(57)【要約】【課題】変圧器コイル構造の提供。【解決手段】変圧器コイル構造は、一個の一次側コイル基板および一次側コイル基板と接続された少なくとも二個の二次側コイル基板を包含し、そのうち当該一次側コイル基板は一個の一次側ボビンから構成され、各二次側コイル基板はおのおの一個の二次側ボビンから構成されており、しかも当該二次側ボビンは水平方向に配置され、当該一次側ボビンは垂直方向に配置され、一次側ボビンに巻かれる一次側コイルの巻き線の厚みは当該水平方向に向かって増すことにより、変圧器自体の厚みを節減できることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一個の一次側コイル基板および一次側コイル基板と接続された少なくとも二個の二次側コイル基板を包含し、そのうち当該一次側コイル基板は一個の一次側ボビンから構成され、各二次側コイル基板はおのおの一個の二次側ボビンから構成されており、しかも当該二次側ボビンは水平方向に配置され、当該一次側ボビンは垂直方向に配置され、一次側ボビンに巻かれる一次側コイルの巻き線の厚みは当該水平方向に向かって増すことにより、変圧器自体の厚みを節減できることを特徴とする、変圧器コイル構造。
【請求項２】
請求項１記載の変圧器コイル構造において、当該一次側コイル基板は装着用パーツを具備し、当該装着用パーツの一面にコア装着溝が有り、当該一次側ボビンの一端は当該装着用パーツの頂部に接続され、当該コア装着溝と接続されるのを特徴とする変圧器コイル構造。
【請求項３】
請求項２記載の変圧器コイル構造において、当該一次側ボビンの別の一端に隔離バイザーを具備することを特徴とする変圧器コイル構造。
【請求項４】
請求項３記載の変圧器コイル構造において、当該隔離バイザーと当該二次側ボビンの配置方向に向かって左右側辺上において平行に一対のスライド溝が設けられており、且つ全体構造中においては、当該一次側コイル基板および当該二次側コイル基板数個の上部を覆う保護カバーがあり、当該保護カバーが当該隔離バイザーの当該スライド溝に呼応する両側辺上に一対のスライドレールを具備し、当該スライドレール一対は当該スライド溝に嵌め込み可能であり、これによって当該保護カバーの構造が強化されていることを特徴とする、変圧器コイル構造。
【請求項５】
請求項２記載の変圧器コイル構造において、当該装着パーツにおける当該コア装着溝の裏側には数個の第一端子が接続されており、電圧を入力できることを特徴とする、変圧器コイル構造。
【請求項６】
請求項２記載の変圧器コイル構造において、当該装着パーツにおける当該コア装着溝側には数個の接合スロットが設けられ、すべての二次側ボビンの一側面には、当該接合スロットと接合可能で当該接合スロットと同一個数の接合ピンが突出していることを特徴とする、変圧器コイル構造。
【請求項７】
請求項６記載の変圧器コイル構造において、全体構造中において、当該二次側コイル基板数個の上部を覆う保護カバーがあり、これによって当該保護カバーの構造が強化されていることを特徴とする、変圧器コイル構造。
【請求項８】
請求項６記載の変圧器コイル構造において、すべての二次側ボビンにおける別の一端には装着用パーツがせり出しており、当該装着用パーツ上には数個の第二端子が接続されており、変圧された電圧を出力できることを特徴とする、変圧器コイル構造。
【請求項９】
請求項１記載の変圧器コイル構造において、二次側ボビンは同間隔に配列された隔壁を具備した、いわゆるトランスボビン型であることを特徴とする変圧器コイル構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は変圧器コイル構造、特に変圧器の厚みを節減できる変圧器コイル構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の変圧器における最も基本的な構造はコイルボビン内部にコアを挿入し、このコイルボビンを一次側コイルと二次側コイルという二つのエリアに区分けし、この両エリアにおいて個別に一次側コイルおよび二次側コイルを巻き、一次側コイルに電圧を入力して、コアによる電磁誘導を経て、二次側コイルにおいて電圧転換を行い出力して、負荷使用に供するものである。
【０００３】
液晶ディスプレイを例にとると、液晶ディスプレイの輝度に対する高度の要求に対応するため、業界では液晶ディスプレイ内部のバックライトモジュールに使用するランプの個数を増やすところもあるが、これに従い変圧器の使用台数も増えることから、液晶ディスプレイの体積、重量ともに増加せざるを得ない。よって、ある業者は単一の変圧器で多数のランプを駆動させる構造を設計して上述の問題を解決している。言い換えると、単一の変圧器で二つ以上の負荷使用に供するというニーズが高まってきていることになる。
【０００４】
複数の負荷使用に供される変圧器は、一個の一次側コイル基板と二個以上の二次側コイル基板から構成されているものが知られている。おのおのの二次側コイル基板は並列に配置され一次側コイル基板と接続されている。そのうち、一次側コイル基板は主に一次側ボビンで構成され、各二次側コイル基板は主に二次側ボビンから構成されており、一次側ボビンと二次側ボビンはともに水平方向に配置されている。このほか、一次側ボビンと各二次側ボビンには一次側コイルと二次側コイルが巻かれており、一次側ボビンと各二次側ボビンにはコアが通され、一次側エリアから入力された電圧は、コアの電磁誘導を経て、各二次側エリアにおいて電圧転換され、複数の負荷使用に供される。
【０００５】
従来の一次側ボビンと二次側ボビンはともに水平方向に配されていることから、負荷力率または接続負荷が増加した場合、一次側ボビンに巻かれた一次側コイルには温度上昇問題が発生し、変圧器が過熱現象を起こすことは注意されるべきである。一次側コイルに太い巻き線を採用して温度上昇問題を解決できても、一次側ボビンが水平方向に配置されているため、一次側ボビンにおける巻き線の厚みは垂直方向に向かって増し、これに従い変圧器の厚みも増してゆき、変圧器の体積縮小を困難にしている。
【０００６】
周知の電圧コンバータおよびこれを用いた放電管点灯回路（特許文献１）が第７図、第８図に示されているが、これは一個の電圧コンバータが複数出力を行う例であり、一対のコアで電磁シールド７００を成し、一次巻き線８００と複数個の二次巻き線８１０を当該シールド内に実装し、且つ一次巻き線８００と複数個の二次巻き線８１０は同一平面における横向きに配列されており、一次巻き線８００と複数個の二次巻き線８１０はすべて垂直方向に巻かれている。そして第９図によると、コア７００とリード線が放電現象を起こすのを防止する意図により、二個の当該二次巻き線８１０は相互に逆の方向に巻かれているが、二次巻き線８１０は同一基板上に巻かれており、いかなる絶縁設計も存在しないので、機器配線に当たり基板における巻き線が偏りがちになり、電圧コンバータの耐圧効果は予期されたよりも弱くなる。
【０００７】
【特許文献１】台湾特許公示第１２２７０９７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
よって、本発明の目的は変圧器の厚みを抑えて体積縮小させるような変圧器コイル構造である。
【０００９】
上述の目的に基づき、本発明は変圧器コイル構造を提供するものであり、この変圧器コイル構造には一個の一次側コイル基板および一次側コイル基板と接続された二個以上の二次側コイル基板が含まれる。一次側コイル基板は主に一個の一次側ボビンから構成され、各二次側コイル基板はおのおの一個の二次側ボビン２１０から構成されている。しかも二次側ボビンは水平方向に配置され、当該一次側ボビンは垂直方向に配置されており、一次側ボビンに巻かれる一次側コイルの巻き線の厚みは水平方向に向かって増すことにより、変圧器自体の厚み削減が可能である。
【００１０】
本発明における典型的実施例と技術内容を、以下、図面を配して説明してみたい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、一個の一次側コイル基板および一次側コイル基板と接続された少なくとも二個の二次側コイル基板を包含し、そのうち当該一次側コイル基板は一個の一次側ボビンから構成され、各二次側コイル基板はおのおの一個の二次側ボビンから構成されており、しかも当該二次側ボビンは水平方向に配置され、当該一次側ボビンは垂直方向に配置され、一次側ボビンに巻かれる一次側コイルの巻き線の厚みは当該水平方向に向かって増すことにより、変圧器自体の厚みを節減できることを特徴とする、変圧器コイル構造としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の変圧器コイル構造において、当該一次側コイル基板は装着用パーツを具備し、当該装着用パーツの一面にコア装着溝が有り、当該一次側ボビンの一端は当該装着用パーツの頂部に接続され、当該コア装着溝と接続されるのを特徴とする変圧器コイル構造としている。
請求項３の発明は、請求項２記載の変圧器コイル構造において、当該一次側ボビンの別の一端に隔離バイザー１３０を具備することを特徴とする変圧器コイル構造としている。
請求項４の発明は、請求項３記載の変圧器コイル構造において、当該隔離バイザーと当該二次側ボビンの配置方向に向かって左右側辺上において平行に一対のスライド溝が設けられており、且つ全体構造中においては、当該一次側コイル基板および当該二次側コイル基板数個の上部を覆う保護カバーがあり、当該保護カバーが当該隔離バイザーの当該スライド溝に呼応する両側辺上に一対のスライドレールを具備し、当該スライドレール一対は当該スライド溝に嵌め込み可能であり、これによって当該保護カバーの構造が強化されていることを特徴とする、変圧器コイル構造としている。
請求項５の発明は、請求項２記載の変圧器コイル構造において、当該装着パーツにおける当該コア装着溝の裏側には数個の第一端子が接続されており、電圧を入力できることを特徴とする、変圧器コイル構造としている。
請求項６の発明は、請求項２記載の変圧器コイル構造において、当該装着パーツにおける当該コア装着溝側には数個の接合スロットが設けられ、すべての二次側ボビンの一側面には、当該接合スロットと接合可能で当該接合スロットと同一個数の接合ピンが突出していることを特徴とする、変圧器コイル構造としている。
請求項７の発明は、請求項６記載の変圧器コイル構造において、全体構造中において、当該二次側コイル基板数個の上部を覆う保護カバーがあり、これによって当該保護カバーの構造が強化されていることを特徴とする、変圧器コイル構造としている。
請求項８の発明は、請求項６記載の変圧器コイル構造において、すべての二次側ボビンにおける別の一端には装着用パーツがせり出しており、当該装着用パーツ上には数個の第二端子が接続されており、変圧された電圧を出力できることを特徴とする、変圧器コイル構造としている。
請求項９の発明は、請求項１記載の変圧器コイル構造において、二次側ボビンは同間隔に配列された隔壁を具備した、いわゆるトランスボビン型であることを特徴とする変圧器コイル構造としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は変圧器コイル構造を提供するものであり、この変圧器コイル構造には一個の一次側コイル基板および一次側コイル基板と接続された二個以上の二次側コイル基板が含まれる。一次側コイル基板は主に一個の一次側ボビンから構成され、各二次側コイル基板はおのおの一個の二次側ボビン２１０から構成されている。しかも二次側ボビンは水平方向に配置され、当該一次側ボビンは垂直方向に配置されており、一次側ボビンに巻かれる一次側コイルの巻き線の厚みは水平方向に向かって増すことにより、変圧器自体の厚み削減が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
まず第１図から第４図に示されたように、本発明の変圧器コイル構造は、本案実施例中において、一個の一次側コイル基板１００および二個の二次側コイル基板２００が含まれている。一次側コイル基板１００は長方形の一次側ボビン１１０および長方形の装着用パーツ１２０から構成されており、そのうち一次側ボビン１１０は垂直方向Ａに向かって装着用パーツ１２０上部に配置されており、この一次側ボビン１１０の一端は装着用パーツ１２０の頂部と接続し、その別の一端が隔離バイザー１３０と接続しており、一次側ボビン１１０には一次側コイル１４０が巻かれている。
【００１４】
このほか、装着用パーツ１２０の一面にはコア装着溝が有り、一次側ボビン１１０と接続可能である。さらに、装着用パーツ１２０におけるコア装着溝の裏側には数個の第一端子１２４が接続されており、これによって一次側コイル１４０と接続され、電圧入力が可能である。
【００１５】
各二次側コイル基板はすべて長方形の二次側ボビン２１０および二次側ボビン２１０の一端に接続された装着用パーツ２２０から構成されている。そのうち、二次側ボビン２１０には二次側コイル２３０が巻かれ、装着用パーツ２２０上には数個の第二端子１４０が有り、二次側コイル２３０と接続されたりプリント基板図中未表示に溶接されたりして、変圧された電圧を出力できる。このほか、二次側ボビン２１０の一側面には接合ピン２５０が突出しており、コア装着溝１２２側における長方形の装着用パーツ１２０上にある接合スロット１２６と接合可能であり、すべての二次側コイル基板２００の二次側ボビン２１０は水平方向Ｂにおいて一次側コイル基板１００と接続される。さらに、二次側ボビン２１０上は同間隔に配列された隔壁２６０を具備した、いわゆるトランスボビン型であり、この隔壁２６０が二次側ボビン２１０を多くの巻き線エリアに区分けし、二次側ボビン２１０に巻かれた二次側コイル２３０が多層化した場合に、各層間に電圧差が生じ、アーキング現象（ａｒｃｉｎｇ）が発生するのを回避する。
【００１６】
上述装着用パーツ１２０のコア装着溝１２２と二個の二次側ボビン２１０内をＵ型コア３００が貫き、一次側コイル基板１００および二個の二次側コイル基板２００の上部には別のＵ型コア４００を配し、そのうち、このＵ型コア４００の一端は下方に伸びて一次側ボビン１１０内を貫き、当該Ｕ型コア４００の別の一端も下方に伸びて、二次側ボビン２１０を貫通したＵ型コア３００と一部接触して電磁シールドを構成する。これにより、一次側コイルから入力された電圧は、Ｕ型コア３００４００による電磁誘導を経て、各二次側コイルにおいて電圧転換を受けた後で出力され、後続の複数の負荷使用に供する。
【００１７】
上述のＵ型コア４００の装着前において、二次側コイル基板２００上部に保護カバー５００をかけるが、この保護カバー５００はＵ型コア３００の一部区域が外部露出するようにして、Ｕ型コア４００がＵ型コア３００と一部接触できるようにする。保護カバー５００の設計は構造強度を強化して、二次側コイル基板の電気的特性が外部からの衝撃により影響を受けるのを回避する。
【００１８】
特に第４図を参照されたいが、本実施例における一次側ボビン１１０は垂直方向Ａに配置されているので、一次側コイル１４０は一次側ボビン１１０において水平方向Ｂに向かって巻かれることは注意されてよい。負荷力率（または接続負荷）が増加された場合には、一次側コイルにおいて太線を採用して温度上昇問題を解決するが、設定された巻き線のエリア内（一次側ボビン１１０の取付け設定高度による）において、一次側コイル１４０が一次側ボビン１１０に巻かれたときの厚みは水平方向Ｂに増すことから、変圧器の厚みは代わらず、変圧器の体積縮小を可能にするものである。
【００１９】
第５図および第６図は、本発明における別の実施例だが、本実施例の主な構造は既述の実施例と共通であり、共通する箇所に関しては同一コード番号を用いて、記述の重複を避ける。その相違点は、隔離バイザー１３０と二次側ボビン２１０の配置方向に向かって左右側辺上において平行に一対のスライド溝１３２が設けられており、上述のＵ型コア４００装着前に、一次側コイル基板１００と二個の二次側コイル基板２００の上に保護カバー６００をかけ、保護カバー６００が隔離バイザー１３０のスライド溝１３２に呼応する両側辺上に一対のスライドレール６１０を設ける。装着に当たり二個の二次側コイル基板を保護カバー６００内に収め、Ｕ型コア３００を装着後、保護カバー６００のスライドレール６１０を隔離バイザー１３０のスライド溝１３２に圧入して固定し、同時にこの保護カバー６００は先と同様にＵ型コア３００の一部エリアを外部露出させるので、Ｕ型コア４００がＵ型コア３００と接触可能である。そして保護カバー６００は構造強度を強化された設計とし、一次側コイル基板１００と二次側コイル基板２００の電気的特性が外的衝撃に影響されるのを回避する。また、保護カバー６００のスライドレール６１０と隔離バイザー１３０のスライド溝１３２が圧入固定されることにより、間接的に一次側コイル基板１００と二次側コイル基板２００が接続され、既述の実施例における接合スロット１２６と接合ピン２５０を省くことが可能となる。
【００２０】
以上を総合すると、本発明の変圧器コイル構造は、一次側ボビン１１０が垂直方向Ａに配置されていることから、一次側ボビン１１０に巻かれる一次側コイル１４０の厚みは水平方向Ｂに向かって増すことになり、変圧器の厚みを減少させて、その体積縮小を可能とするものである。
【００２１】
ここに本発明と従来の技術（特許文献１）を性能パフォーマンスを、三組の試験報告高圧試験、動態耐圧試験およびインパルス試験にまとめてみた。以下はその比較結果である。
（一）高電圧試験の内容：
試験の条件：
（１）漏洩電流  ３ｍＡ
（２）試験電圧  ＡＣ  ３ＫＶｍｉｎ
（３）周波数  ６０Ｈｚ
【００２２】
第１０図と第１１図に示すのは、本発明と従来の特許電圧コンバータの高電圧試験報告（ＨＩ−ＰＯＴ  ＴＥＳＴ）である。このデータよりわかるのは、本発明の変圧器各ユニットにおけるボビンの耐電圧はすべて３KV以上である。本発明のコイル構造における一次側ボビン１１０の巻き線は外径いっぱいに巻かれ且つ垂直方向Ａに配置され、二次側ボビン２１０は水平方向Ｂに配置されているおり、変圧器コイル構造は同一平面上に設置されてないことから、一次側ボビン１１０と二次側ボビン２１０の安全距離も大きくなり、しかも高電圧処理が可能で、変圧器の安全係数も高まる。これに対して従来型は、一次巻き線と二次巻き線はどちらも横向き配列で同一平面上にあることから、本発明のほうが従来型よりも高電圧に対する耐性が高くなる。よって本発明は、変圧器の使用寿命を延長するのに加えて、超高電圧製品への運用も可能にしている。
（二）動態耐電圧試験の内容：
試験条件：
（１）一次側コイル巻き数：１４Ｔ    二次側コイル巻き数：１６５０Ｔ
（２）ＧＡＰ：０. ０７５ｍｍ
（３）周波数：１００ＫＨｚ
（４）周期：５０
（５）試験電圧：３  ＫＶｒｍｓ
（６）試験用端子ＣＨ１、ＣＨ２はおのおの二次側の出力端子に接続
試験の結果：
本発明の変圧器は２分５９秒後にアーキング現象
従来の電圧コンバータは６７秒後にアーキング現象
【００２３】
第１２図と第１３図に示すのは本発明と従来の電圧コンバータにおける動態耐電圧試験である。この結果によると、本発明の変圧器コイルにおける二次側ボビン２１０は多数の隔壁１３０を持ったトランスボビン型であり、二個の二次側ボビン２１０の実装基板も二個に分かれているので、コイルの安全距離も大きく、変圧器コイルの高電圧に対する耐性も高いことから、二次側ボビン２１０の間隙における圧力差増大によるアーク放電現象も回避されている。これに対して従来型は、複数の二次巻き線は各自巻かれるが、巻き線には隔壁がなく、ゆえに本発明は従来型よりも長い耐圧時間を有し、変圧器の使用寿命の延長を可能としている。
（三）インパルス試験の内容：
試験条件：
（１）面積差比：設定値：３. ０  ％
（２）微量放電：設定値：１０
（３）試験電圧：８ＫＶ
試験結果：
本発明の変圧器における面積差比の測定値は１. ０％、微量放電の測定値は７であり設定値１０の標準を超えるものではなく、試験結果の判定はＯＫ。
従来型の電圧コンバータにおける面積差比の測定値は２. ０％、微量放電の測定値は２３であり設定値１０の標準を超えており、試験結果の判定はＮＧ。
【００２４】
第１４図と第１５図に示すのは、本発明と従来型電圧コンバータにおけるインパルス試験報告である。この結果から、本発明における変圧器コイル構造の一次側コイル基板１００と二次側コイル基板２００がそれぞれに絶縁されており、且つ二次側ボビン２１０に多数配列された隔壁１３０は絶縁材でできているため、二次側コイルは単独基板上に各層隔ててコイルが巻かれていることになり、変圧器コイル構造間において圧力差が過大のときに発生する微量放電によりパルス干渉が発生するのが回避されている。第１４図の棒グラフよると、シグナルは相当に安定しており、本発明の変圧器に高電圧が入力されるに当たり、微量放電によるパルス干渉が発生しにくいことを示しており、試験電圧が１０ＫＶまで上げられた時も、本発明における各層間における耐圧効果は十分であり、高い安全係数を具備していることがわかる。；これに反して従来型は、第１５図の棒グラフにおいて破線円形により表示された箇所（すなわち試験電圧８ＫＶの時）が示すように、この部分は明らかに突出しており、測定された微量放電の値は約２３、微量放電の標準値（設定値は１０）を超えており、棒グラフにおいて破線円形により表示された箇所に呼応する時間の波形図をみると、微量放電発生時の波形も不安定なものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の変圧器コイル構造における実施例の立体分解図である。
【図２】本発明の変圧器コイル構造における実施例の組合せ透視図である。
【図３】本発明の変圧器コイル構造における実施例の平面図である。
【図４】本発明の変圧器コイル構造における実施例の側面断面図である。
【図５】本発明の変圧器コイル構造における別の実施例の立体分解図である。
【図６】本発明の変圧器コイル構造における別の実施例の組合せ図である。
【図７】従来型電圧コンバータの平面図である。
【図８】従来型電圧コンバータの分解図である。
【図９】従来型電圧コンバータの簡素化された平面図である。
【図１０】本発明と従来型電圧コンバータの高電圧試験結果の対照表である。
【図１１】本発明と従来型電圧コンバータの高電圧試験結果の対照表である。
【図１２】本発明と従来型電圧コンバータの動態耐電圧試験結果を対照する波形グラフと数値図である。
【図１３】本発明と従来型電圧コンバータの動態耐電圧試験結果を対照する波形グラフと数値図である。
【図１４】本発明と従来型電圧コンバータのインパルス試験結果を対照する変化表示図である。
【図１５】本発明と従来型電圧コンバータのインパルス試験結果を対照する変化表示図である。
【符号の説明】
【００２６】
１００  一次側コイル基板
１１０  一次側ボビン
１２０  装着用パーツ
１２２  コア装着溝
１２４  第一端子
１２６  接合スロット
１３０  隔離バイザー
１３２  スライド溝
１４０  一次側コイル
２００  二次側コイル基板
２１０  二次側ボビン２１０
２２０  装着用パーツ
２３０  二次側コイル
２４０  第二端子
２５０  接合ピン
２６０  隔壁
３００、４００  Ｕ型コア
５００、６００  保護カバー
６１０  スライドレール
７００  電磁シールド
８００  一次巻き線
８１０  二次巻き線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１２】
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【図１３】
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