JPH06503448A - High voltage transformer for television receivers - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 テレビジョン受信機用高圧トランス 本発明は、請求項1の上位概念に記載の高圧トランスから出発している。この形 式のトランスは、西独国特許出願公開第3514308号公報によって公知であ る。この形式のトランスは、25kVのオーダにあるテレビジ目ン受信機に対す る高圧を発生する。[Detailed description of the invention] High voltage transformer for television receivers The invention starts from a high-voltage transformer according to the preamble of claim 1. this shape A transformer of the type is known from West German Patent Application No. 3514308. Ru. This type of transformer is suitable for television receivers on the order of 25kV. Generates high pressure.
比較的大きなブラウン管を有する、例えば16:9のアスペクト比または85c mのスクリーン対角線を有するテレビジョン受信機では、35kVのオーダの比 較的高い高圧が必要である。この形式の高い高圧に対するトランスの損失電力が 高くなるのは回避し得す、これにより熱発生は高まりかつ熱の放出のために必要 な幾何学的な寸法が大きくなる。having a relatively large cathode ray tube, e.g. 16:9 aspect ratio or 85c In a television receiver with a screen diagonal of m, the ratio is on the order of 35 kV. Relatively high pressure is required. The power loss of the transformer for this type of high voltage is high temperatures can be avoided, which increases heat generation and is necessary for heat dissipation. geometric dimensions increase.
本発明の課題は、この形式の高圧トランスにおいて、トランスに発生する損失電 力を低減することである。この課題は、請求項1に記載の本発明によって解決さ れる。本発明の有利な実施例は、その他の請求項に記載されている。The problem of the present invention is to solve the problem of the power loss generated in the transformer in this type of high voltage transformer. It is to reduce the force. This problem is solved by the invention as set forth in claim 1. It will be done. Advantageous embodiments of the invention are set out in the further claims.
本発明はまず、この形式のトランスにおいて全体で発生する損失の種類の分析に 基づいている。第1の種類の損失は、ヒステリシス曲線によって形成される面積 に相応するコアの反転磁化によるフェライト損にある。この種類の損失は、フェ ライト材料の品質高めることによってしか低減することができない。第2の種類 の損失は、線材の抵抗および表皮効果による銅損にある。第:3のm類の損失は 1、高圧整流器ダイオードの損失にあトフ、これは、順電圧および導通電流、阻 止電圧および阻止電流および阻止状態から導通状態へ切り換える際のス、イッチ 損およびその逆に切り換える際のスイッチ損によって生じる。第4の種類の損失 は、一般に注入樹脂によって形成される誘電体における変位電流による誘電損に ある。最初の3つの種類の損失では、殊に技術上の理由および使用可能な素子に よって、下限がある。そこで本発明は、4番目の種類の損失に着目する。その際 本発明は、次の考察に基づいている。誘電損は殊に、1次巻線と2次巻線または 高圧巻線との間の領域において発生する。というのはここで最大の電圧差が生じ るからである。従ってこの領域を出来るだけ電界が生じないように形成すること ができれば、誘電損を著しく低減することができる。本発明ではこのことは、1 次巻線および2次巻線にパルス電圧を特別有利な方法で分配することだけで実現 される。しかもそれは、1次巻線および2次巻線における上述の領域においてパ ルスはほぼ同じ振幅および同じ極性を有するように行う。その場合実際に、2つ の巻線におけるパルス電圧の差は消失するので、所望のように電界の生じない空 間が実現されかつ誘電変位電流による損失は大幅に回避される。重要な利点は、 電界の生じない空間が、付加的な手段によってではなく、いずれにせよ必要な部 材を巧妙に配置しただけで実現されるという点にある。巻線を取り囲む誘電体に おける誘電変位電流の低減によって更に、発生される電圧の高調波成分が低減さ れる。これにより、そうでない場合には変位電流によって惹き起こされる固有振 動が減少する。高調波のこの低減によって、内部抵抗は改善され、ひいてはトラ ンスに発生するノイズが低減されることになる。全体として、巻線を取り囲む材 料、有利には注入樹脂に対する負荷も軽減される。The present invention first focuses on analyzing the types of losses that occur in this type of transformer as a whole. Based on. The first type of loss is the area formed by the hysteresis curve. This is due to ferrite loss due to reversed magnetization of the core corresponding to . This type of loss It can only be reduced by improving the quality of light materials. second type The loss is due to wire resistance and copper loss due to skin effect. No. 3: The loss of class m is 1. Suppress losses in high-voltage rectifier diodes, which include forward voltage, conduction current, and blockage. Stopping voltage, blocking current, and switches and switches when switching from blocking state to conducting state This is caused by switch losses when switching over and vice versa. Fourth type of loss is the dielectric loss due to displacement current in the dielectric material, which is generally formed by injection resin. be. The first three types of losses are particularly important for technical reasons and due to the available components. Therefore, there is a lower limit. Therefore, the present invention focuses on the fourth type of loss. that time The present invention is based on the following considerations. Dielectric loss is particularly important in the primary and secondary windings or Occurs in the area between the high voltage windings. This is because the maximum voltage difference occurs here. This is because that. Therefore, this region should be formed so that as little as possible electric field is generated. If this is possible, dielectric loss can be significantly reduced. In the present invention, this means that 1 Achieved only by a particularly advantageous distribution of the pulsed voltage to the secondary and secondary windings be done. Moreover, it is The pulses are made to have approximately the same amplitude and the same polarity. In that case, actually two Since the difference in pulse voltage across the windings disappears, the desired field-free air is created. 2, and losses due to dielectric displacement currents are largely avoided. The important advantages are: The field-free space is not created by additional means, but in any case by This can be achieved simply by cleverly arranging the materials. in the dielectric surrounding the windings. The reduction of the dielectric displacement current in the It will be done. This eliminates the natural oscillations that would otherwise be caused by displacement currents. movement is reduced. This reduction in harmonics improves the internal resistance and thus the This will reduce the noise generated during the process. The material surrounding the winding as a whole The load on the injection resin is also advantageously reduced.
次に本発明を図面を用いて説明する。Next, the present invention will be explained using the drawings.
第1図は、本発明の高圧トランスの構造の示す略図であり、 第2図は、第1図のトランスの等価回路図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of the high voltage transformer of the present invention, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the transformer shown in FIG. 1.
以下の説明において、トランスに作用するパルス電圧のみを考察する。その開発 ・生ずる直流電圧を考慮しない。その理由は、この直流電圧は、誘電変位電流、 従って損失電力を発生しないからである。In the following description, only pulsed voltages acting on the transformer will be considered. its development ・Does not consider the generated DC voltage. The reason is that this DC voltage has a dielectric displacement current, This is because no power loss is generated.
第1図において、コア1に、1次巻線3を支持しているコイルボビン7が支承さ れている。1次巻線3は、6つの層から成っている。下の層から成る巻線端部は 、端子Bにおいて作動電圧十〇Bに接続されている。上の層から成る巻線端部は 、端子dにおいてスイッチングトランジスタ13に接続されている。このスイッ チングトランジスタは、端子Cにおいて線周波数のスイッチング電圧Zによって 制御される。端子すにおけるパルス電圧は零である。端子dにおけるパルス電圧 は、+1200Vのフライバンク電圧値を有している。従ってパルス電圧は、端 子すにおける値零から端子すにおける最大値まで巻回毎に連続的に上昇する。In FIG. 1, a coil bobbin 7 supporting a primary winding 3 is supported on the core 1. It is. The primary winding 3 consists of six layers. The winding end consisting of the lower layer is , is connected at terminal B to an operating voltage of 10B. The winding ends consisting of the upper layer are , are connected to the switching transistor 13 at terminal d. This switch The switching transistor is activated by a line frequency switching voltage Z at terminal C. controlled. The pulse voltage at the terminal is zero. Pulse voltage at terminal d has a flybank voltage value of +1200V. Therefore, the pulse voltage It increases continuously with each turn from the zero value at the terminal to the maximum value at the terminal.
即ち、パルス電圧は、巻線3の上の層の軸長にわたって約16%だけ低下しかつ 上の層の右端部でのパルス電圧は+100OVである。従ってパルス電圧は、巻 線3の上の層においてコイルボビン7の軸長にわたってほぼ一定でありかつ11 00vの平均値を有している。That is, the pulse voltage drops by about 16% over the axial length of the upper layer of winding 3 and The pulse voltage at the right edge of the top layer is +100OV. Therefore, the pulse voltage is substantially constant over the axial length of the coil bobbin 7 in the layer above the wire 3 and 11 It has an average value of 00v.
1次巻線3を有するコイルボビン7の上に、全部で16の、壁8によって形成さ れている室KaないしKpを有するコイルボビン2が配置されている。これらの 室には、2次巻線または高圧巻線4の部分巻線4aないし4pが充填されている 。・第1部分巻線4aの上の層の巻線端部は、アースされている。室にの底にお ける巻線端部はそれぞれ、高圧整流器ダイオード6のアノードが接続されており 、このダイオードのカソードはそれぞれ、次の部分巻線4の上端の巻線端部に接 続されている。室Kpにおける最後の部分巻線4pの底の巻線端部は、高圧端子 aを形成する。2次巻線全体4に対する巻線過程は、室Kpの底から始まる。2 つの室の間にはそれぞれ1つのダイオード6があるので、全部で16の室Kにお いて全部で15のダイオード6が設けられている。端子aには、32kVの高圧 UHが生じる。この仮定した値において、室にの底にはそれぞれ、すべての室に おいて同じ大きさである+1100■のパルスが生じる。巻線4の上端には、= 1300Vのパルスが生じる。Above the coil bobbin 7 with the primary winding 3 are formed by walls 8, 16 in total. A coil bobbin 2 having chambers Ka to Kp is arranged. these The chamber is filled with partial windings 4a to 4p of the secondary winding or high voltage winding 4. . - The winding end of the upper layer of the first partial winding 4a is grounded. At the bottom of the room The ends of the windings connected to each other are connected to the anodes of high voltage rectifier diodes 6. , the cathodes of this diode are each connected to the upper winding end of the next partial winding 4. It is continued. The bottom winding end of the last partial winding 4p in the chamber Kp is a high voltage terminal. form a. The winding process for the entire secondary winding 4 starts from the bottom of the chamber Kp. 2 There is one diode 6 between each chamber, so there are 16 chambers K in total. A total of 15 diodes 6 are provided. Terminal a has a high voltage of 32kV. UH occurs. At this assumed value, the bottom of each chamber is A pulse of +1100 cm, which is the same magnitude, is generated. At the upper end of winding 4, = A 1300V pulse is generated.
従って巻線3の上の層に沿って、+1100Vの殆ど一定の振幅を有するパルス が生じる。他方において、上述のように、高圧巻線4によって巻線3に対向する 領域、即ち室の下端部の領域においても、+1200Vの一定の振幅を有するパ ルスが生じる。巻線3におけるパルスおよび巻線4におけるパルスはしかも時間 も一致している。従って巻1s3におけるパルスと巻線4におけるパルスとの間 に、実際にはもはや電圧差が生ぜず、その結果一点鎖線Fによって示されている 電界の生じない空間が得られる。Therefore, along the upper layer of winding 3, a pulse with an almost constant amplitude of +1100V occurs. On the other hand, as mentioned above, opposite the winding 3 by the high voltage winding 4 In the region, i.e. also in the region of the lower end of the chamber, a pulse with a constant amplitude of +1200V Lus occurs. The pulse in winding 3 and the pulse in winding 4 are also time are also in agreement. Therefore, between the pulse in winding 1s3 and the pulse in winding 4 , there is actually no longer a voltage difference, as shown by the dash-dotted line F. A space free of electric fields can be obtained.
その上巻線4の上端部におけるパルスは、電界の生しかしそこに生じるパルスは 、1次巻線3から、それが誘電体中に顕著な変位電流をもほや生ぜしめることが ない程度に離れている。Moreover, the pulses at the upper end of the winding 4 are generated by the electric field, but the pulses generated there are , from the primary winding 3, which can give rise to significant displacement currents in the dielectric. It's far enough away.
第1巻線4aの上端部はアースされておりかつ従ってパルス電圧を導かず、一方 他方において、ブラウン管の容量を介してアースされている最後の巻線4pの下 端部も、パルス電圧を導かない。即ちこれら2つの巻線の電圧比は、その他の巻 線4bないし40の電圧比とは異なっている。パルス電圧間の所望の振幅比をこ の領域においても形成するために、室KaおよびKpをその他の室に比して1/ 2だけ巻(ようにすると、有利である。1次巻線3は有利には、表皮効果による 損失を僅かに抑えるために、リッツ線から巻かれている。The upper end of the first winding 4a is grounded and therefore does not conduct a pulse voltage; On the other hand, below the last winding 4p which is grounded via the cathode ray tube capacitance The ends also do not conduct pulsed voltages. That is, the voltage ratio of these two windings is The voltage ratio of lines 4b to 40 is different. This sets the desired amplitude ratio between the pulse voltages. In order to form the chambers in the region of It is advantageous to have only 2 turns. The primary winding 3 is preferably It is wound from litz wire to minimize losses.
第2図には、第1図に対応する等価回路が示されている。高圧UHを導く端子a に、実質的にブラウン管15のアノード電極によって形成されるコンデンサ14 が接続されている。従ってダイオード6bは、第1図における室Kaの底と室K bの上端部における巻線端部との間の第1ダイオードに相当する。最後のダイオ ード6pは、室KOの巻線の下端部と最後の室K。FIG. 2 shows an equivalent circuit corresponding to FIG. 1. Terminal a that leads to high voltage UH , a capacitor 14 substantially formed by the anode electrode of the cathode ray tube 15; is connected. Therefore, the diode 6b connects the bottom of the chamber Ka and the chamber K in FIG. This corresponds to the first diode between the upper end of b and the end of the winding. the last dio The code 6p connects the lower end of the winding in chamber KO and the last chamber K.
の上側の巻線端部との間のダイオードに相当する。This corresponds to a diode between the upper winding end of the
1次巻線3を、コア1に軸方向において順次並んで配置されかつ端子すとdとの 間に並列に接続されてい・る複数の部分巻線に分割することもできる。一般に、 1次巻線3の上の層における振幅は軸長に関して種々異なっている。それ故、室 KaないしKpを相応に充填度を種々異ならせることができ、その結果室の底に おけるそれぞれの部分巻線4aないし4pのパルスは相応に種々異なった振幅を 冑する。その場合室にの、部分巻線4による充填係数は、巻線3の上の層におけ るパルスの振幅が、第1図において即ち+1200Vから+100OVに低下す るように、コイルボビン7.2の左端部から右端部に向かって徐々に低減される ことになる。The primary windings 3 are arranged in sequence in the axial direction on the core 1 and connected to the terminals d. It can also be divided into several partial windings connected in parallel between them. in general, The amplitudes in the upper layer of the primary winding 3 vary with respect to the axial length. Therefore, room The degree of filling of Ka or Kp can be varied accordingly, so that the bottom of the chamber The pulses of the respective partial windings 4a to 4p have correspondingly different amplitudes. I feel relieved. In that case, the filling factor of the chamber with partial windings 4 is The amplitude of the pulse decreases from +1200V to +100OV in Figure 1. It is gradually reduced from the left end to the right end of the coil bobbin 7.2 so that It turns out.
国際調査報告 国際調査報告 フロントページの続き (72)発明者 ライホフ、 ヴオルフガングドイツ連邦共和国 D−3000 ハノーヴア−1ニコライシュトラーセ 1 (72)発明者 ザンダー、 ハシスーヴエルナードイツ連邦共和国 D −3 000ハノーヴア−71フライディングシュトラーセ 10international search report international search report Continuation of front page (72) Inventor Reihoff, Wolfgang Federal Republic of Germany D-3000 Hanover-1 Nikolai Strasse 1 (72) Inventor Sander, Hashisu Werner Federal Republic of Germany D-3 000 Hanover-71 Freidingstrasse 10
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