(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側コイルと同一次側コイルより巻き数の少ない二次側コイルとをフェライトコアにて結合することにより、一次側コイルから入力した水平同期信号に基づく略矩形パルスを増幅して二次側コイルから水平発振トランジスタのベースに出力する水平発振トランジスタの駆動トランスであって、
ボビン型の上記フェライトコアの巻き芯に対して上記一次側コイルの巻き線よりも太い上記二次側コイルの巻き線を巻き付け、その外側に上記一次側コイルの巻き線を巻き付けたことを特徴とする水平発振トランジスタの駆動トランス。
【請求項２】
巻き数の多い一次側コイルと巻き数の少ない二次側コイルとをコアにて結合することにより、一次側コイルから入力した水平同期信号に基づく略矩形パルスを増幅して二次側コイルから水平発振トランジスタのベースに出力する水平発振トランジスタの駆動トランスであって、
上記コアの巻き芯に対して上記二次側コイルの巻き線を巻き付け、その外側に上記一次側コイルの巻き線を巻き付けたことを特徴とする水平発振トランジスタの駆動トランス。
【請求項３】
上記二次側コイルの巻き線は、上記一次側コイルの巻き線よりも太いことを特徴とする請求項２に記載の水平発振トランジスタの駆動トランス。
【請求項４】
上記コアは、ボビン型コアであることを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載の水平発振トランジスタの駆動トランス。
【請求項５】
上記一次側コイルの巻き数は概略２５０から５００回であり、上記二次側コイルの巻き数は概略２０から４０回であることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の水平発振トランジスタの駆動トランス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水平発振トランジスタの駆動トランスに関し、特に、一次側から矩形パルスを入力し二次側に水平発振トランジスタの駆動パルスを出力する水平発振トランジスタの駆動トランスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の、この種の水平発振トランジスタの駆動トランスとして、フェライトコアの巻き芯に対して巻き数の多い一次側コイルを、巻き数の少ない二次側コイルよりも内側に巻きつけたものが知られている。
かかる構成によれば、一次側コイルに入力された水平同期信号に基づく略矩形パルス電流を増幅することができるため、水平発振トランジスタをスイッチングするこが可能であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、一次側コイルと二次側コイルの結合度が悪いと、二次側コイルから水平発振トランジスタに出力される駆動パルスの引き抜き電流が少なくなるという課題があった。駆動パルスの引き抜き電流が少なくなると、水平発振トランジスタをターンオフさせる間での時間(蓄積時間)が長期化し、水平発振トランにてスイッチングロス(ストレージロス)を発生させるという課題があった。このスイッチングロスは、水平発振トランジスタにおける発熱の原因となるため、放熱板を大型化するか、電流増幅特性のよい水平発振トランジスタを使用しなければならずコストが増大するという課題があった。
一次側コイルと二次側コイルの結合度が悪い要因としては、二次側コイルは巻き数が少ないため厚みが薄く、凹凸のある一次側コイルの外側に巻くと厚み方向にずれが生じ正常なコイルが形成できないことが挙げられる。すなわち、二次側コイルがきれいに形成されず漏れ磁束が発生することにより、一次側コイルと二次側コイルの結合度が悪くなっていた。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、水平発振トランジスタにおけるスイッチングロスを少なくさせる水平発振トランジスタの駆動トランスの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる発明は、一次側コイルと同一次側コイルより巻き数の少ない二次側コイルとをフェライトコアにて結合することにより、一次側コイルから入力した水平同期信号に基づく略矩形パルスを増幅して二次側コイルから水平発振トランジスタのベースに出力する水平発振トランジスタの駆動トランスであって、
ボビン型の上記フェライトコアの巻き芯に対して上記一次側コイルの巻き線よりも太い上記二次側コイルの巻き線を巻き付け、その外側に上記一次側コイルの巻き線を巻き付けた構成としてある。
【０００５】
すなわち、巻き数の多い一次側コイルと巻き数の少ない二次側コイルとをフェライトコアにて結合することにより、水平同期信号に基づく略矩形パルスを電流増幅している。増幅されたパルスを二次側コイルから水平発振トランジスタのベースに出力する。駆動トランスを形成するにあたっては、まずボビン型の上記フェライトコアの巻き芯に対して上記二次側コイルの巻き線を巻き付ける。そして、その外側に上記二次側コイルの巻き線よりも細い上記一次側コイルの巻き線を巻き付けることにより上記駆動トランスを形成する。
【０００６】
巻き数が少ない二次側コイルはフェライトコアの巻き芯に直接巻きつけられるため、きれいに巻きつけることが可能となる。従って、巻き数が少なく厚みが薄い二次側コイルであっても、一次側コイルにより発生した磁束を漏らすことなく受け取ることができるし、急激な磁束の変化に対しては大きな誘導起電力を発生させることができる。従って、安価なボビン型コアであっても大きな引き抜き電流を生成することができ、上記水平発振トランジスタにおける蓄積時間を短縮することができる。一方、上記二次側コイルの巻き線を太く形成することにより、少ない巻き数であっても上記コアの巻き芯を上記二次側コイルの巻き線で隙間なく埋めることが可能となる。従って、より磁束が漏れないようにすることが可能となる。
【０００７】
また、請求項２にかかる発明は、巻き数の多い一次側コイルと巻き数の少ない二次側コイルとをコアにて結合することにより、一次側コイルから入力した水平同期信号に基づく略矩形パルスを増幅して二次側コイルから水平発振トランジスタのベースに出力する水平発振トランジスタの駆動トランスであって、
上記コアの巻き芯に対して上記二次側コイルの巻き線を巻き付け、その外側に上記一次側コイルの巻き線を巻き付けた構成としてある。
【０００８】
すなわち、巻き数の多い一次側コイルと巻き数の少ない二次側コイルとをコアにて結合することにより、水平同期信号に基づく略矩形パルスを電流増幅している。増幅されたパルスを二次側コイルから水平発振トランジスタのベースに出力する。駆動トランスを形成するにあたっては、まず上記コアの巻き芯に対して上記二次側コイルの巻き線を巻き付ける。そして、その外側に上記一次側コイルの巻き線を巻き付けることにより上記駆動トランスを形成する。
【０００９】
巻き数が少ない二次側コイルはフェライトコアの巻き芯に直接巻きつけられるため、きれいに巻きつけることが可能となる。従って、巻き数が少なく厚みが薄い二次側コイルであっても、一次側コイルにより発生した磁束を漏らすことなく受け取ることができるし、急激な磁束の変化に対しては大きな誘導起電力を発生させることができる。従って、大きな引き抜き電流を生成することができ、上記水平発振トランジスタにおける蓄積時間を短縮することができる。
【００１０】
さらに、請求項３にかかる発明は、上記二次側コイルの巻き線は、上記一次側コイルの巻き線よりも太い構成としてある。
すなわち、上記二次側コイルの巻き線を太く形成することにより、少ない巻き数であっても上記コアの巻き芯を上記二次側コイルの巻き線で隙間なく埋めることが可能となる。従って、より磁束が漏れないようにすることが可能となる。
【００１１】
さらに、請求項４にかかる発明は、上記コアは、ボビン型コアである構成としてある。
すなわち、上記コアの部品コストを抑えることが可能となる。
【００１２】
さらに、請求項５にかかる発明は、上記一次側コイルの巻き数は概略２５０から５００回であり、上記二次側コイルの巻き数は概略２０から４０回である構成としてある。
すなわち、上記二次側コイルの巻き数が上記一次側コイルの巻き数よりも少なくしたため流を増幅させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１および請求項２にかかる発明では、水平発振トランジスタにおけるスイッチングロスを抑制することができる水平発振トランジスタの駆動トランスを提供することができる。
請求項３にかかる発明では、漏れ磁束を減少させることができる。
請求項４にかかる発明では、部品コストを低減させることができる。
請求項５にかかる発明では、電流を増幅して水平発振トランジスタを駆動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）水平出力回路の全体構成：
（２）駆動トランスの構成：
（３）スイッチングロスについて：
（４）まとめ：
【００１５】
（１）水平偏向回路について：
図１は、水平偏向回路１００の構成を示している。同図において、水平偏向回路１００は、水平発振トランジスタＱ２と、フライバックトランスＦＢＴと、水平偏向コイルＤＹと、駆動トランジスタＱ１と、駆動トランスＨＤＴ等から構成される。駆動トランジスタＱ１はｎｐｎ型トランジスタであり、エミッタが接地されコレクタには駆動トランスＨＤＴの一次側コイルを介して直流電源が供給されている。駆動トランジスタＱ１は、ベースから図示しない同期分離回路にて生成された水平同期パルス(１５．７５ＭＨｚ)を入力している。
【００１６】
駆動トランスＨＤＴにおいて一次側コイルと二次側コイルはフェライトコアを介して結合されており、二次側コイルの出力端子は水平発振トランジスタＱ２のベースに接続されている。また、駆動トランスＨＤＴにおける二次側コイルの巻き数を一次側コイルの巻き数よりも少なくすることにより、電流を増幅して水平発振トランジスタＱ２のベースに出力することが可能となっている。水平発振トランジスタＱ２はｎｐｎ型トランジスタであり、エミッタが接地されコレクタがフライバックトランスＦＢＴや水平偏向コイルＤＹ等に接続されている。
【００１７】
以上説明した水平偏向回路１００における各箇所の電圧、電流のパルス波形を図２において示している。同図において上から順に、電圧パルスＶ１と電流パルスＩ１と電圧パルスＶ２と電流パルスＩ２の波形を示している。横軸を時間軸とし縦軸を電流値および電圧値として示している。電圧パルスＶ１は駆動トランジスタＱ１におけるコレクタ−エミッタ間の電圧パルスを示し、電流パルスＩ１は駆動トランスＨＤＴにおける二次側コイルに流れる電流パルスを示している。電圧パルスＶ２は水平発振トランジスタＱ２におけるコレクタ−エミッタ間の電圧パルスを示し、電流パルスＩ２は水平偏向コイルＤＹに流れる電流パルスを示している。
【００１８】
電圧パルスＶ１は、駆動トランジスタＱ１にベース電流として水平同期パルスを入力することにより生成するコレクタ−エミッタ間の電圧パルスである。基本的には略矩形状の水平同期パルスと略相似な波形を有するが、電圧が立ち上がる蓄積時間Ｔｓ１においては電圧は勾配をもって上昇する。蓄積時間Ｔｓ１は、し駆動トランジスタＱ１のベースに蓄積した余剰なキャリアを引き抜くために必要な時間である。駆動トランスＨＤＴの一次側コイルは駆動トランジスタＱ１のコレクタが接続されるため、駆動トランスＨＤＴの一次側コイルに流れる電流は電圧パルスＶ１に略比例した電流パルスとなる。
【００１９】
従って、駆動トランスＨＤＴにおける二次側コイルの電流パルスＩ１も基本的には電圧パルスＶ１と略相似なパルス波形となる。しかし、電流パルスＩ１において電流が立ち下がる際には、負の引き抜き電流Ｉｂが生成される。すなわち、電流パルスＩ１における電流が立ち下がる際の電流変動の傾きが急であるため、駆動トランスＨＤＴの一次側コイルにて発生する磁束も急激に変化する。従って、この急激な磁束の変化を打ち消すべく、駆動トランスＨＤＴの二次側コイルには、引き抜き電流Ｉｂとして一時的に負の誘導電流が生成される。一方、上述のとおり蓄積時間Ｔｓ１においては、一次側コイルの電流変動がゆるやかであるため、二次側コイルに過剰な誘導電流が生成されることはない。なお、駆動トランスＨＤＴにおける二次側コイルの巻き数が一次側コイルの巻き数よりも少なくしてあるため、二次側コイルの電流は増幅されている。一般に、各コイルの巻き数と各コイルに流れる電流との関係は、下記の式の関係となる。
（一次側巻き数）：（二次側巻き数）＝（二次側電流）：（一次側電流）
【００２０】
駆動トランスＨＤＴにおける二次側コイルに流れる電流パルスＩ１は、水平発振トランジスタＱ２のベースに入力され、水平発振トランジスタＱ２を駆動させている。すなわち、水平発振トランジスタＱ２におけるコレクタ−エミッタ間の電圧パルスＶ２を生成させている。電圧パルスＶ２はフライバックパルスとも呼ばれ、フライバックトランスＦＢＴの駆動に利用されている。電圧パルスＶ２においても水平発振トランジスタＱ２のベース電流の立ち下がり開始から所定の蓄積時間Ｔｓ２の間は電圧が急激に上昇していない。これは、水平発振トランジスタＱ２においても駆動トランジスタＱ１と同様に、しばらくの間は内部において余剰なキャリアが引き抜かれるためである。
【００２１】
以上のように生成された電圧パルスＶ２は、フライバックトランスＦＢＴに出力され、受像管のアノード電極に供給される高圧や、その他の直流電源の生成に供される。また、電圧パルスＶ２は、水平偏向コイルＤＹにも出力されて、図２の電流パルスＩ２に示すようなのこぎり波状に変調される。そして、のこぎり波状の電流パルスＩ２が水平偏向コイルＤＹを駆動させることにより、受像管における電子ビームを水平方向に走査させることが可能となっている。
【００２２】
（２）駆動トランスの構成：
図３は、駆動トランスＨＤＴの外観を正面から見て示している。駆動トランスＨＤＴは、概略略矩形の板状の台座４０と、同台座４０から下方に突設された略棒状の一次側端子３１ａ，３１ｂと二次側端子３２ａ，３２ｂと、台座４０上に載置固定されたフェライトコア１０と、フェライトコア１０の巻き芯に巻きつけられた一次側巻き線２１および二次側巻き線２２とから構成されている。一次側巻き線２１は、一次側端子３１ａと一次側端子３１ｂのそれぞれに両端を電気的に接続しており、フェライトコア１０の巻き芯に巻きつけられることにより一次側コイルを構成している。二次側巻き線２２も同様に、二次側端子３２ａと二次側端子３２ｂのそれぞれに両端を電気的に接続しており、フェライトコア１０の巻き芯に巻きつけられることにより二次側コイルを構成している。
【００２３】
図４は、駆動トランスＨＤＴの断面を見て示している。同図において、フェライトコア１０は、略円盤状の上板部１０ａと、台座４０に下面が接合され上板部１０ａと略同形な下板部１０ｂとを備えている。また、上下の軸方向両端にて上板部１０ａと下板部１０ｂとを連結し上板部１０ａおよび下板部１０ｂより細径な略円柱状の巻き芯１０ｃが形成されている。すなわち、本実施形態においてはフェライトコア１０としてボビン型コアが採用されている。ボビン型コアは形状が簡単なため、成型しやすく安価であるという利点がある。
【００２４】
そして、巻き芯１０ｃには直接、黒塗りの断面で示す二次側巻き線２２が巻きつけられ、同二次側巻き線２２の外側に絶縁シート２５を挟んで白抜きの断面で示す一次側巻き線２１が巻きつけられている。すなわち、駆動トランスＨＤＴを形成するにあたっては、二次側巻き線２２を先に巻きつけ、後から一次側巻き線２１を巻きつけている。また、二次側巻き線２２は一次側巻き線２１よりも断面の径が大きくなるように形成されている。このようにして形成された一次側コイルおよび二次側コイルは、共通して巻き芯１０ｃをコイルの芯として有することとなる。従って、一次側コイルに電流が流れフェライトコア１０に磁束が発生すると、二次側コイルの芯にも磁束が生成されたこととなり、二次側コイルにおいてこの磁束を打ち消すような誘導電流を生成させることができる。
【００２５】
いいかえれば、二次側コイルに一次側コイルの電流に応じた電流を生成させることが可能となっている。すなわち、一次側コイルと二次側コイルとは電気的には接続されないものの、磁束によって互いに結合されることとなる。なお、上述したとおり二次側にて電流を増幅させるために二次側コイルの巻き数が一次側コイルと比して少なくされている。本実施形態においては、一次側コイルの巻き数４００回とされ、二次側コイルの巻き数３０回とされている。ただし、二次側コイルの巻き数が一次側コイルと比して少なければよく、各コイルの巻き数は上記の例に限られるものではない。また、巻き数が少ないため二次側コイルは一次側コイルよりも水平方向の厚みが薄く形成される。二次側コイルは、直接、略円柱状の巻き芯１０ｃに巻きつけられているため、上下に一直線となるように整列させて巻きつけられている。従って、二次側コイルは厚みが薄いものの、厚み方向にずれが生じることなく一様なコイルに形成することが可能となっている。また、二次側コイルは巻き数が少ないものの、断面の大きい巻き線を使用することにより隙間なく巻きつけることが可能となっている。
【００２６】
このようにすることにより、一次側コイルにて生成した磁束を、損失を少なくして二次側コイルに受け取らせることが可能となる。また、一次側コイルによる磁束の変動に対して敏感に二次側コイルにて誘導電流を発生させることができる。従って、急激な一次側の電流変動により発生する引き抜き電流Ｉｂを(負の方向に、以下同じ)大きくすることが可能となる。なお、一次側コイルは凹凸のある二次側コイルの外側に巻きつけられるが、巻き数が多く水平方向の厚みが大きいため問題とならない。むろん、磁束の漏れが発生しにくいＥＩ型コアを適用することにより、同様の効果を得ることも可能であるが、部品コストが増大する点で問題がある。
【００２７】
（３）スイッチングロスについて：
水平発振トランジスタＱ２は、図２の電圧パルスＶ２に示すようにスイッチングされている。その際に発生するスイッチングロスには種々の要因によるものが考えられるが、本発明においては上記蓄積時間Ｔｓ２におけるストレージロスを抑制することが可能となっている。図５は、蓄積時間Ｔｓ２における電圧パルスＶ２を詳細に示している。同図において、水平発振トランジスタＱ２のベース電流の電流パルスＩ２も示している。本発明にかかる駆動トランスＨＤＴによれば、電流パルスＩ２における引き抜き電流Ｉｂを大きくすることが可能となる。従って、ベースに蓄積された余剰なキャリアを素早く引き抜くことが可能となる。すなわち、ベースに加えられる負の電流を大きくすることにより、蓄積時間Ｔｓ２を短縮させることができる。
【００２８】
同図において、電流パルスＩ２において引き抜き電流Ｉｂが小さい場合の電圧パルスＶ２の変動を破線で示している。すなわち、引き抜き電流Ｉｂが小さいため余剰なキャリアを引き抜く蓄積時間Ｔｓ２が長期化している。また、その分だけフライバックパルスの発振タイミングが遅れることとなる。蓄積時間Ｔｓ２においては徐々に電圧が上昇するため、引き抜き電流Ｉｂが大きい場合に比べて電力を多く消費することとなる。また、蓄積時間Ｔｓ２が長期化することにより、ハッチングで示した電圧パルスＶ２を蓄積時間Ｔｓ２で定積分した値も大きくなる。従って、蓄積時間Ｔｓ２が短くなる引き抜き電流Ｉｂが大きい場合に比べて、電力量も多く消費することとなる。以上説明したように、引き抜き電流Ｉｂが小さいと、水平発振トランジスタＱ２における電力や電力量を大きく消費することとなる。これに対して本発明では、駆動トランスＨＤＴの一次側と二次側の結合を強くさせることにより引き抜き電流Ｉｂを大きくしているため、電力や電力量のロスを少なくすることができる。
【００２９】
上述した水平発振トランジスタＱ２における電力や電力量のロスは、消費電力を増大させる要因となるばかりか、水平発振トランジスタＱ２の発熱の要因ともなる。従って、いわゆるスイッチングロスを軽減することにより、水平発振トランジスタＱ２を放熱させるための放熱板を不要とすることができる。さらに、本発明においては駆動トランスＨＤＴの一次側と二次側の巻き線の巻き順を変えるだけでよく、新規な部品等を必要しない。従って、コストを上昇させることなく水平発振トランジスタＱ２のスイッチングロスを低減させることが可能となっている。
【００３０】
（４）まとめ：
以上説明したように本発明にかかる水平発振トランジスタの駆動トランスによれば、水平発振トランジスタのベースに入力される引き抜き電流を大きくすることができるため、水平発振トランジスタにおける蓄積時間を短縮することができる。従って、水平発振トランジスタにおけるスイッチングロスを低減させることが可能となる。また、具体的手段として駆動トランスの巻き芯に対する各巻き線の巻き順を最適化するだけで済むため、コストを増大させることもない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明にかかる水平偏向回路の回路図である。
【図２】水平偏向回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】駆動トランスの外観図である。
【図４】駆動トランスの断面図である。
【図５】水平発振トランジスタの動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１０…フェライトコア
１０ａ…上板部
１０ｂ…下板部
１０ｃ…巻き芯
２１…一次側巻き線
２２…二次側巻き線
３１ａ，３１ｂ…一次側端子
３２ａ，３２ｂ…二次側端子
４０…台座
１００…水平偏向回路
ＤＹ…水平偏向コイル
ＦＢＴ…フライバックトランス
ＨＤＴ…駆動トランス
Ｑ１…駆動トランジスタ
Ｑ２…水平発振トランジスタ
【図１】
0003729269.tif 000002
【図２】
0003729269.tif 000003
【図３】
0003729269.tif 000004
【図４】
0003729269.tif 000005
【図５】
0003729269.tif 000006