(57)【要約】      （修正有）【課題】製品サイズが小さく、かつ、高圧巻線のホットエンドにおける火花形成や沿面放電の領域が完全に回避される高圧トランスを提供する。【解決手段】トランスは、第１及び第２の脚部を有する閉コアと、各々が第１及び第２の末端部と中央部とを有するボビン１６，１８とを備える。いずれのボビンも、第１及び第２の一次巻線と、第１及び第２の二次巻線が巻回され、第１の一次巻線は各ボビンの第１の末端部に、第２の一次巻線は各ボビンの第２の末端部に配置されている。いずれのボビンも、第１の二次巻線はボビンの中央部から出発して第１の末端部に向かって巻回され、いずれのボビンも、第２の二次巻線はボビンの中央部から出発して第２の末端部に向かって巻回されている。第１の二次巻線の巻回方向は、第２の二次巻線の巻回方向と反対である。いずれのボビンの中央部にも、第１の電気系統端子が配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の脚部（１２、１４）を有する閉じられたコア（１０）と、前記コア（１０）の前記第１の脚部（１２）の上に配置されて第１の末端部と第２の末端部と中央部とを有する第１のボビン（１６）と、前記コア（１０）の前記第２の脚部（１４）の上に配置されて第１の末端部と第２の末端部と中央部とを有する第２のボビン（１８）とを備える高圧トランスであって、
いずれの前記ボビン（１６、１８）も、第１及び第２の一次巻線（Ｐｒｉｍ１、Ｐｒｉｍ２及びＰｒｉｍ３、Ｐｒｉｍ４）と、第１及び第２の二次巻線（Ｓｅｃ１、Ｓｅｃ２及びＳｅｃ３、Ｓｅｃ４）とを巻回され、
前記第１の一次巻線（Ｐｒｉｍ１、Ｐｒｉｍ３）が前記各ボビン（１６、１８）の前記第１の末端部に、前記第２の一次巻線（Ｐｒｉｍ２、Ｐｒｉｍ４）が前記各ボビン（１６、１８）の前記第２の末端部にそれぞれ配置され、
前記各ボビン（１６、１８）の前記第１の二次巻線（Ｓｅｃ１、Ｓｅｃ３）が、前記ボビンの中央部から出発して前記第１の末端部に向かって巻回され、前記各ボビン（１６、１８）の前記第２の二次巻線（Ｓｅｃ２、Ｓｅｃ４）が、前記ボビンの中央部から出発して前記第２の末端部に向かって巻回され、前記第１の二次巻線（Ｓｅｃ１、Ｓｅｃ３）の巻回方向は、前記第２の二次巻線（Ｓｅｃ２、Ｓｅｃ４）の巻回方向と逆であり、
前記各ボビン（１６、１８）の中央部には、第１の電気系統端子（ＨＶ１２、ＨＶ３４）が配置されていることを特徴とする高圧トランス。
【請求項２】
前記二次巻線（Ｓｅｃ１、Ｓｅｃ２、Ｓｅｃ３、Ｓｅｃ４）の総ての低電位末端（ＬＶ１、ＬＶ２、ＬＶ３、ＬＶ４）は、電気的に相互に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の高圧トランス。
【請求項３】
いずれの前記一次巻線も、前記コア（１０）において、その他の前記一次巻線と同様の磁束方向を生じるように、前記一次巻線（Ｐｒｉｍ１乃至Ｐｒｉｍ４）が接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧トランス。
【請求項４】
いずれの前記ボビン（１６、１８）も、前記第１及び第２の二次巻線（Ｓｅｃ１、Ｓｅｃ２又はＳｅｃ３、Ｓｅｃ４）の高電位末端が、前記第１の電気系統端子（ＨＶ１２又はＨＶ３４）と接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の高圧トランス。
【請求項５】
いずれの前記ボビン（１６、１８）も、前記第１の二次巻線（Ｓｅｃ１、Ｓｅｃ３）の低電位末端が、前記各ボビン（１６、１８）の前記第１の末端部に配置された第２の電気系統端子（ＬＶ１又はＬＶ３）と接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の高圧トランス。
【請求項６】
いずれの前記ボビン（１６、１８）も、前記第２の二次巻線（Ｓｅｃ２、Ｓｅｃ４）の低電位末端が、前記各ボビン（１６、１８）の前記第２の末端部に配置された第３の電気系統端子（ＬＶ２又はＬＶ４）と接続されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の高圧トランス。
【請求項７】
前記第１の二次巻線（Ｓｅｃ１及びＳｅｃ３）の巻回方向が相互に反対であり、前記第２の二次巻線（Ｓｅｃ２及びＳｅｃ４）の巻回方向も相互に反対であって、これにより、前記第１の電気系統端子（ＨＶ１２及びＨＶ３４）に同位相かつ大きさが同一の電圧が生じることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の高圧トランス。
【請求項８】
前記第１の二次巻線（Ｓｅｃ１及びＳｅｃ３）の巻回方向が相互に同一であり、前記第２の二次巻線（Ｓｅｃ２及びＳｅｃ４）の巻回方向も相互に同一であって、これにより、前記第１の電気系統端子（ＨＶ１２及びＨＶ３４）に逆位相かつ大きさが同一の電圧が生じ、二つの前記ボビン（１６，１８）のそれぞれについて二次巻線を並列接続する場合に相当することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の高圧トランス。
【請求項９】
一つの前記ボビン（１６、１８）の前記一次巻線（Ｐｒｉｍ１、Ｐｒｉｍ２又はＰｒｉｍ３、Ｐｒｉｍ４）が並列接続されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の高圧トランス。
【請求項１０】
一つの前記ボビン（１６、１８）の前記一次巻線（Ｐｒｉｍ１、Ｐｒｉｍ２又はＰｒｉｍ３、Ｐｒｉｍ４）が直列接続されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の高圧トランス。
【請求項１１】
両方の前記ボビン（１６、１８）の前記一次巻線（Ｐｒｉｍ１、Ｐｒｉｍ２、Ｐｒｉｍ３、Ｐｒｉｍ４）が、一部は並列に、一部は直列に接続されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の高圧トランス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧トランス、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のバックライト照明に電流を供給する電子回路に用いることができる高圧トランスに関する。本発明は、特に、いわゆるチャンバコイル又はセグメントコイルを有する高圧トランスの巻線構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイのバックライトとしては、例えば冷陰極ランプが用いられる。冷陰極ランプ回路においては、数十ボルトの一次電圧が、高圧トランスによって、数百ボルト乃至数キロボルトの二次電圧に変換されて（０．６乃至２ｋＶが典型的）、冷陰極ランプを駆動する。図６は、この種の高圧トランスであって公知の構造を有するものを示す。このトランスは、二つのＵ字形コアを組み合わせた四角形のフェライトコア１１０を有する。二つの平行な脚部１１２、１１４があって、これら脚部にはボビン１１６及び１１８がそれぞれ一つ設けられている。第１のボビン１１６には、一次巻線Ｐｒｉｍ１と二次巻線Ｓｅｃ１とが巻き付けられている。第２のボビン１１８には、同様に一次巻線Ｐｒｉｍ２と二次巻線Ｓｅｃ２とが巻き付けられている。これら巻線はセグメント化されて、複数のチャンバに区分され、これらのチャンバは絶縁バリア１２０によって相互に分離されている。これにより、隣接する巻線間の電位差が限界値（２００Ｖｒｍｓが典型的）以下に留まり、絶縁破壊を防止することができるようになる。二つの二次巻線Ｓｅｃ１及びＳｅｃ２の高電位端子（いわゆる「ホットエンド」）ＨＶ１及びＨＶ２は、それぞれボビン１１６、１１８の末端部に設けられている。二次巻線のコールドエンドは、グラウンド電位又はグラウンドに近い電位にあり、従って、ここでは火花形成の危険はない。
【０００３】
電位が最も高い巻線部分は、ボビンの表面に沿って、コアへの火花形成の危険に晒されている。この危険は、バックライト照明のためのインバータでトランスを用いる場合、高電圧で３０乃至７０ｋＨｚ領域という高周波数を用いるため、さらに高くなる。高圧二次巻線Ｓｅｃ１、Ｓｅｃ２のホットエンドと、フェライトコア１１０との間の電位差が原因となる火花形成を防止するには、ボビン１１６、１１８を形成するに当たって、二次巻線の「ホット」な部分とコアとの間に、十分な間隔（いわゆる沿面距離）が得られるようにしなければならない。しかし、この措置を取ると、トランスのサイズが大きくなる。特にバックライト照明用インバータに用いる場合は、部品の小型化が重視されるので、これは問題である。
【０００４】
従来の技術によるもう一つの解決法は、問題部分又はトランス全体を、エポキシ樹脂でポッティングすることである。
【０００５】
従来の技術によれば、高電圧巻線は、積層巻線技術（層巻線、この場合、個々の層は絶縁プラスチックテープによって分離されている）か、又は、いわゆるチャンバ巻線技術かのいずれかによって製造することができる。バックライト照明に用いるインバータのトランスを小型化するためには、費用上の理由から、ほとんどの場合、末端がグラウンド電位又はグラウンド電位近くにあるチャンバコイルが用いられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、製品サイズが小さく、かつ、高圧巻線のホットエンドにおける火花形成や沿面放電という古典的問題領域が十分に回避されるような高圧トランスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、この課題を、請求項１に挙げる内容を有する高圧トランスによって解決する。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態やその他の事項は、従属請求項に記載した。
【０００９】
本発明に係るトランスの場合、電位差が高い問題領域を、二重対称形の特殊な巻線配置によって回避する。本発明が提案する巻線配置のその他の利点は、近接効果による損失が軽減されることと、このトランスの高さ又はサイズが減少することである。最後に挙げた二つの利点は、一次巻線と二次巻線とを、ワイヤ直径が半分である四つの部分巻線に分けることによって得られる。
【００１０】
この高圧トランスは、第１及び第２の脚部を有する閉じられたコアと、第１及び第２のボビンとを含む。この第１のボビンは、コアの第１の脚部の上に配置され、第１の末端部、第２の末端部、及び、中央部を有する。第２のボビンは、コアの第２の脚部の上に配置され、第１の末端部、第２の末端部、及び、中央部を有する。いずれのボビンも、第１及び第２の一次巻線と、第１及び第２の二次巻線が巻回されている。この場合、いずれのボビンも、第１の一次巻線は第１の末端部に、第２の一次巻線は第２の末端部に配置されている。いずれのボビンも、その第１の二次巻線は、ボビンの中央部から出発して、ボビンの第１の末端部に向かって巻回され、いずれのボビンもその第２の二次巻線は、ボビンの中央部から出発して、ボビンの第２の末端部に向かって巻回されている。この場合、第１の二次巻線の巻回方向は、第２の二次巻線の巻回方向と反対になる。いずれのボビンの中央部にも、第１の電気系統端子が配置されている。
【００１１】
本発明の一つの好ましい実施の形態では、いずれのボビンも、第１及び第２の二次巻線の相互に隣接する末端が、ボビンの中央部における第１の電気系統端子と接続されている。巻線のこれらの末端は高い電位を有する。
【００１２】
いずれのボビンも第１の二次巻線の他方の末端は、低い電位を有し、ボビンの第１の末端部に配置された第２の電気系統端子と接続されている。
【００１３】
いずれのボビンも第２の二次巻線は、低い電位を有する末端が、ボビンの第２の末端部に配置された第３の電気系統端子と接続されている。
【００１４】
これらの巻線は、必要に応じて様々な接続が可能である。
【００１５】
同一ボビン上の二つの二次巻線は、常に並列接続されなければならない。従って、いずれのボビンも、電気的にはただ一つの二次巻線を有し、これらの二次巻線は、機械的には二つの部分からなる。本発明に係るトランスは、全体で二つの同種のボビンを有するので、二次巻線も全体としてやはり二つとなる。ここでこれらの二次巻線のコールドエンドを接続しなければならない。しかし、図１によれば、確かにこれらのボビンは同様のものではあるが、個々の巻線の巻回方向が異なることに注意されたい。
【００１６】
巻回方向が図１に記載のようであるならば、二つのホットエンド（ＨＶ１２及びＨＶ３４）には、等しい位相位置と電圧が生じ、これら二つの末端を電気的に接続することができる。即ち、これら二次巻線は、並列に接続される。
【００１７】
もう一つの方法は、図３に示すように、巻回方向が同一である二つのボビンを用いることである。二次巻線のコールドエンドは、ここでも第１の例と同様に接続される。しかし、ホットエンドの間では、両方のボビン上の巻線が逆位相であるため、電位差は２倍になる。各々のボビンの二次巻線は、ここで電気的には並列に接続され、二つのホットエンドＨＶ１２及びＨＶ３４から別々に出力が取り出される。
【００１８】
両方のボビンの四つの一次巻線は、並列か直列のどちらか、あるいは、一部並列かつ一部直列に接続することができる。これにより変圧比を半分にし、あるいは、四分の一にすることができる。
【００１９】
一次巻線の回路接続方法に応じて、一次巻線の巻回方向を選択し、磁束の向きが同一方向に働くようにしなければならない。
【００２０】
本発明のその他の事項と利点を、下記の説明及び図面に記載する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明に係る高圧トランスの単極仕様のものを示す。このトランスは、二つのＵ字形コアを組み合わせた四角形のフェライトコア１０を有する。二つの平行な脚部１２、１４があって、これら脚部には、ボビン１６、１８が一つずつ配置されている。いずれのボビン１６、１８も、第１の末端部、第２の末端部、及び、中央部を有する。第１のボビン１６には、二つの一次巻線Ｐｒｉｍ１、Ｐｒｉｍ２、及び、二つの二次巻線Ｓｅｃ１、Ｓｅｃ２が巻回されている。第２のボビン１８にも同様に、二つの一次巻線Ｐｒｉｍ３、Ｐｒｉｍ４、及び、二つの二次巻線Ｓｅｃ３、Ｓｅｃ４が巻回されている。二次巻線の配線経路を、符号２６で模式的に示した。二次巻線の（ボビンの縦軸に沿っての）中央において、ボビン１６、１８は、一つずつホットエンドＨＶ１２及びＨＶ３４を有する。各ボビン１６、１８において、両方の二次巻線Ｓｅｃ１とＳｅｃ２、及び、Ｓｅｃ３とＳｅｃ４が出会う末端は相互に隣接し、割り当てられたホットエンドＨＶ１２及びＨＶ３４と接続されている。個々の巻線の間、及び、二次巻線の個々の各部分の間には、絶縁バリア２０を設けることができる。
【００２２】
いずれのボビンも、二つの二次巻線の巻回方向は相互に反対である。これを図面では矢印２２、２４と、図示の配線経路２６で示した。二次巻線Ｓｅｃ１、Ｓｅｃ２、Ｓｅｃ３、Ｓｅｃ４の低電位の末端（コールドエンド）は、割り当てられた周辺端子ＬＶ１、ＬＶ２、ＬＶ３、ＬＶ４と、それぞれのボビンの末端部において接続されているが、これは従来の技術によるトランスでも公知である。これらの端子ＬＶ１、ＬＶ２、ＬＶ３、ＬＶ４は、外部の配線、例えばプリント基板の導電路と接続することができる。従って、両方の二次巻線Ｓｅｃ１、Ｓｅｃ２及びＳｅｃ３、Ｓｅｃ４は、それぞれのボビン１６、１８により、電気的には並列に接続されている。
【００２３】
図１の単極トランスの場合、両方のボビン１６、１８の二次巻線Ｓｅｃ１、Ｓｅｃ２及びＳｅｃ３、Ｓｅｃ４は、外部の配線によって並列に接続することができる。この場合、ボビン１６、１８の間に安全間隔を必要としない。一次巻線Ｐｒｉｍ１乃至Ｐｒｉｍ４は、例えば、総て直列に接続することができる。
【００２４】
図２は、図１の単極トランスとして考えられる回路図を示す。
【００２５】
図３に示す双極トランスの場合は、ボビン１６、１８の間に安全間隔を設ける必要がある。模式的な配線経路２８に記載するように、二次巻線のコールドエンドは、図１の第１の例と同様、再び相互に接続されている。しかし、二次巻線のホットエンド間では、両方のボビン１６、１８上の巻線が逆位相なので、電位差は２倍となる。各々のボビンの二次巻線は、電気的に並列に接続される。
【００２６】
図４は、図３の双極トランスとして考えられる回路図を示す。
【００２７】
一次巻線Ｐｒｉｍ１、Ｐｒｉｍ２、Ｐｒｉｍ３、Ｐｒｉｍ４は、希望される変圧比に応じて、並列若しくは直列のいずれか、又は、一部並列かつ一部直列に接続することができる。
【００２８】
図５ａは、一次巻線Ｐｒｉｍ１とＰｒｉｍ２、及び、Ｐｒｉｍ３とＰｒｉｍ４を、それぞれ直列に接続したものを示す。両方の直列回路を、さらに並列に接続している。
【００２９】
図５ｂは、四つの一次巻線Ｐｒｉｍ１乃至Ｐｒｉｍ４の総てを並列に接続したものを示す。
【００３０】
但し、極性と巻回方向によって、総ての一次巻線の磁束の向きが同一方向を有するようにしなければならない。そうすれば、いずれの一次巻線も、そのほかの一次巻線から生じた磁束の向きと同一方向に作用する磁束を、コア内に生じることになるからである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】二重対称形の巻線配置を有する本発明に係る単極高圧トランスである。
【図２】図１の単極トランスの回路図である。
【図３】二重対称形の巻線配置を有する本発明に係る双極高圧トランスである。
【図４】図３の双極トランスの回路図である。
【図５ａ】図１及び図３のトランスにおいて、一次巻線接続の第２の方法を示す。
【図５ｂ】図１及び図３のトランスにおいて、一次巻線接続の第３の方法を示す。
【図６】従来の技術による高圧トランスである。
【符号の説明】
【００３２】
１０  フェライトコア
１２  脚部
１４  脚部
１６  ボビン
１８  ボビン
２０  絶縁バリア
２２  巻回方向を表す矢印
２４  巻回方向を表す矢印
２６  配線経路（単極二次回路）
２８  配線経路（双極二次回路）
１１０  フェライトコア
１１２  脚部
１１４  脚部
１１６  ボビン
１１８  ボビン
１２０  絶縁バリア
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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