻線区分5
a，5bをダイオード８で直列に加算整流すべく構成され
た高圧コイルユニット12ａ，12ｂを、コア１の脚方向に
２段に配置して高圧コイルとしたものである。このフラ
イバックトランスはコイル長が２倍になり、且つ上記高
圧コイルユニット12ａ，12ｂ間の絶縁を確保するために
フライバックトランスの寸法が長くなり、コア１の脚長
も長くなる。ところで、最近のＴＶ，モニタ受像機は、
ＣＲＴ画面サイズの割に筺体が小さくなっており、フラ
イバックトランスが長くなるとＣＲＴのネック部につい
ている回路基板等に接触（衝突）する等の問題が発生し
易くなり、取付け作業も困難となってしまう。また、コ
ア１の脚長が長くなると、コア脚の反りの発生及び脚の
機械強度の低下，重量増加及び工程歩留りの悪化によ
り、製造コストが上がるという弊害がある。

一例として、現在画面サイズ２０inchクラスのＴＶに搭
載されているフライバックトランスは、高圧コイル長が
３６mm，コア窓脚部長さは５０mmであるが、上記第６図
又は第７図の構造にすると、高圧コイル長が約８０mm，
コア窓脚部の長さは９４mmと、大略２倍の大きさになっ
てしまう。コア直径は１５mm，材質はフェライトである
が、このタイプのコアは、コア窓脚部寸法が７０mmを越
えると生産歩留りが悪くなることが経験的に知られてい
る。一方、フライバックトランスを短くするために高圧
コイルユニット長を短くする場合、コイル（ユニット）
長をＷ，リーケージインダクタンスをＬ_ｌとすると、小柴典居著，産報出版「パラストランスと応用回路」よ
り、Ｌ_ｌ∝１／Ｗなので、リーケージインダクタンスは
コイル長に反比例して増える。

一例として、高圧コイルの巻線区分の巻数が 400ターン
で巻線のピッチを変えてコイル長を変えた場合の共振周
波数を第２表に示す。コイル長が短くなると、共振周波
数が低下することがこの第２表より明らかである。共振
周波数が低下すると、高圧レギュレーションは悪化す
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記諸問題点を解消するために、本発明のフライバック
トランスは、コアの周りに低圧コイルを巻回、低圧コイ
ルの外周に高圧コイルを複数層分割巻回し、分割巻回さ
れた高圧コイルの各巻線区分をダイオードを介して直列
接続すると共に夫々層間絶縁材を交互に配置し、かかる
低圧コイルと高圧コイルを１組としたコイルユニットを
複数個形成してなり、各コイルユニットを構成する各低
圧コイルは並列に接続し、且つ各高圧コイルは高圧出力
が加算整流されるようにダイオードを介して直列接続
し、更に、複数のコイルユニットを夫々構成している各
高圧コイルのうち最低電位の高圧コイルの巻始め側の巻
線区分の入力側に抵抗とインダクタンス素子より成る並
列回路を接続し、最低電位以外の高圧コイルの最内周巻
線区分の低電位側と上記並例回路との間にコンデンサを
接続して構成したものである。

〔作用〕

フライバックトランスを２つ以上のコイルユニットに分
割構成することにより、コア長及びフライバックトラン
ス長を長くすることなく、高圧コイルの各巻線区分の巻
回内径を小さくすることができ、各巻線区分と１次巻線
の結合が密になり、共振周波数が高くなり、高圧レギュ
レーションが良くなる。また、第１のコイルユニットの
高圧コイルの最も入力側の巻線区分の入力側にダイオー
ドを接続することにより、一層高い周波数に共振させる
ことができる。更に、抵抗とインダクタンス素子による
並例回路或いはコンデンサを単独使用又は併用すること
により、リンギングを除去することができる。

〔実施例〕

第１図等を参照しながら、本発明のフライバックトラン
スの一実施例について説明する。第１図及び第２図は本
発明のフライバックトランス１０の夫々基本構成を示す
構造断面図，及び周辺の回路をも含んだ回路図である。
この図において、第４図以降に示した従来例と同一構成
要素には同一符号を付して、その詳細な説明を省略す
る。両図において、1aはコア１の一方の脚、1bはコア１
の他方の脚、2a，2bは夫々脚1a，1bに嵌挿（嵌装）する
低圧コイルボビンである。3a，3bは夫々低圧コイルボビ
ン2a，2bに巻回される１次巻線（「コイル」とも記
す）、4a，4bは夫々低圧コイルボビン2a，2bに嵌装され
る高圧コイルボビン、5a，5bは高圧コイルボビン4a，4b
は夫々巻回される高圧コイル５のうちの各巻線区分、6
a，6bは高圧コイル５の各巻線区分5a，5bを夫々絶縁す
る層間絶縁材、7a，7bは夫々高圧コイルボビン4a，4bに
植設された端子で、各端子7a，7bには高圧コイル５の各
巻線区分5a，5bの巻始め及び巻終りが夫々巻回される。

これらの端子7a，7bにカソード側が夫々接続されるダイ
オード8a，8bは、高圧コイル５の各巻線区分5a，5bに発
生する電圧が互いに同位相になるように直列に接続され
る。11ａ，11ｂは上記各部品で夫々構成される第１，第
２のコイルユニットである。第２のコイルユニット11ｂ
は、コア１の他方の脚1bに嵌合され、第１のコイルユニ
ット11ａの１次巻線3aは、第２のコイルユニット11ｂの
１次巻線3bと並列に接続される。第１のコイルユニット
11ａの高圧コイル５は、ダイオード8cを介して第２のコ
イルユニット11ｂの高圧コイル５と直列に接続される。
第１及び第２のコイルユニット11ａ，11ｂは同一構成で
ある必要はなく、低圧コイルの巻数，取出す電圧の種
類，高圧コイルの巻数や層数等が異なってもよい。９は
各コイルユニット11ａ，11ｂを覆うケースであり、各ケ
ース９の内側にはエポキシ樹脂等の絶縁樹脂１３が充填
され、各部品を電気的に絶縁している。

第２図に示すように、１次巻線3a，3bの高圧側（巻終り
側）は端子ｐ_１を介して水平出力回路２０に接続されて
いる。この水平出力回路２０は NPN型の水平出力トラン
ジスタＱ_１，ダンパダイオードＤ_１，共振コンデンサＣ
_１，偏向ヨーク（図示せず）の水平コイルＬ_１，Ｓ字補
正コンデンサＣ_２等から成っており、トランジスタＱ_１
のコレクタは１次巻線3a，3bの高圧側の端子ｐ_１に接続
され、エミッタは接地されており、ベースは発振回路２
１に接続されてそこから基本パルスが印加されている。
また、１次巻線3a，3bの低圧側（巻始め側）は、ＤＣ
（直流）電圧印加用のＤＣ電源Ｅに接続されてＤＣ電圧
を印加されており、各コイルユニット11ａ，11ｂの１次
巻線3aと3bとは端子ｐ_１，ｐ_２間に並例に接続されてい
る。

高圧コイル５の各巻線区分5a及び5bは、第１図示の如く
夫々層間絶縁材6a及び6bを介して複数個（任意数）隣接
配置され、且つ各巻線区分5a及び5bに発生する電圧が互
いに同位相になるように、第２図示の如く複数のダイオ
ード8a，8bを１個ずつ介して直列に接続されて高圧コイ
ル５が形成されている。更に、これら第１，第２のコイ
ルユニット11ａ，11ｂの高圧コイル５は、ダイオード8c
を介して直列に接続されており、その出力側はダイオー
ド8dを介してＣＲＴ１７に接続されている。

かかる構成の本発明のフライバックトランスを第４図及
び第５図に示した従来例と比較してみるに、従来のフラ
イバックトランスではコア１の一方の脚１ａにのみコイ
ルユニット１１が配置されているのに対し、本発明のフ
ライバックトランス１０では複数のコイルユニット11
ａ，11ｂがコア１の両脚1a，1bに配置されている。前記
第１表から明らかなように、高圧コイル５の各巻線区分
は外周側（コア１から遠ざかる）ほどコイル内径が大き
くなるので１次コイルとの結合が疎になり、リーケージ
インダクタンスが大きくなって共振周波数が低下する。
そこで、本発明のフライバックトランスでは、第１図示
及ひ前述の通り高圧コイル５を２つに分割し、夫々をダ
イオード8cで直列に接続することにより、最外周側の巻
線区分の内径を小さくでき、これにより共振周波数の低
下を軽減している。具体的には、例えば第４図及び第１
の構成（高圧コイル５が夫々６層及び３層ずつ）側で
は、共振周波数は夫々720kHz，835kHzであった。その高
圧及び高圧レギュレーション対帰線期間特性を第８図
(A),(B) に示す。即ち、本発明のように構成することに
より、共振周波数は約１６％上昇し、高圧レギュレーシ
ョンは約３６％と大幅に改善された。この場合、両構成
例とも高圧コイル５の最入力側（最内周，即ち巻始め）
の巻線区分5a₁ の入力側に、リンギング防止用の抵抗
（8.2kΩ）とインダクタンス素子（2.7mＨ）の並列回路
を、例えば後述する第３図(B) のように、直列に接続し
て測定している。

次に、本発明にフライバックトランスの具体的実施例に
ついて、第３図を参照しながら説明する。第３図 (A)〜
(G) は本発明トランスの夫々第１乃至第７実施例の具体
的回路図であり、これらの図において、第１図に示した
基本構成と同一構成要素には同一符号を付して、その詳
細な説明を省略する。

第３図(A) の第１実施例は、高圧コイル５の最入力側の
巻線区分5a₁ の入力側に、ダイオード8eを順方向に接続
した点が、第２図の基本構成に追加されている。かかる
構成により、巻線区分5a₁ をアース（電圧０Ｖ）より交
流的に浮かすことができ、高圧コイル５を一層高次に共
振させる（共振周波数を高くする）ことができるように
なる。

同図(B) の第２実施例は、第１のコイルユニット11ａの
高圧コイル５の最入力側の巻線区分5a₁ の入力側に、抵
抗Ｒ₂（例えば8.2kΩ）とインダクタンク素子Ｌ₂（例え
ば2.7mＨ）とより成る並列回路を直列に接続して構成
し、これにより高圧コイル誘導波形のリンギングを低減
している。

第３図(C) の第３実施例は、第２実施例の回路に、更に
コンデンサＣ₃（例えば470pF）を、図示の如く、第１及
び第２のコイルユニット11ａ及び11ｂの最入力側の巻線
区分5a₁ 及び5b₁ の入力側同士を結んで付加したもので
ある。これにより、第１のコイルユニット11ａの高圧コ
イル５ａのリンギングのみならず、第２のコイルユニッ
ト11ｂの高圧コイル５ｂのリンギングをも低減できる。

また、第３図(D) の第４実施例は、第３実施例の回路
に、更に抵抗Ｒ₃（例えば8.2kΩ）とインダクタンス素
子Ｌ₃（例えば2.7mＨ）の並列回路を、図示の如く、第
２のコイルユニット11ｂの最入力側の巻線区分5b₁ とダ
イオード8cの間に接続して構成している。これにより第
１，第２のコイルユニット11ａ，11ｂに生じるリンギン
グを充分減衰することができる。なお、同図(D) ではコ
ンデンサＣ_３の一端は抵抗Ｒ_２とインダクタンス素子Ｌ
_２の並列回路のアース側に接続されているが、この並列
回路の他端でも構わない。

次に、同図(E) 図示の第５実施例は、上記第４実施例の
回路から、抵抗Ｒ_２とインダクタンス素子Ｌ_２とより成
る並例回路を省略して、回路の若干の簡素化を図ったも
のである。また、同図(F) の第６実施例は、上記第５実
施例の回路の第１のコイルユニット11ａの高圧コイル５
の最入力側の巻線区分5a₁ とコンデンサＣ_３の接続点の
間にダイオード8eを順方向に接続したものである。

最後に、同図(G) に示した第７実施例は、コンデンサＣ
_４，抵抗Ｒ_４等（巻線区分5a₁ も含む）より成る第１の
リンギング除去手段１８と、コンデンサＣ_５，抵抗Ｒ_５
等（巻線区分5b₁ も含む）より成る第２のリンギング除
去手段１９とを備え、これらを図示の如く接続して構成
している。第１のコイルユニット11ａのリンギング電流
は、第１のリンギング除去手段１８の巻線区分5a₁ と、
この巻線区分5a₁ と１次コイル3a間の分布容量（図示せ
ず）と、１次コイル3a自体と、この１次コイル3aとアー
ス間に接続される電解コンデンサ（図示せず）と、抵抗
Ｒ_４及びコンデンサＣ_４を通って流れ、かかる閉回路の
直流抵抗分で消費されて熱となり、第１のコイルユニッ
ト11ａの高圧コイルの各巻線区分5aにはリンギングは発
生しない。

同様に、第２のコイルユニット11ｂのリンギング電流
は、第２のリンギング除去手段１９の巻線区分5b₁ と、
この巻線区分5b₁ と１次コイル3b間の分布容量（図示せ
ず）と、１次コイル3b自体と、この１次コイル3bとアー
ス間に接続される電解コンデンサ（図示せず）と、コン
デンサＣ_３と抵抗Ｒ_５及びコンデンサＣ_５を通って流
れ、かかる閉回路の直流抵抗分で消費されて熱となり、
第２のコイルユニット11ｂの高圧コイルの各巻線区分5b
にもリンギングは発生しない。

本発明のフライバックトランスは、上記いずれの実施例
においても高圧コイル５の最外周の内径を従来のものよ
り小さくできるので、層間絶縁材6a，6bや高圧コイル巻
回用電線（コイル線）の量を減らすことができる。又、
各コイルユニット11ａ，11ｂの高圧コイル５の層数を少
なくできるので、（コア１の周りに）同様な張力で巻装
しても層間絶縁材6a，6b及び電線に対する全体的な押圧
力が減少し、層間絶縁材と電極との間隔が確保されて、
絶縁樹脂１３を含浸性が良くなり、製造時の作業がし易
くなるので、信頼性の高いフライバックトランスを安価
に生産できるようになる。また、コイルユニットを２つ
以上コア１の各脚に夫々嵌装するので放熱性が良くな
り、温度上昇が押えられ、その結果フライバックトラン
スから取出せる電力も大きくなる。また、第８図(A),
(B) に夫々示すように、高圧特性及び高圧レギュレーシ
ョン特性も従来例より改善されている。

なお、高圧コイル５の各巻線区分をダイオードで夫々直
列に接続する場合、必ずしも内周側の巻線区分から順に
接続する必要はないが、内周側の巻線区分より順に接続
した方が、隣接する各巻線区分間の電位差が小さくなる
ので有利である。

〔効果〕

本発明のフライバックトランスは上記のように構成した
ので、高圧コイルの層数やダイオードの使用本数を増加
したりコイルやフェライトコアの長さを長くしたりする
ことなく高次共振させることができ、高圧レギュレーシ
ョンの良いフライバックトランスを実現でき、また、層
間絶縁材や高圧コイル電線の使用量が少なくて作業性や
信頼性が高く、しかも温度上昇が少なくて取出し電力の
大きいフライバックトランスを、比較的安価に実現でき
る。更に、コイルユニット11ａの高圧コイル５ａの最入
力（巻始め）側の巻線区分5a₁ の入力側に抵抗Ｒ_２とイ
ンダクタンス素子Ｌ_２より成る並列回路を接続し、コイ
ルユニット11ｂの高圧コイル５ｂの最内周巻線区分5b₁
の低電位側と上記並列回路との間にコンデンサＣ_３を接
続しているので、かかる構成を有しない従来例｛例えば
特公昭58-50107号公報，特開昭52-17722号公報，特開昭
60-9367号公報，特開昭60-100881号公報等｝を仮に組合
せたとしても到底奏し得ない効果、即ち、フライバック
トランスを低圧コイルと高圧コイルを１組とした複数の
コイルユニットで形成した場合でも、全てのコイルユニ
ットにおける高圧コイル５のリンギングを低減できると
いう優れた特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明のフライバックトランスの基
本構成を示す夫々構造断面図，及び周辺の回路をも含ん
だ回路図、第３図 (A)〜(G) は本発明トランスの夫々第
１乃至第７実施例の回路図、第４図及び第５図は従来の
代表的な積層巻き方式のフライバックトランスの夫々構
造断面図及び回路図、第６図及び第７図は従来のフライ
バックトランスの夫々構造断面図及び回路図、第８図
(A),(B) は本発明及び従来例の夫々高圧，高圧レギュレ
ーション対帰線期間特性の比較測定図である。１……コア、1a，1b……コアの脚、2a，2b……低圧コイ
ルボビン、３……低圧コイル、3a，3b……１次巻線、4
a，4b……高圧コイルボビン、５……高圧コイル、5a，5
b……巻線区分、6a，6b……層間絶縁材、7a，7b……端
子、8a〜8e……ダイオード、９……ケース、１０……フ
ライバックトランス、11ａ，11ｂ……コイルユニット、
１３……絶縁樹脂、１７……ＣＲＴ、１８，１９……リ
ンギング除去手段、２０……水平出力回路、Ｃ_１〜Ｃ_５
……コンデンサ、Ｄ_１……ダンパダイオード、Ｅ……Ｄ
Ｃ電源、Ｌ_１……水平コイル、Ｑ_１……水平出力トラン
ジスタ、Ｒ_２〜Ｒ_５……抵抗。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コアの周りに低圧コイルが巻回され、該低
圧コイルの外周に高圧コイルが複数層分割巻回され、該
分割巻回された高圧コイルの各巻線区分を，ダイオード
を介して直列接続すると共に夫々層間絶縁材と交互に配
置してなる積層巻線構造とされたフライバックトランス
であって、上記低圧コイルと高圧コイルを１組としたコイルユニッ
トを複数個形成してなり、各コイルユニットを構成する
各低圧コイルは並列に接続し、且つ各高圧コイルは高圧
出力が加算整流されるようにダイオードを介して直列接
続し、更に、該複数のコイルユニットを夫々構成している各高
圧コイルのうち最低電位の高圧コイルの巻始め側の巻線
区分の入力側に抵抗とインダクタンス素子より成る並列
回路を接続し、上記最低電位の高圧コイル以外の高圧コ
イルの最内周巻線区分の低電位側と上記並列回路との間
にコンデンサを接続したことを特徴とするフライバック
トランス。