WO2006120957A1 - 電流平衡トランス - Google Patents

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WO2006120957A1
WO2006120957A1 PCT/JP2006/309082 JP2006309082W WO2006120957A1 WO 2006120957 A1 WO2006120957 A1 WO 2006120957A1 JP 2006309082 W JP2006309082 W JP 2006309082W WO 2006120957 A1 WO2006120957 A1 WO 2006120957A1
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WO
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winding
core
current
bobbin
coil
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Application number
PCT/JP2006/309082
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yutaka Ikeda
Hideyuki Akiyama
Jun Hironaka
Original Assignee
Fdk Corporation
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Priority claimed from JP2006042926A external-priority patent/JP4693052B2/ja
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/08—High-leakage transformers or inductances
    • H01F38/10—Ballasts, e.g. for discharge lamps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/04—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 having two or more secondary windings, each supplying a separate load, e.g. for radio set power supplies
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/282—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices
    • H05B41/2821—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices by means of a single-switch converter or a parallel push-pull converter in the final stage
    • H05B41/2822—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices by means of a single-switch converter or a parallel push-pull converter in the final stage using specially adapted components in the load circuit, e.g. feed-back transformers, piezoelectric transformers; using specially adapted load circuit configurations
    • H—ELECTRICITY
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/263—Fastening parts of the core together
    • H—ELECTRICITY
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/324—Insulation between coil and core, between different winding sections, around the coil; Other insulation structures
    • H01F27/326—Insulation between coil and core, between different winding sections, around the coil; Other insulation structures specifically adapted for discharge lamp ballasts

Definitions

  • the present invention relates to a transformer for multiple outputs for balancing load current, and relates to a current balancing transformer useful for a lighting circuit such as a cold cathode tube or a light emitting diode group.
  • Liquid crystal panels of notebook personal computers and small liquid crystal monitors usually use one or two cold cathode tubes as knock lights.
  • large-sized liquid crystal televisions and liquid crystal monitors that have become popular in recent years use three or more cold-cathode tubes as knocklights.
  • the backlight it is important to illuminate the entire panel as uniformly as possible. Therefore, it is necessary to supply current to each cold cathode tube as uniformly as possible.
  • FIGS. 1 and 13 a load current balancing device has been developed in which a balancer is connected between the inverter circuit 10 and the cold cathode tube 12, and the current flowing through each cold cathode tube is evenly distributed.
  • a balancer is connected between the inverter circuit 10 and the cold cathode tube 12, and the current flowing through each cold cathode tube is evenly distributed.
  • three identical balancers 14 are used for four loads (cold cathode tubes 12).
  • two balancers 14 and 15 are used for three loads (cold cathode tubes 12).
  • Each balancer uses a bobbin having two winding frames on the same winding axis, and a coil and a magnetic core wound around both winding frames of the bobbin are assembled. It is a combined two-output current balance transformer.
  • the power balance transformer shown in FIG. 1 has three balancers in a tree so that the current is divided into two by the first-stage balancer and the current is further divided into two by the two second-stage balancers. Arranged. As a result, the currents I to 1 flowing through the cold cathode tubes 12 are evenly distributed.
  • the first balancer 14 is wound with a power ratio of 2: 1 and the second balancer 15 is wound with a power ratio of 1: 1. Both coils of the second balancer 15 are connected on the substrate in series with the smaller coil of the first balancer 14.
  • the first balancer 14 divides the current I flowing through the first cold-cathode tube into the current I flowing through the second balancer 15, and the second balancer 15 divides the current I flowing through the second cold-cathode tube I 3, cold cathode
  • N cold cathode tubes such as three 15-inch panels and 15 32-inch panels.
  • One balancer is required.
  • the configuration of FIG. 13 requires two types of balancers with different ratios.
  • the problem to be solved by the present invention is that the current flowing through three or four loads can be balanced even though the transformer component has a single structure, thereby reducing the number of components and the mounting area. Reduction and cost reduction. Means for solving the problem
  • a first invention is a bobbin having a plurality of winding frames on the same winding axis, and has three winding regions divided by two magnetic core incorporation grooves in the middle part, Each winding region is a bobbin having two winding frames and a coil wound around each winding frame of the bobbin, and is disposed on both winding frames in the central winding region.
  • a relay terminal for continuous winding in a partition that divides the central winding area into two winding frames.
  • the coils of the four winding frames excluding both ends can be continuously wound, and all coils can be formed with a total of three windings.
  • the magnetic core is a combination force of two quadruped cores having a structure in which two outer legs and two inner legs protrude in the same direction with respect to the back plate, and the I core.
  • the inner leg may be fitted into the magnetic core built-in groove of the bobbin, or the magnetic core may be a combination of an I core and an eye-shaped core, and the I core may pass through the bobbin.
  • the intermediate bridge of the U-shaped core fits into the bobbin's magnetic core mounting groove.
  • the load of the current balancing transformer includes a cold cathode tube or a light emitting diode group. Incorporate one or more of the above current balancing transformers in the lighting circuit, divide the output of the inverter circuit into multiples of 4, and light up each of the cold-cathode tubes that serve as loads or a series of light-emitting diodes connected in series.
  • a second invention is a bobbin having a plurality of winding frames on the same winding axis, wherein the bobbin has two winding regions divided by one magnetic core incorporation groove in the intermediate portion.
  • the two winding regions are each a bobbin having two winding frames and a coil wound around each winding frame of the bobbin, and two winding frames in one winding region.
  • This is a current balancing transformer that is provided with a magnetic core that is installed so as to form a closed magnetic circuit for each coil in both winding regions.
  • the first stage current shunting coil is essentially wired with a power ratio of 2: 1 and the second stage current shunting coil.
  • the wire is substantially lined with a power ratio of 1: 1. This splits the current ratio of 1: 2 in the two coils in one winding region and splits the larger current into the current ratio of 1: 2 in the two coils in the other winding region. . This provides almost equal current to the three loads.
  • a current shunting coil with a small number of first stages is located in a winding frame near the magnetic core incorporation groove in one of the winding areas, and a current component with a large number of first stages has a large number.
  • the magnetic core is, for example, a combined force of the E core and the I core, the I core passes through the bobbin winding shaft, and the inner leg of the E core is fitted in the magnetic core incorporation groove of the bobbin.
  • the magnetic core may be a combination of a U core and an I core, the I core penetrates the bobbin winding shaft, and one leg of both U cores is accommodated in the bobbin core mounting groove. ! /
  • the magnetic core becomes the combined force of the I core and the Japanese character core, the I core penetrates the bobbin winding shaft, and the intermediate bridge portion of the Japanese character core fits into the magnetic core built-in groove of the bobbin. It may be a structure.
  • the magnetic core also has a combined force of the E core and I core, the I core fits into the bobbin's magnetic core built-in groove, and the inner leg of the E core is inserted into the bobbin winding shaft, the magnetic core is U A combination force of the core and the I core may be used, and the I core may be fitted into the magnetic core built-in groove of the bobbin, and one leg of the U core may be inserted into the bobbin winding shaft.
  • the load of the current balancing transformer includes a cold cathode tube or a light emitting diode group. Incorporate one or more of the above current balancing transformers in the lighting circuit, divide the output of the inverter circuit into three or more outputs, and light up each of the cold-cathode tubes that serve as loads or multiple light-emitting diodes connected in series Let
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a lighting device using a conventional balancer.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing a current balance transformer according to one embodiment of the first invention of the present application.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a state where a magnetic core is incorporated in a bobbin.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a lighting device incorporating the current balancing transformer according to the first invention of the present application.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of a magnetic path in the current balanced transformer according to the first invention of the present application.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing a current balance transformer according to another embodiment of the first invention of the present application.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of a lighting device incorporating the current balance transformer.
  • FIG. 11 is a plan view showing another embodiment of a current balancing transformer.
  • FIG. 12 is an explanatory view showing another example of a lighting device to which the current balance transformer according to the first invention of the present application is applied.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram of a lighting device using another conventional balancer.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram showing a current balancing transformer according to one embodiment of the second invention of the present application.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram of the coin.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram of a state in which a magnetic core is incorporated in a bobbin.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram of a lighting device incorporating the current balancing transformer of the second invention of the present application.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram of a magnetic path in the current balanced transformer of the second invention of the present application.
  • FIG. 20 is an explanatory diagram showing a current balancing transformer according to another embodiment of the second invention of the present application.
  • FIG. 21 is an explanatory view showing a current balancing transformer according to still another embodiment of the second invention of the present application.
  • FIG. 22 is an explanatory diagram showing a current balance transformer according to another embodiment of the second invention of the present application.
  • FIG. 23 is an explanatory view showing a current balancing transformer according to another embodiment of the second invention of the present application.
  • FIG. 24 is an explanatory view showing a lighting device incorporating a current balancing transformer of another embodiment of the second invention of the present application.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an embodiment of a current balancing transformer according to the present invention, where ⁇ represents a plane and B represents a side surface.
  • This current balance transformer balances the currents supplied to four loads (cold cathode tubes, etc.), and uses bobbin 20 with six wire frames arranged side by side on the same winding axis. The coil 22 and the magnetic core 24 wound around each winding frame of the bobbin 20 are combined.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the coil, in which A shows a state where the coil is wound around the bobbin, and B shows a side surface of the bobbin.
  • the bobbin 20 has three winding regions P, Q, and R divided by two magnetic core incorporation grooves, and each winding region P, Q, and R has two winding frames,
  • the One flange region is formed by three flanges 27 projecting outward from the winding shaft 26.
  • Two rectangular terminal blocks 28 are provided at both ends of the winding shaft 26, and 2 between the winding regions.
  • a rectangular parallelepiped terminal block 29 is provided, and the winding shaft 26, the flange 27, and the terminal blocks 28 and 29 are integrally formed products.
  • the gap where the flange faces above the two terminal blocks 29 near the center is the magnetic core built-in groove.
  • One terminal 30 force S is provided at both ends of the terminal block 28 on both sides, and two terminals 30 are provided on both ends of the two terminal blocks 29 closer to the center.
  • the bobbin may be a force pin type which is a surface mount type.
  • Each of the six winding frames partitioned by the flanges is provided with a winding, and the terminals of the coils pi, p2, ql, q2, rl, r2 are respectively connected to the terminals 30 located nearby. They are connected by soldering.
  • Fig. 4 shows a cross-sectional diagram.
  • coils pi and p2 each have 200 turns
  • coils ql, q2, rl, and r2 each have 410 turns.
  • the number of Set as appropriate according to the ductance and frequency characteristics.
  • the two coils in each winding area have the same number.
  • FIG. 5 shows a state where the magnetic core is incorporated in such a bobbin.
  • the magnetic core is also a combination of one I-core 32 and two four-legged cores 34.
  • the four-leg core 34 is a modification of the E-type core and has a structure in which two outer legs and two inner legs protrude in the same direction with respect to the back plate. Pass the I core 32 through the bobbin 20 winding shaft and combine the four-leg core 34 on both sides. At this time, the two inner legs of the four-leg core 34 are fitted into the magnetic core built-in grooves, and the leg surfaces of the legs are combined so that they contact the side surfaces of the I core 32. As a result, the coils in the respective winding regions P, Q, and R each form a closed magnetic circuit.
  • Such a current balance transformer is incorporated in the lighting device as shown in FIG.
  • the output of the inverter circuit 10 is supplied to the current balance transformer 40 via the inverter transformer 11, and the four outputs drive the cold cathode tube 12 respectively.
  • the inside of the dotted line represents the current balancing transformer 40, and the terminals are connected by a printed wiring board pattern. That is, the first-stage current dividing coils pi, p2 are wound in the central winding area, and the second-stage current dividing coils ql, q2.rl, r2 are It will be in the state where it is drawn.
  • the number of coils of the first stage coil is made smaller than the number of coils of the second stage coil.
  • FIG. 7 shows the magnetic path at this time.
  • the closed magnetic circuit that surrounds the central winding region P and the two closed magnetic circuits that surround the winding regions Q and R on both sides as shown by the dotted lines in Fig. 7.
  • Is formed, and the current flowing through both coils pi and p2 is balanced by the magnetic circuit passing through the first stage coils pi and p2, and the second stage coils ql, q2 and
  • the current flowing through both coils ql, q2 and rl, r2 is balanced by the magnetic circuit passing through rl, r2, and as a result, four cold cathode tubes connected to the current balancing transformer of the present invention are connected.
  • the flowing current I ⁇ 1 (see Fig. 6) is uniform.
  • FIG. 1 A conventional lighting device shown in Fig. 1 in which three balancers with two outputs are arranged in a tree shape and a lighting device (Fig. 6) using the current balanced transformer with four outputs according to the present invention are prototyped. About, the electric current which flows into each cold cathode tube (CFL1-4) was measured. Table 1 shows the measurement results. From Table 1, it was confirmed that the variation of the tube current is equivalent to the conventional configuration of the product of the present invention. [0029] [Table i]
  • FIG. 8 is an explanatory view showing another embodiment of the current balancing transformer according to the present invention.
  • This current balance transformer also balances the current to four loads (cold cathode tube etc.), and uses a bobbin in which six wire frames are arranged in parallel on the same winding axis.
  • This is a structure that combines a coil wound around each wire frame and a magnetic core. In this embodiment, the shape of the bobbin and the winding structure of the coil are changed.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of the coil, in which A shows a state where the coil is wound around the bobbin, and B shows a winding diagram.
  • the bobbin 50 has three winding regions P to R divided by two magnetic core incorporation grooves, and each winding region P to R includes two winding frames.
  • Four rectangular parallelepiped terminal blocks 52 are provided between both ends of the winding shaft and the winding region, and the gap where the flanges face on the two terminal blocks closer to the center becomes the magnetic core built-in grooves.
  • One terminal 54 is provided at each end of each terminal block 52, and a relay terminal 55 for continuous winding is provided in the central partition 51.
  • the relay terminal 55 is used to relay the shoreline so that the internal connection is achieved and the transformer is completed with the 3-line.
  • a line that starts at terminal a and ends at terminal b a line that starts at terminal d
  • terminal c ⁇ relay terminal i ⁇ terminal e ⁇ terminal line that ends at terminal f
  • a line that starts at terminal h and ends at terminal g The total number of lines is 3 km.
  • Such a current balancing transformer is incorporated in the lighting device as shown in FIG.
  • the output of the inverter 10 is supplied to the current balance transformer 60 via the inverter transformer 11 to drive the four cold cathode tubes 12.
  • the inside of the dotted line represents the current balance transformer 60, and the terminals are connected internally. That is, the first-stage current dividing coils pi and p2 are wound in the central winding region P, and the second-stage current dividing coils ql, q2 and rl are respectively connected to the winding regions Q and R on both sides. , r2 is in a state of being shored.
  • This configuration is a printed wiring board connection pattern. Is not necessary and simplification can be made accordingly.
  • FIG. 11 is a plan view showing another embodiment of the current balancing transformer.
  • the bobbin structure is the same as in Fig. 8. Of course, it may be the same as the structure shown in FIG. In this embodiment, an eye-shaped core 62 is used instead of two quadruped cores!
  • a closed magnetic circuit is constructed by applying an upward force to the eye-shaped core 62 and combining a part of its lower surface with the upper surface of the I core.
  • FIG. 12 shows another example of a lighting device using the current balance transformer according to the present invention.
  • eight cold cathode tubes 12 are driven.
  • the output of the inverter 10 is supplied to the balancer 64 having two outputs via the inverter transformer 11, and both outputs of the balancer 64 are supplied to the two current balancing transformers 60, thereby driving a total of eight cold cathode tubes 12.
  • the first-stage current dividing coil is wound in the central winding region, and the second-stage current dividing coil is wound in the respective winding regions. It becomes. As a result, the current flowing through the eight cold cathode tubes 12 is balanced.
  • a force indicating a cold-cathode tube as a load is not limited to V.
  • the present invention can also be applied to an LED lighting device of a light emitting diode group in which a large number of light emitting diodes (LEDs) are connected in series.
  • the number of coils of the first stage coil is made smaller than the number of coils of the second stage coil, but the same number of coils may be used.
  • the load current varies due to variations in the capacitance components of the entire LCD panel or line routing, it can be adjusted to eliminate the variation by changing the number of individual wires. is there.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram showing an embodiment of a current balancing transformer according to the present invention, in which A represents a plane and B represents a side.
  • This current balance transformer balances the current supplied to three loads (cold cathode tube etc.), and uses a bobbin 20 in which four wire frames are arranged in parallel on the same winding axis.
  • a coil 22 and a magnetic core 24 wound around each winding frame of the bobbin 20 are combined.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram of the coil.
  • A is a state where the coil is wound around the bobbin from the bottom side. Shows the sides of the bobbin respectively.
  • the bobbin 20 has two winding regions P and Q that are divided by a single magnetic core built-in groove in the center, and both the winding regions P and Q each have two winding frames.
  • the One flange region is formed by three flanges 27 projecting outward from the winding shaft 26.
  • two rectangular parallelepiped terminal blocks 28 are provided at both ends of the winding shaft 26, and a single rectangular parallelepiped terminal block 29 is provided between the two winding regions. , 29 is formed with a winding through groove.
  • the winding shaft 26, the flange 27, and the terminal blocks 28 and 29 are integrally formed. Note that the gap facing the flange above the central terminal block 29 is a magnetic core incorporating groove.
  • One terminal 30 is provided at each end of each terminal block 28, 29.
  • the bobbin can be a surface mount type force pin type.
  • Fig. 16 shows a cross-sectional diagram.
  • a white circle represents a terminal.
  • the power ratio of the two coils pi, p2 in one winding region P is 2: 1
  • the power ratio of the two coils ql, q2 in the other winding region Q is 1: 1.
  • coil pi is 410 turns
  • coil p2 is 205 turns
  • coils ql and q2 are 355 turns each.
  • the power should be set appropriately according to the required inductance and frequency characteristics.
  • the winding operation is performed as follows.
  • a wire rod with one end tied to one terminal of one terminal block 28 (the left hand side of the drawing) is wound around a winding frame outside the winding area P to form a coil pi, and then tied to the other terminal, followed by Wrap it around the inner wire frame of the winding region P to form a coil p2, tie it around one terminal of the terminal block 29, and then wrap it around the inner wire frame of the winding region Q to attach the coil ql.
  • a wire with one end tied to one terminal of the other terminal block 28 (the right hand side of the drawing) is wound around the outer frame of the winding region Q to form a coil q2, and the other terminal as shown in FIG. Tangle with the terminal.
  • Fig. 16B there is also a method of tying the terminals between coil p2 and coil ql.
  • the wire terminal tied to the terminal is soldered by solder dip.
  • FIG. 17 shows a state in which the magnetic core is incorporated in the bobbin thus subjected to the winding.
  • the magnetic core consists of a combination of one I core 32 and two E cores 36. Pass the I core 3 2 through the bobbin 20 winding shaft and combine the E core 36 from both sides. At that time, the inner leg of E core 36 Fit so that it fits into the recessed groove, and the tip of each leg is in contact with the side of the I core 32. As a result, the coils in both the winding regions P and Q become closed magnetic paths, and a current balancing transformer is formed.
  • Such a current balance transformer is incorporated in the lighting device as shown in FIG.
  • the output of the inverter circuit 10 is supplied to the current balance transformer 40 via the inverter transformer 11, and the three outputs drive the cold cathode tube 12, respectively.
  • the inside of the dotted line represents the current balance transformer 40.
  • Figure 19 shows the magnetic path at this time.
  • the two E cores 36 facing the I core 32 form a magnetic circuit that forms two closed magnetic circuits that surround the winding regions P and Q on both sides, as shown by the dotted lines in FIG.
  • the current flowing through the coils pi and p2 is divided at a ratio of 1: 2 by the magnetic circuit passing through the coils pi and p2 in one winding region, and both coils are separated by the magnetic circuit passing through the coils ql and q2 in the other winding region.
  • the currents flowing through ql and q2 are evenly divided (1: 1), and as a result, the currents I ⁇ 1 flowing through the three cold cathode tubes connected to the current balancing transformer of the present invention (Fig.
  • FIG. 13 A conventional lighting device shown in Fig. 13 in which two balancers with two outputs are arranged, and a lighting device (Fig. 18) using a current balancing transformer with three outputs according to the present invention are prototyped.
  • the current flowing through the cold cathode tube (CFL1-3) was measured.
  • Table 2 shows the measurement results. From Table 2, it was confirmed that the variation in tube current was equivalent to that of the conventional configuration for the product of the present invention.
  • coils pi and p2 were set to a 2: 1 power ratio, and coils ql and q2 were set to a 1: 1 power ratio.
  • the tube current varies due to circuit variations due to stray capacitance, etc. It is also possible to make adjustments by changing the number and ratio of the coils.
  • FIG. 20 is an explanatory diagram showing another embodiment of the current balancing transformer according to the present invention.
  • A is an example in which one winding frame is further divided into a plurality by the auxiliary flange 100.
  • the bobbin 20 has a structure in which an auxiliary flange 100 is further provided on one winding frame, and the magnetic core is a combination of an I core 32 and an E core 36. In this way to increase the number of divisions Therefore, the stray capacitance of each coil can be reduced and the self-resonant frequency of the current balance transformer can be increased.
  • the bobbin 20 may have the same structure as that shown in FIG. By arranging the gap sheet 104 in this way, the influence of magnetic coupling between the coil pi-p2 and the coil ql-q2 can be reduced.
  • FIG. 21 is an explanatory view showing still another embodiment of the current balancing transformer according to the present invention.
  • the bobbin has the same structure as that shown in FIG. 15, and the magnetic core also has a combined force of the U core 56 and the I core 32.
  • A represents the front.
  • the I core 32 passes through the bobbin 20 winding shaft, and one leg of both U cores 56 is aligned and assembled in the magnetic core incorporation groove of the bobbin 20.
  • the bobbin has the same structure as the auxiliary flange 100 shown in FIG. 20A, and the magnetic core is a combination of the I core 32 and the Japanese core 58. B represents a plane.
  • the I core 32 passes through the bobbin winding shaft, and the intermediate bridge portion 58a of the sun-shaped core 58 is assembled to fit into the magnetic core incorporation groove of the bobbin 20.
  • FIG. 22 is an explanatory view showing another embodiment of the current balancing transformer according to the present invention.
  • the bobbin 20 may have the same structure as shown in FIG. A shows the plane, and B shows the state where the magnetic core is built into the bobbin.
  • the magnetic core is composed of a combination of the E core 80 and the I core 82, but the combination is different from the above embodiments.
  • the I core 82 is fitted into the magnetic core incorporating groove of the bobbin 20, and the inner leg of the E core 80 is assembled so as to be inserted into the winding shaft of the bobbin 20 from both sides.
  • the end face of each leg of E-core 80 contacts the side of I-core 82.
  • FIG. 23 is an explanatory diagram showing another embodiment of the current balancing transformer according to the present invention.
  • Each of the bobbins 20 may have the same structure as that shown in FIG.
  • the example shown in A is a structure in which two plate-like cores 66 are bonded as gaps 68 as I cores 84.
  • the same E core 80 as shown in Fig. 22 can be combined with the I core 84.
  • A represents the plane.
  • the I core 84 is assembled so that it fits into the magnetic core incorporation groove of the bobbin 20, and the inner leg of the E core 80 is inserted into the winding shaft of the bobbin 20.
  • the magnetic core is a combination of a U core 70 and an I core 72.
  • the I core 72 is fitted into the magnetic core incorporation groove of the bobbin 20, and one leg of the U core 70 is inserted into the winding shaft of the bobbin 20 with both side forces.
  • B represents the front.
  • FIG. 24 shows another example of the lighting device using the current balance transformer according to the present invention.
  • six cold cathode tubes 12 are driven.
  • the output of the inverter 10 is supplied to the balancer 90 having two outputs via the inverter transformer 11, and both outputs of the balancer 90 are supplied to the two current balancing transformers 92, driving a total of six cold cathode tubes 12.
  • the current balance transformer 92 shunts the current ratio of 1: 2 with two coils in one winding region, and the first cold cathode tube is split between the larger current with two coils in the other winding region.
  • the current is shunted to the two coils in the second winding region at a current ratio of 1: 2.
  • the current flowing through the second cold cathode tube and the current flowing through the third cold cathode tube are balanced by the coil in the other winding region. As a result, almost uniform current can be supplied to the three CCFLs (loads). The same applies to the other current balancing transformer 92. As a result, the current I flowing through the six cold cathode tubes 12 I
  • a balance of 1 to 1 6 is made.
  • the force indicating a cold cathode tube as a load is not limited thereto.
  • the present invention can also be applied to an LED lighting device of a light emitting diode group in which a large number of light emitting diodes (LEDs) are connected in series.
  • LEDs light emitting diodes
  • the current balancing transformer of the present invention can balance the current flowing through many loads even though it is a single transformer component.
  • cold cathode tubes of a multiple of 3 or 4 are usually used as knocklights, so that the current balance transformer of the present invention is also suitable for such a use situation.
  • the circuit board design of the lighting circuit is simplified, and the mounting area of components and the cost can be reduced.
  • the prior art required two balancers, one or three balancers.
  • the size can be reduced.
  • the material cost can be reduced because the number of bobbins and cores can be reduced, the time for installing the bobbin in the winding machine can be shortened, and the cost in the manufacturing process can be reduced.

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Abstract

　単一構造のトランス部品でありながら３つ又は４つの負荷に流れる電流の平衡をとることができるようにし、部品点数の低減や実装面積の削減、コストダウンを図る。 　同一巻軸上に複数の巻線枠を具備するボビンを用い、ボビンの各巻線枠に巻かれたコイルと磁心とを組み合わせたトランスである。ボビン２０は、中間部の２箇所の磁心組み込み溝によって分割される３つの巻線領域を有し、各巻線領域はそれぞれ２つの巻線枠を具備し、中央の巻線領域の両方の巻線枠に第１段目の電流分割用コイルが巻線され、両側に位置する巻線領域の両方の巻線枠にそれぞれ第２段目の電流分割用コイルが巻線され、各巻線領域のコイルが閉磁路を形成するように磁心２４を設ける。

Description

電流平衡トランス
技術分野
[0001] 本発明は、負荷電流を平衡ィ匕するための複数出力用のトランスに関し、冷陰極管 や発光ダイオード群などの点灯回路に有用な電流平衡トランスに関わる。
背景技術
[0002] = =関連出願の相互参照 = =
この出願は、 2005年 5月 12日付けで出願した日本特許出願、特願 2005— 1397 60号および 2006年 2月 20日付けで出願した日本特許出願、特願 2006— 042926 号に基づく優先権を主張し、それらの内容を本願に援用する。
[0003] ノート型パソコンや小型液晶モニタの液晶パネルには、ノ ックライトとして通常 1本あ るいは 2本程度の冷陰極管が使用されている。また、近年普及している大型の液晶テ レビや液晶モニタには、 3本以上の冷陰極管がノ ックライトとして使用されている。バ ックライトは、パネル全体をできるだけ均一に照明することが重要であり、そのため各 冷陰極管にはできるだけ均一に電流を供給する必要がある。
[0004] かっては冷陰極管の本数と同数のインバータ回路を設置して、各冷陰極管を独立 に駆動し、それぞれ電流を制御することが行われていた。しかし、この構成は、小型 液晶モニタの液晶パネルのように冷陰極管の本数が少な!、場合には大きな問題に はならないが、大型の液晶テレビや液晶モニタのように冷陰極管の本数が多くなると 、インバータ回路が多数必要になると共に小型化が困難であり、多数の部品を使用 するためコスト高になる問題があった。
[0005] そこで、図 1及び図 13に示すように、インバータ回路 10と冷陰極管 12との間にバラ ンサを接続し、各冷陰極管を流れる電流を均等配分する負荷電流平衡装置が開発 されている。図 1の場合、従来技術では 4つの負荷 (冷陰極管 12)に対して 3個の同 じバランサ 14を使用する。また、図 13の場合、従来技術では 3つの負荷 (冷陰極管 1 2)に対して 2個のバランサ 14, 15を使用する。各バランサは、同一巻軸上に 2つの 卷線枠を具備するボビンを用い、該ボビンの両卷線枠に巻かれたコイルと磁心とを組 み合わせた構造の 2出力の電流平衡トランスである。
[0006] 図 1に示す電力平衡トランスは、第 1段目のバランサで電流を 2分割し、第 2段目の 2つのバランサで電流を更にそれぞれ 2分割するように、 3個のバランサはツリー状に 配置される。これによつて、各冷陰極管 12を流れる電流 I〜1を均等配分するこのよ
1 4
うな技術は、特開平 6— 269125号公報に開示されている。
[0007] 図 13に示す電力平衡トランスにおいて、第 1のバランサ 14は卷数比 2 : 1で卷線さ れ、第 2のバランサ 15は卷数比 1 : 1で卷線されている。第 1のバランサ 14の卷数の 少ない方のコイルに直列に第 2のバランサ 15の両方のコイルが基板上で接続される 。第 1のバランサ 14で第 1の冷陰極管を流れる電流 Iと第 2のバランサ 15に流れる電 流 I とに分流し、第 2のバランサ 15で第 2の冷陰極管を流れる電流 Iと第 3の冷陰極
23 2
管を流れる電流 Iとに分流する。これによつて、最終的には全ての冷陰極管 12を流
3
れる電流 I〜1を均等配分することができる。このような技術も、特開平 6— 269125
1 3
号公報に従来例として示されている。
[0008] これらのような負荷電流平衡装置は、インバータ回路の設置個数を低減できるため 、制御回路やインバータトランスなどの部品点数を大幅に削減できる利点がある。
[0009] しかし、液晶画面の大型化により、バックライトに使用する冷陰極管の本数も増加し ており、例えば 15インチパネルでは 4本であったもの力 32インチパネルでは 16本 にも増大している。そのため、図 1や図 13のような 2出力のバランサを使用した方式で は、 15インチパネルで 3個、 32インチパネルで 15個という様に、 N本の冷陰極管に 対して (N—1)個のバランサが必要となる。さらに、図 13の構成では、卷数比の異な る 2種類のバランサが必要となる。
[0010] それらの結果、特に大型の液晶パネルになればなるほど回路基板設計が複雑にな り、バランサの実装面積やコストも無視できないものとなる。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0011] 本発明が解決しょうとする課題は、単一構造のトランス部品でありながら 3つ又は 4 つの負荷に流れる電流の平衡をとることができ、それによつて部品点数の低減や実 装面積の削減、コストダウンを図ることができるようにすることである。 課題を解決するための手段
[0012] 第 1の発明は、同一巻軸上に複数の卷線枠を具備するボビンであって、中間部の 2 箇所の磁心組み込み溝によって分割される 3つの卷線領域を有し、各卷線領域はそ れぞれ 2つの卷線枠を具備して ヽるボビンと、該ボビンの各卷線枠に巻かれたコイル であって、中央の卷線領域の両方の卷線枠に卷線された第 1段目の電流分割用コィ ルと、両側に位置する卷線領域の両方の卷線枠にそれぞれ卷線された第 2段目の 電流分割用コイルとを有するコイルと、各卷線領域のコイルが閉磁路を形成するよう に設けられている磁心とを備える電流平衡トランスである。
[0013] ここで、中央の卷線領域を 2つの卷線枠に区分している仕切りに、連続卷線用の中 継端子を設けるのが好ましい。このような構成にすると、両端を除く 4個の卷線枠のコ ィルを連続して卷線でき、合計 3つの卷線で全てのコイルを形成することができる。
[0014] 磁心が、背板に対して 2つの外脚と 2つの内脚が同方向に突出した構造の 2個の 4 脚コアと、 Iコアとの組み合わせ力 なり、前記 Iコアがボビンを貫通し、前記内脚がボ ビンの磁心組み込み溝に嵌合している構成でもよいし、磁心が、 Iコアと目の字型コア の組み合わせからなり、前記 Iコアがボビンを貫通し、目の字型コアの中間架橋部が ボビンの磁心組み込み溝に嵌合して 、る構成でもよ 、。
[0015] 第 1の発明において電流平衡トランスの負荷としては、冷陰極管あるいは発光ダイ オード群がある。点灯回路に上記のような電流平衡トランスを 1個以上組み込み、イン バータ回路の出力を 4の倍数に分割して、それぞれ負荷となる冷陰極管あるいは直 列接続した多数の発光ダイオードを点灯させる。
[0016] 第 2の発明は、同一巻軸上に複数の卷線枠を具備するボビンであって、前記ボビン は、中間部の 1箇所の磁心組み込み溝によって分割される 2つの卷線領域を有し、 両卷線領域はそれぞれ 2つの卷線枠を具備して ヽるボビンと、該ボビンの各卷線枠 に巻かれたコイルであって、一方の卷線領域の 2つの卷線枠に卷線されて ヽる第 1 段目の電流分流用コイルと、他方の卷線領域の 2つの卷線枠に卷線されている第 2 段目の電流分流用コイルとを有するコイルと、両卷線領域のコイルがそれぞれ閉磁 路を形成するように設置されて ヽる磁心とを備えて ヽる電流平衡トランスである。第 1 段目の電流分流用コイルは実質的に卷数比 2 : 1で卷線し、第 2段目の電流分流用コ ィルは実質的に卷数比 1 : 1で卷線する。これによつて、一方の卷線領域の 2つのコィ ルで 1： 2の電流比に分流し、多い方の電流を他方の卷線領域の 2つのコイルで 1： 2 の電流比に分流する。これによつて、 3つの負荷にほぼ均等な電流を供給する。
[0017] より好ましくは、一方の卷線領域の磁心組み込み溝に近い卷線枠に第 1段目の卷 数の少ない電流分流用コイルが位置し、第 1段目の卷数の多い電流分流用コイル、 第 1段目の卷数の少ない電流分流用コイル、第 2段目の一方の磁心組み込み溝に 近 ヽ卷線枠の電流分流用コイル力 ボビンに装着されて 、る端子を中継して順次連 続するように卷線する。
[0018] 磁心は、例えば Eコアと Iコアとの組み合わせ力 なり、前記 Iコアがボビンの巻軸を 貫通し、前記 Eコアの内脚がボビンの磁心組み込み溝に嵌合している構造とする。あ るいは、磁心が Uコアと Iコアの組み合わせからなり、前記 Iコアがボビンの巻軸を貫通 し、両 Uコアの一方の脚がボビンの磁心組み込み溝に収容されて 、る構造でもよ!/、。 また、磁心が Iコアと日の字型コアの組み合わせ力 なり、前記 Iコアがボビンの巻軸 を貫通し、前記日の字型コアの中間架橋部がボビンの磁心組み込み溝に嵌合して いる構造でもよい。その他、磁心は Eコアと Iコアとの組み合わせ力もなり、前記 Iコア がボビンの磁心組み込み溝に嵌合し、前記 Eコアの内脚がボビンの巻軸に挿入され ている構造、磁心は Uコアと Iコアとの組み合わせ力 なり、前記 Iコアがボビンの磁心 組み込み溝に嵌合し、前記 Uコアの一方の脚がボビンの巻軸に挿入されている構造 などでもよい。
[0019] 第 2の発明にお 、て電流平衡トランスの負荷としては、冷陰極管あるいは発光ダイ オード群がある。点灯回路に上記のような電流平衡トランスを 1個以上組み込み、イン バータ回路の出力を 3出力以上に分割して、それぞれの出力を負荷となる冷陰極管 あるいは直列接続した多数の発光ダイオードを点灯させる。
図面の簡単な説明
[0020] [図 1]従来のバランサを用いた点灯装置の説明図。
[図 2]本願第 1の発明の一実施例に係る電流平衡トランスを示す説明図。
[図 3]そのコィノレの説明図。
[図 4]その卷線図。 [図 5]ボビンに磁心を組み込む状態の説明図。
[図 6]本願第 1の発明に係る電流平衡トランスを組み込んだ点灯装置の説明図。
[図 7]本願第 1の発明に係る電流平衡トランスにおける磁路の説明図。
[図 8]本願第 1の発明の他の実施例に係る電流平衡トランスを示す説明図。
[図 9]そのコィノレの説明図。
[図 10]その電流平衡トランスを組み込んだ点灯装置の説明図。
[図 11]電流平衡トランスの他の実施例を示す平面図。
[図 12]本願第 1の発明に係る電流平衡トランスを応用した点灯装置の他の例を示す 説明図。
[図 13]従来の他のバランサを用いた点灯装置の説明図。
[図 14]本願第 2の発明の一実施例に係る電流平衡トランスを示す説明図。
[図 15]そのコィノレの説明図。
[図 16]その卷線図。
[図 17]ボビンに磁心を組み込む状態の説明図。
[図 18]本願第 2の発明の電流平衡トランスを組み込んだ点灯装置の説明図。
[図 19]本願第 2の発明の電流平衡トランスにおける磁路の説明図。
[図 20]本願第 2の発明の他の実施例に係る電流平衡トランスを示す説明図。
[図 21]本願第 2の発明の更に他の実施例に係る電流平衡トランスを示す説明図。
[図 22]本願第 2の発明の他の実施例に係る電流平衡トランスを示す説明図。
[図 23]本願第 2の発明の他の実施例に係る電流平衡トランスを示す説明図。
[図 24]本願第 2の発明の他の実施例の電流平衡トランスを組み込んだ点灯装置を示 す説明図。
符号の説明
20 ボビン
22 コィノレ
24 磁心
26 巻軸
27 フランジ 28, 29 端子台
30 端子
32 Iコア
34 4脚コア
36
Ρ, Q, R 卷線領域
発明を実施するための最良の形態
[0022] 《第 1の発明》
図 2は、本発明に係る電流平衡トランスの一実施例を示す説明図であり、 Αは平面 を、 Bは側面を表している。この電流平衡トランスは、 4つの負荷 (冷陰極管など)へ供 給する電流を平衡ィ匕するものであって、同一巻軸上に 6個の卷線枠を並設したボビ ン 20を用い、該ボビン 20の各卷線枠に巻かれたコイル 22と磁心 24とを組み合わせ た構造である。
[0023] 図 3はコイルの説明図であり、 Aはボビンにコイルを巻いた状態を、 Bはボビンの側 面を、それぞれ示している。ボビン 20は、 2箇所の磁心組み込み溝によって分割され る 3つの卷線領域 P, Q, Rを有し、各卷線領域 P, Q, Rは、それぞれ 2つの卷線枠を 具備して 、る。巻軸 26から外方向に張り出す 3枚のフランジ 27で 1つの卷線領域が 形成され、巻軸 26の両端に 2個の直方体状の端子台 28が設けられ、卷線領域の間 に 2個の直方体状の端子台 29が設けられており、それら巻軸 26、フランジ 27、端子 台 28, 29は一体成形品である。中央寄りの 2個の端子台 29の上方でフランジが対 向する隙間が磁心組み込み溝となる。両側の端子台 28の両端には各 1個の端子 30 力 S設けられ、中央寄りの 2個の端子台 29の両端には端子 30が 2個ずつ設けられる。 ここではボビンは面実装タイプとなっている力 ピンタイプであってもよいことは言うま でもない。
[0024] フランジで仕切られている 6個の各卷線枠に、それぞれ卷線が施され、各コイル pi , p2, ql, q2, rl, r2の端末は、それぞれ近くに位置する端子 30に絡げて半田付け などにより接続される。卷線図を図 4に示す。例えば、コイル pi, p2はそれぞれ 200 ターン、コイル ql, q2, rl, r2はそれぞれ 410ターンなどとする。卷数は、必要なイン ダクタンス及び周波数特性などに応じて適宜設定する。各卷線領域の 2つのコイル は同じ卷数とする。
[0025] このようなボビンに磁心を組み込む状態を図 5に示す。磁心は、 1本の Iコア 32と 2 つの 4脚コア 34との組み合わせ力もなる。 4脚コア 34は、 E型コアの変形であり、背板 に対して 2つの外脚と 2つの内脚が同方向に突出した構造である。ボビン 20の巻軸 に Iコア 32を揷通し、両側力 4脚コア 34を組み合わせる。その際、 4脚コア 34の 2つ の内脚が磁心組み込み溝に嵌るようにし、各脚の先端面が Iコア 32の側面に当接す るように組み合わせる。これによつて、各卷線領域 P, Q, Rのコイルがそれぞれ閉磁 路を形成する。
[0026] このような電流平衡トランスは、図 6に示すように点灯装置に組み込まれる。インバ ータ回路 10の出力がインバータトランス 11を介して電流平衡トランス 40に供給され、 4つの出力がそれぞれ冷陰極管 12を駆動する。点線の内部が電流平衡トランス 40を 表しており、端子間は印刷配線板のパターンで結線される。つまり、中央の卷線領域 に第 1段目の電流分割用コイル pi, p2が卷線され、両側の卷線領域にそれぞれ第 2 段目の電流分割用コイル ql, q2. rl, r2が卷線されている状態となる。ここでは第 1 段目のコイルの卷数を第 2段目のコイルの卷数より少なくしている。
[0027] この時の磁路を図 7に示す。 Iコア 32と対向する 2個の 4脚コア 34とによって、図 7の 点線で示すように、中央の卷線領域 Pを囲む閉磁路、両側の卷線領域 Q, Rを囲む 2 つの閉磁路を形成する磁気回路が形成され、第 1段目のコイル pi, p2を通る磁気回 路により、両コイル pi, p2を流れる電流の平衡が取られ、第 2段目のコイル ql, q2及 び rl, r2を通る磁気回路により両コイル ql, q2及び rl, r2を流れる電流の平衡がそ れぞれ取られ、その結果、本発明の電流平衡トランスに接続された 4本の冷陰極管 に流れる電流 I〜1 (図 6参照）は均一となる。
1 4
[0028] 従来の 2出力の 3個のバランサをツリー状に配置した図 1に示す点灯装置と、本発 明の 4出力の電流平衡トランスを用いた点灯装置（図 6)を試作し、それらについて、 各冷陰極管（CFL1〜4)に流れる電流を測定した。その測定結果を表 1に示す。表 1 から、管電流のばらつきは、本発明品は従来構成と同等であることが確認できた。 [0029] 【表 i】
Figure imgf000010_0001
[0030] 図 8は本発明に係る電流平衡トランスの他の実施例を示す説明図である。この電流 平衡トランスも、 4つの負荷 (冷陰極管など)への電流を平衡ィ匕するものであって、同 一巻軸上に 6個の卷線枠を並設したボビンを用い、該ボビンの各卷線枠に巻かれた コイルと磁心とを組み合わせた構造である。この実施例は、ボビンの形状及びコイル の卷線構造を変えている。
[0031] 図 9はコイルの説明図であり、 Aはボビンにコイルを巻いた状態を、 Bは卷線図を、 それぞれ示している。ボビン 50は、 2箇所の磁心組み込み溝によって分割される 3つ の卷線領域 P〜Rを有し、各卷線領域 P〜Rはそれぞれ 2つの卷線枠を具備して 、る 。両側は 3枚のフランジで 1つの卷線領域が形成され、中央の卷線領域は 4枚のフラ ンジを備え仕切り 51により 2つの卷線枠に区分されている。巻軸の両端及び卷線領 域の間に合計 4個の直方体状の端子台 52が設けられ、中央寄りの 2個の端子台上 でフランジが対向する隙間が磁心組み込み溝となる。各端子台 52の両端には各 1個 の端子 54が設けられ、中央の仕切り 51には連続卷線用の中継端子 55が設けられて いる。この実施例では、中継端子 55を利用して卷線を中継することで、内部結線を 図り、 3卷線でトランスが完成するように工夫している。即ち、端子 aから卷始めて端子 bで卷終わる卷線、端子 dから卷始めて端子 c→中継端子 i→端子 e→端子 fで卷終わ る卷線、端子 hから卷始めて端子 gで卷終わる卷線の合計 3卷線である。
[0032] このような電流平衡トランスは、図 10に示すように点灯装置に組み込まれる。インバ ータ 10の出力がインバータトランス 11を介して電流平衡トランス 60に供給され、 4本 の冷陰極管 12を駆動する。点線の内部が電流平衡トランス 60を表しており、端子間 は内部で結線される。つまり、中央の卷線領域 Pに第 1段目の電流分割用コイル pi, p2が卷線され、両側の卷線領域 Q, Rにそれぞれ第 2段目の電流分割用コイル ql, q2及び rl, r2が卷線されている状態となる。この構成は、印刷配線板の結線パター ンが不要となり、その分だけ簡素化できる。このような電流平衡トランス 60を用いるこ とにより、接続された 4本の冷陰極管 12に流れる電流を平衡ィ匕することができる。
[0033] 図 11は、電流平衡トランスの他の実施例を示す平面図である。ボビンの構造は図 8 の場合と同じである。勿論、図 2に示す構造と同じであってもよい。この実施例では、 2個の 4脚コアに代えて目の字型コア 62を用いて!/、る。目の字型コア 62を上力も被 せ、その下面の一部が Iコアの上面に当接するように組み合わせて、閉磁路を構成す る。
[0034] 図 12は、本発明に係る電流平衡トランスを利用した点灯装置の他の例を示してい る。この例は、 8本の冷陰極管 12を駆動する例である。インバータ 10の出力がインバ 一タトランス 11を介して 2出力のバランサ 64に供給され、該バランサ 64の両出力を 2 個の電流平衡トランス 60に供給し、合計 8本の冷陰極管 12を駆動する。電流平衡ト ランス 60は、中央の卷線領域に第 1段目の電流分割用コイルが卷線され、両側の卷 線領域にそれぞれ第 2段目の電流分割用コイルが卷線されている状態となる。これ によって、 8本の冷陰極管 12を流れる電流の平衡ィ匕がなされる。
[0035] 上記の実施例では負荷として冷陰極管を示している力 それに限られるものではな V、。多数の発光ダイオード (LED)を直列接続した発光ダイオード群の LED点灯装 置などにも本発明を適用できる。
[0036] なお、上記の実施例では、第 1段目のコイルの卷数を第 2段目のコイルの卷数より 少なくしているが、同じ卷数であってもよい。また、液晶パネル全体の容量成分のば らつきや線の引き回しなどによって負荷電流にばらつきが生じる場合、個々の卷線の 卷数を変更することによって、ばらつきがなくなるように調整することも可能である。
[0037] 《第 2の発明》
図 14は、本発明に係る電流平衡トランスの一実施例を示す説明図であり、 Aは平 面を、 Bは側面を表している。この電流平衡トランスは、 3つの負荷 (冷陰極管など)へ 供給する電流を平衡ィ匕するものであって、同一巻軸上に 4個の卷線枠を並設したボ ビン 20を用い、該ボビン 20の各卷線枠に巻かれたコイル 22と磁心 24とを組み合わ せた構造である。
[0038] 図 15はコイルの説明図であり、 Aはボビンにコイルを巻いた状態を底面側から、 B はボビンの側面を、それぞれ示している。ボビン 20は、中央の 1箇所の磁心組み込 み溝によって分割される 2つの卷線領域 P, Qを有し、両卷線領域 P, Qは、それぞれ 2つの卷線枠を具備して 、る。巻軸 26から外方向に張り出す 3枚のフランジ 27で 1つ の卷線領域が形成される。また、巻軸 26の両端に 2個の直方体状の端子台 28が設 けられ、 2つの卷線領域の間に 1個の直方体状の端子台 29が設けられており、それ ら端子台 28, 29の底面には卷線通し溝が形成されている。それら巻軸 26、フランジ 27、端子台 28, 29は一体成形品である。なお、中央の端子台 29の上方でフランジ が対向する隙間が磁心組み込み溝となる。各端子台 28, 29の両端には各 1個の端 子 30が設けられる。ここではボビンは面実装タイプとなっている力 ピンタイプであつ てもよ 、ことは言うまでもな 、。
[0039] フランジ 27で仕切られている 4個の各卷線枠に、それぞれ必要な卷線が施される。
卷線図を図 16に示す。白丸印は端子を表している。一方の卷線領域 Pの 2つのコィ ル pi, p2の卷数比は 2 : 1、他方の卷線領域 Qの 2つのコイル ql, q2の卷数比は 1 : 1 とする。例えばコイル piは 410ターン、コイル p2は 205ターン、コイル ql, q2はそれ ぞれ 355ターンなどである。卷数は、必要なインダクタンス及び周波数特性などに応 じて適宜設定する。
[0040] 卷線作業は、例えば次のように行う。一端を一方の端子台 28 (図面左手側）の一方 の端子に絡げた線材を、卷線領域 Pの外側の卷線枠に巻き付けてコイル piを形成し 、他方の端子に絡げ、引き続いて卷線領域 Pの内側の卷線枠に巻き付けてコイル p2 を形成し、端子台 29の一方の端子に絡げ、続けて卷線領域 Qの内側の卷線枠に卷 き付けてコイル qlを形成し、端子台 29の他方の端子に絡げる。一端を他方の端子 台 28 (図面右手側）の一方の端子に絡げた線材を、卷線領域 Qの外側の卷線枠に 巻き付けてコイル q2を形成し、図 16の Aのように他方の端子に絡げる。また図 16の B にょうに、コイル p2とコイル qlの間の端子に絡げる方法もある。端子に絡げた卷線端 末は、半田ディップなどにより半田接続される。
[0041] このように卷線を施したボビンに磁心を組み込む状態を図 17に示す。ここで磁心は 、 1本の Iコア 32と 2個の Eコア 36との組み合わせからなる。ボビン 20の巻軸に Iコア 3 2を揷通し、両側から Eコア 36を組み合わせる。その際、 Eコア 36の内脚が磁心組み 込み溝に嵌るようにし、各脚の先端面が Iコア 32の側面に当接するように組み合わせ る。これによつて、両卷線領域 P, Qのコイルがそれぞれ閉磁路となり、電流平衡トラン スが形成される。
[0042] このような電流平衡トランスは、図 18に示すように点灯装置に組み込まれる。インバ ータ回路 10の出力がインバータトランス 11を介して電流平衡トランス 40に供給され、 3つの出力がそれぞれ冷陰極管 12を駆動する。点線の内部が電流平衡トランス 40を 表している。この時の磁路を図 19に示す。 Iコア 32と対向する 2個の Eコア 36とによつ て、図 19の点線で示すように、両側の卷線領域 P, Qを囲む 2つの閉磁路を形成する 磁気回路が形成され、一方の卷線領域のコイル pi, p2を通る磁気回路によりコイル pi, p2を流れる電流が 1 : 2の割合で分けられ、他方の卷線領域のコイル ql, q2を通 る磁気回路により両コイル ql, q2を流れる電流が均等に（1 : 1で)分けられ、その結 果、本発明の電流平衡トランスに接続された 3本の冷陰極管に流れる電流 I〜1 (図
1 3
18参照）は均一となる。
[0043] 従来の 2出力の 2個のバランサを配置した図 13に示す点灯装置と、本発明の 3出 力の電流平衡トランスを用いた点灯装置（図 18)を試作し、それらについて、各冷陰 極管（CFL1〜3)に流れる電流を測定した。その測定結果を表 2に示す。表 2から、 管電流のばらつきは、本発明品は従来構成と同等であることが確認できた。今回、コ ィル pi, p2は 2 : 1の卷数比、コイル ql, q2は 1： 1の卷数比に設定したが、浮遊容量 などによる回路のばらつきによって管電流のばらつきが発生した場合、各コイルの卷 数及び卷数比を変更することによって調整することも可能である。
[0044] 【表 2】
Figure imgf000013_0001
[0045] 図 20は、本発明に係る電流平衡トランスの他の実施例を示す説明図である。 Aは、 1つの卷線枠を補助フランジ 100により更に複数に分割した例である。ボビン 20は、 図 15に示す構造に加えて、 1つの卷線枠を更に補助フランジ 100を設けた構造であ り、磁心は Iコア 32と Eコア 36の組み合わせである。このように分割数を増やすことに よって、各コイルの浮遊容量を減らし、電流平衡トランスの自己共振周波数を上げる ことができる。 Bは、 Iコア 32として 2個の直方体状コア 102をギャップシート 104を介し て連結した構造であり、該ギャップシート 104が丁度磁心組み込み溝に位置するよう に組み立てた例である。ボビン 20は、図 15に示すものと同じ構造であってよい。この ようにギャップシート 104を配することによって、コイル pi— p2とコイル ql— q2の磁気 的結合の影響を低減することができる。
[0046] 図 21は、本発明に係る電流平衡トランスの更に他の実施例を示す説明図である。
Aに示す例では、ボビンは図 15に示すものと同じ構造であり、磁心は Uコア 56と Iコア 32との組み合わせ力もなる。なお Aは正面を表している。そして、 Iコア 32がボビン 20 の巻軸を貫通し、両 Uコア 56の一方の脚が揃えられてボビン 20の磁心組み込み溝 に収容されるように組み立てられる。 Bに示す例では、ボビンは図 20の Aに示すもの と同じ補助フランジ 100を備えた構造であり、磁心は Iコア 32と日の字型コア 58との 組み合わせからなる。なお Bは平面を表している。そして、 Iコア 32がボビンの巻軸を 貫通し、 日の字型コア 58の中間架橋部 58aがボビン 20の磁心組み込み溝に嵌合す るように組み立てられる。
[0047] 図 22は本発明に係る電流平衡トランスの他の実施例を示す説明図である。ボビン 2 0は、図 15に示すものと同じ構造であってよい。 Aは平面を、 Bはボビンに磁心を組 み込む状態を、それぞれ示している。磁心は、 Eコア 80と Iコア 82との組み合わせか らなるが、組み合わせ方が前記の各実施例とは異なる。この実施例では、 Iコア 82が ボビン 20の磁心組み込み溝に嵌合し、 Eコア 80の内脚がボビン 20の巻軸に両側か ら揷入されるように組み立てられる。 Eコア 80の各脚の先端面が Iコア 82の側面に当 接する。
[0048] 図 23は本発明に係る電流平衡トランスの他の実施例を示す説明図である。ボビン 2 0は、いずれも図 15に示すものと同じ構造であってよい。 Aに示す例は、 Iコア 84とし て 2個の板状コア 66をギャップシート 68を介して貼り合わせた構造である。 Iコア 84と 組み合わせられるのは図 22に示すのと同じ Eコア 80である。なお Aは平面を表して いる。この例でも、 Iコア 84がボビン 20の磁心組み込み溝に嵌合し、 Eコア 80の内脚 がボビン 20の巻軸に挿入されるように組み立てられる。このようにギャップシート 68を 配することによって、一方の卷線領域のコイルと他方の卷線領域のコイルの磁気的結 合の影響を低減することができる。 Bに示す例では、磁心は Uコア 70と Iコア 72との組 み合わせからなる。 Iコア 72がボビン 20の磁心組み込み溝に嵌合し、前記 Uコア 70 の一方の脚がボビン 20の巻軸に両側力 挿入されている構造である。なお Bは正面 を表している。
[0049] 図 24は、本発明に係る電流平衡トランスを利用した点灯装置の他の例を示して!/ヽ る。この例は、 6本の冷陰極管 12を駆動する例である。インバータ 10の出力がインバ 一タトランス 11を介して 2出力のバランサ 90に供給され、該バランサ 90の両出力を 2 個の電流平衡トランス 92に供給し、合計 6本の冷陰極管 12を駆動する。電流平衡ト ランス 92は、一方の卷線領域の 2つのコイルで 1 : 2の電流比に分流し、多い方の電 流を他方の卷線領域の 2つのコイルで第 1の冷陰極管を流れる電流と第 2の卷線領 域の 2つのコイルに 1： 2の電流比で分流する。他方の卷線領域のコイルで第 2の冷 陰極管を流れる電流と第 3の冷陰極管を流れる電流の平衡化がなされる。これによつ て、 3本の冷陰極管 (負荷）にほぼ均等な電流を供給することができる。他方の電流 平衡トランス 92も同様である。これによつて、 6本の冷陰極管 12を流れる電流 I
1〜1 6 の平衡ィ匕がなされる。
[0050] 上記の実施例では負荷として冷陰極管を示している力 それに限られるものではな
V、。多数の発光ダイオード (LED)を直列接続した発光ダイオード群の LED点灯装 置などにも本発明を適用できる。
[0051] なお、液晶パネル全体の容量成分のばらつきや線の引き回しなどによって負荷電 流にばらつきが生じる場合、前述したように、個々の卷線の卷数を変更することによ つて、ばらつきがなくなるように調整することも可能である。
産業上の利用可能性
[0052] 本発明の電流平衡トランスは単一のトランス部品でありながら多くの負荷に流れる 電流の平衡をとることができる。大型液晶パネルでは、通常、ノ ックライトとして 3又は 4の倍数の本数の冷陰極管が用いられるので、本発明の電流平衡トランスは、そのよ うな使用状況にも合致している。このような電流平衡トランスを用いることによって、点 灯回路は、回路基板設計が簡素化され、部品の実装面積の低減やコストの削減を図 ることができる。より具体的には、 3つ又は 4つの負荷に対して電流を平衡ィ匕させるた めには、従来技術では 2種類のバランサが 1個ずつ又は 3個のバランサが必要であつ たのが、本発明では 1個で済むため、小型化が可能である。材料費についても、ボビ ン及びコアの点数を低減できるためコストダウンが可能であるし、卷線機にボビンを設 置する時間も短縮でき、製造工程でのコストダウンも可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 同一巻軸上に複数の卷線枠を具備するボビンであって、中間部の 2箇所の磁心組 み込み溝によって分割される 3つの卷線領域を有し、各卷線領域はそれぞれ 2つの 卷線枠を具備して ヽるボビンと、
該ボビンの各卷線枠に巻かれたコイルであって、中央の卷線領域の両方の卷線枠 に卷線された第 1段目の電流分割用コイルと、両側に位置する卷線領域の両方の卷 線枠にそれぞれ卷線された第 2段目の電流分割用コイルとを有するコイルと、 各卷線領域のコイルが閉磁路を形成するように設けられている磁心と
を備える電流平衡トランス。
[2] 中央の卷線領域を 2つの卷線枠に区分している仕切りに、連続卷線用の中継端子 を設けて、両端を除く 4個の卷線枠のコイルが連続卷線されるようにした請求項 1記 載の電流平衡トランス。
[3] 磁心が、背板に対して 2つの外脚と 2つの内脚が同方向に突出した構造の 2個の 4 脚コアと、 Iコアとの組み合わせ力 なり、前記 Iコアがボビンを貫通し、前記内脚がボ ビンの磁心組み込み溝に嵌合して 、る請求項 1に記載の電流平衡トランス。
[4] 磁心が、 Iコアと目の字型コアの組み合わせ力 なり、前記 Iコアがボビンを貫通し、 目の字型コアの中間架橋部がボビンの磁心組み込み溝に嵌合して 、る請求項 1に 記載の電流平衡トランス。
[5] 請求項 1に記載の電流平衡トランスを 1個以上組み込み、インバータ回路の出力を 4の倍数に分割して、それぞれ負荷となる冷陰極管を点灯させるようにした冷陰極管 点灯回路。
[6] 請求項 1に記載の電流平衡トランスを 1個以上組み込み、インバータ回路の出力を
4の倍数に分割して、それぞれ負荷となる直列接続した多数の発光ダイオードを点灯 させるようにした LED点灯回路。
[7] 同一巻軸上に複数の卷線枠を具備するボビンであって、前記ボビンは、中間部の 1 箇所の磁心組み込み溝によって分割される 2つの卷線領域を有し、両卷線領域はそ れぞれ 2つの卷線枠を具備して ヽるボビンと、
該ボビンの各卷線枠に巻かれたコイルであって、一方の卷線領域の 2つの卷線枠 に卷線されている第 1段目の電流分流用コイルと、他方の卷線領域の 2つの卷線枠 に卷線されている第 2段目の電流分流用コイルとを有するコイルと、
両卷線領域のコイルがそれぞれ閉磁路を形成するように設置されて ヽる磁心と を備えて 、る電流平衡トランス。
[8] 第 1段目の電流分流用コイルを実質的に卷数比 2 : 1で卷線し、第 2段目の電流分 流用コイルを実質的に卷数比 1： 1で卷線する請求項 7に記載の電流平衡トランス。
[9] 一方の卷線領域の磁心組み込み溝に近 、卷線枠に第 1段目の卷数の少な!/、電流 分流用コイルが位置し、第 1段目の卷数の多い電流分流用コイル、第 1段目の卷数 の少ない電流分流用コイル、第 2段目の一方の磁心組み込み溝に近い卷線枠の電 流分流用コイルが、ボビンに装着されて 、る端子を中継して順次連続するように卷線 されて 、る請求項 8に記載の電流平衡トランス。
[10] 磁心は、 Iコアと Eコア、 Iコアと Uコア、または Iコアと日の字型コアとの組み合わせか らなり、前記 Iコアがボビンの巻軸を貫通し、他方のコアの一部がボビンの磁心組み込 み溝に嵌合している請求項 7に記載の電流平衡トランス。
[11] 磁心は、 Iコアと Eコア、または Iコアと Uコアとの組み合わせからなり、前記 Iコアがボ ビンの磁心組み込み溝に嵌合し、他方のコアの一部がボビンの巻軸を貫通して 、る 請求項 7に記載の電流平衡トランス。
[12] 請求項 7に記載の電流平衡トランスを 1個以上組み込み、インバータ回路の出力を
3出力以上に分割して、それぞれの出力で負荷となる冷陰極管を点灯させるようにし た冷陰極管点灯回路。
[13] 請求項 7に記載の電流平衡トランスを 1個以上組み込み、インバータ回路の出力を 3出力以上に分割して、それぞれの出力で負荷となる直列接続した多数の発光ダイ オードを点灯させるようにした LED点灯回路。
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