(57)【要約】【課題】  高電圧出力タイプのインバータトランスであっても、高耐圧の部品を用いることなく構成した異常検出回路にて異常を検出すること【解決手段】  外周に１次コイル１２と２次コイル１３を装着するための巻線部、１次コイルの端部を取り付けるための１次側の端子ピン１６、２次コイルの端部を取り付けるための２次側の端子ピン１７を備えたボビン１１に、両コイルを装着すると共に磁気コア１４を装着する。１次側に２次コイルの漏れ磁束を検出するための磁束検知用端子ピン１８を設ける。磁束検知用端子ピンは、１次側及び２次側の端子ピンと非導通にする。磁束検知用端子ピンには、２次コイルに発生する磁束に応じた電位が発生するため、その電位を監視することで異常検知できる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に１次コイルと２次コイルを装着するための巻線部、
前記１次コイルの端部を取り付けるための１次側の端子、
前記２次コイルの端部を取り付けるための２次側の端子、
を備えたトランス用ボビンであって、
前記２次コイルの漏れ磁束を検出するための磁束検知用端子を備え、
前記磁束検知用端子は、前記１次側の端子並びに前記２次側の端子と非導通であることを特徴とするトランス用ボビン。
【請求項２】
前記１次側の端子の設置側と、前記２次側の端子の設置側が異なり、
前記磁束検知用端子は、前記１次側の端子と同じ側に配置することを特徴とする請求項１に記載のトランス用ボビン。
【請求項３】
前記磁束検知用端子は、前記１次側の端子の設置側と、前記２次側の端子の設置側のいずれとも異なる箇所に設けたことを特徴とする請求項１に記載のトランス用ボビン。
【請求項４】
冷陰極管を負荷として電力供給するインバータトランス用のボビンであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のトランス用ボビン。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかのトランス用ボビンと、前記巻線部に装着した１次コイル及び２次コイルを備えたトランス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスボビン及びそれを用いたトランスに関するもので、特に、高出力タイプに適する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ＴＶや大型の液晶モニタでは、一般に、バックライトとして冷陰極管が用いられている。多数本の冷陰極管を液晶パネルの背面に適度の間隔で配置し、インバータトランスを介したインバータ回路の出力にて各冷陰極管を点灯させることで画面全体の輝度を保っている。
【０００３】
このような冷陰極管点灯用のインバータトランスは、通常、巻線部と、この巻線部に形成された端子保持部とを一体化したボビンを用い、そのボビンの巻線部に巻線材を巻き回すことで１次コイル及び２次コイルを形成するとともに、そのボビンに磁気コアを装着して構成する。このとき、巻線材の先端は、端子保持部に装着した端子ピンに接続する。また、磁気コアは、巻線部の内部を通り外部で閉磁路を構成する配置をとる。
【０００４】
液晶テレビや液晶モニタに用いられる液晶パネルの大型化により、バックライトに使用される放電管の本数は著しく増加している。具体的には、４０インチパネルで２０本、４６インチパネルでは２４本もの放電管を使用する。そのため、放電管の点灯に使用するインバータトランスのコストや実装面積の増大、実装基板の大型化が問題となっており、その対策としてインバータトランスは特許文献１等に開示される２出力タイプのものが主流となっている。
【０００５】
一方、インバータ回路は、その出力を監視する保護回路を備えている。図５は、係る保護回路を備えたインバータ回路の一部を示している。同図に示すように、インバータ用のトランス１は、１つの１次コイル２と２つの２次コイル３を備える。２つの２次コイル３には、出力系統に対して並列に異常検出回路４を接続する。この異常検出回路４は、２次コイルの出力端子間に接続され、その電位差を監視する。そして、出力短絡や出力開放などの異常が生じた場合、２次コイル３の出力端子間の電位差は０になったり正常動作時の電位差に比べて異常に大きい値となったりする。異常検出回路４は、係る異常が生じた場合に、異常検出回路４の出力がＯＮになる。係るＯＮになったことを契機として、図示省略する制御回路により、トランス１の１次コイルへの電圧印加をＯＦＦにするなどの異常時処理を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１１２９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、この種のバックライト用のインバータ回路は、輝度調整等のために定電流回路が採用されている。冷陰極管は、定電流駆動により例えば１ｋＶ〜１．５ｋＶ程度の高電圧、数ｍＡ程度の低電流で点灯させている。そのため、異常検出回路４を構成する回路部品、特に、出力ラインに接続されるコンデンサＣは、高耐圧のものを使用する必要がある。通常安全を考慮し、定格出力の３倍程度の容量のものを用いるため、３ｋＶ〜４．５ｋＶといった非常に高い耐圧のコンデンサＣが必要となる。
【０００８】
コンデンサＣの寸法形状は、耐圧が大きくなるほど大型になることから、実装面積を広く使用する必要が生じ、小型化・軽薄化のネックとなる。さらに、異常検出回路４は、２次コイルの出力端子間に接続するため、トランスの２次側に各回路部品を配置する必要があり、設置レイアウトに制限を生じる。
【０００９】
高耐圧の部品を用いることなく構成した異常検出回路にて異常を検出することができるようにしたいという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明のトランスは、（１）外周に１次コイルと２次コイルを装着するための巻線部、前記１次コイルの端部を取り付けるための１次側の端子、前記２次コイルの端部を取り付けるための２次側の端子、を備えたトランス用ボビンであって、前記２次コイルの漏れ磁束を検出するための磁束検知用端子を備え、前記磁束検知用端子は、前記１次側の端子並びに前記２次側の端子と非導通となるようにした。
【００１１】
通常動作時では、２次コイルから漏れ磁束が発生するため、その漏れ磁束に基づいて磁束検知用端子に電位が発生する。この発生する電位は、磁束に応じた大きさとなるので、出力短絡或いは出力開放等の異常が生じた場合には、２次コイルに電流が流れずに漏れ磁束が０になったり、異常電流が流れて漏れ磁束が通常よりも大きくなったりする。従って、磁束検知用端子に発生する電位を監視することで異常の有無を判定できる。この電位は、漏れ磁束に基づくものであるため、仮に２次コイルの出力が１ｋＶ以上などであっても小さくて済む。よって、異常を検出し保護するための回路を構成する部品も高耐圧のものが不要となり、小型化で省スペースとなる。
【００１２】
（２）前記１次側の端子の設置側と、前記２次側の端子の設置側が異なり、前記磁束検知用端子は、前記１次側の端子と同じ側に配置するとよい。２次側の出力を検知するものでないため、２次側に設置する必要性が無くなり、電圧の小さい１次側に設置することで安全性が高まる。（３）前記磁束検知用端子は、前記１次側の端子の設置側と、前記２次側の端子の設置側のいずれとも異なる箇所に設けてもよい。
【００１３】
（４）冷陰極管を負荷として電力供給するインバータトランス用のボビンに適用できる。冷陰極管であるため、２次側の出力は１ｋＶ以上の高電圧になるが、上述したように高耐圧用の部品を用いることなく異常検知ができる。
【００１４】
（５）本発明にかかるトランスは、（１）から（４）のいずれかのトランス用ボビンと、前記巻線部に装着した１次コイル及び２次コイルを備えたトランスである。
【発明の効果】
【００１５】
磁束検知用端子には、２次コイルから発生する漏れ磁束に応じた電位が発生するので、その電位を監視することで異常検知ができる。漏れ磁束に基づく電位であるため、さほど大きくないので異常検出回路を高耐圧の部品を用いることなく構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の好適な一実施形態を示す平面図である。
【図２】その底面図である。
【図３】動作原理を説明する図である。
【図４】トランスに接続される外部回路（保護回路を構成する異常検出回路）を含む回路図である。
【図５】従来例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１，図２は、本発明に係るトランスの一態様である１入力２出力（出力端子は４つ）タイプのインバータ用のトランスの一例を示している。また、このトランスは、直流入力を交流出力に変換し、冷陰極管を負荷として電力を供給するインバータトランスである。
【００１８】
トランス１０は、ボビン１１と、そのボビン１１の軸方向中央部位に巻き付けられた１次コイル１２と、ボビンの軸方向両側に巻き付けられた２次コイル１３と、ボビン１１に装着された磁気コア１４と、ボビン１１に取り付けられた端子ピン１６，１７を備えたものを基本構成としている。
【００１９】
ボビン１１は、筒状の本体１１ａの両端にフランジ１１ｂを備えるとともに、本体１１ａの中間の２箇所に所定枚数の仕切り板１１ｃを備え、さらに、本体１１ａの適宜位置に端子装着部１１ｄを設けた構成を採る。本体１１ａは、両端が開放した角筒形としている。また端子装着部１１ｄは、本体１１ａの軸方向の位置では、フランジ１１ｂ，仕切り板１１ｃとほぼ同じ位置に設ける。そして本実施形態のトランス１０は、面実装タイプであり、ボビン１１を横たわらせる状態で回路基板に設置する。端子装着部１１ｄは、回路基板に設置する姿勢で当該回路基板に対向する底面側に設けられる。
【００２０】
２箇所に設けた仕切り板１１ｃ間の領域は、中央巻線領域（巻線部）１１ｆとなる。その中央巻線領域１１ｆの本体１１ａの外周囲に巻線材を巻き付けることで、１次コイル１２を装着する。２箇所の仕切り壁１１ｃと両端のフランジ１１ｂとの間の領域は、外側巻線領域（巻線部）１１ｅとなる。その外側巻線領域１１ｅの本体１１ａの外周囲に巻線材を巻き付けることで、２次コイル１３を装着する。
【００２１】
磁気コア１４は、フェライトなどで構成した一対のＥ型コアを用い、各Ｅ型コアの中脚部１４ａを筒状の本体１１ａ内に挿入する。そして、本体１１ａに挿入した中脚部１４ａ同士並びに本体１１ａの外側に配置した外脚部１４ｂ同士の先端を接触或いは近接させて閉磁路を形成する。
【００２２】
端子装着部１１ｄの側面に外側に突出するように端子ピン１６，１７が挿入固定される。一方の側面に設けた端子ピン１６は、１次コイル１２の巻線材の先端１２ａが巻き付けられるとともに半田付けされて固定される。他方の側面に設けた端子ピン１７には、２次コイル１３の巻線材の先端１３ａが巻き付けられるとともに半田付けされて固定される。これらの基本的な構成は、従来のトランスと同様である。
【００２３】
ここで本発明では、一次側の端子ピン１６が配置された側面に、磁束検知用端子ピン１８を設けた。この磁束検知用端子ピン１８は、１次側の端子ピン１６と同様に、端子装着部１１ｄの側面から外側に突出するように配置する。この磁束検知用端子ピン１８は、トランスの入力，出力（端子ピン１６，１７）に非導通状態で電気的に独立している。そして、２次コイル１３の通電により発生する磁束の影響を受ける位置に設置している。
【００２４】
この磁束検知用端子ピン１８は、金属プレートからなる細長な帯状からなり、一端をボビン１１の内部に埋め込むことで一体化し、外部に露出する部位を適宜折り曲げその先端は、他の端子ピン１６，１７の先端と同一平面上に位置する。これにより、このトランス１０を回路基板に配置した際に、磁束検知用端子ピン１８も他の端子ピン１６，１７同様に回路基板の表面に接触する。よって、磁束検知用端子ピン１８は、図示省略する制御回路を構成する配線パターン上に置かれ、半田付け等されて電気的・機械的に接続することができる。またこの例では一箇所に磁束検知用端子ピン１８を２本ずつ設けている。
【００２５】
次に動作原理を説明する。図３（ａ）は、本実施形態のトランスの模式図であり、図３（ｂ）は、２次コイル側を示す模式図である。上述した実施形態と同一の部材に対しては同一の符号を付してある。図３（ａ）に示すように、２次コイルは、トランス１０の長手方向両端側に配置している。そこで、上記の磁束の影響を受けるためには、磁束検知用端子ピン１８は、その２次コイル１３が設置されている領域付近に配置するのが好ましい。
【００２６】
そして、入力・出力と非導通の独立した状態にするためには、端子ピン１６，１７と離す配置がよい。そして、２次側の端子ピン１７は、トランス１０の一方の長辺の両端並びに中央とバランスよく配置しているため、当該２次側の端子ピン１７が設置された側面に磁束検知用端子ピン１８を設けるのはあまり好ましくない。また、それと反対側の長辺（１次側の端子ピン１６が取り付けられた側）を見ると、長手方向中央には当該１次側の端子ピン１６が存在しているので、あまり中央よりにするのは好ましくない。そこで、本実施形態では、１次側の側面であり、１次側の端子ピン１６から最も離れた両端にそれぞれ磁束検知用端子ピン１８を設けた。
【００２７】
また、図３（ｂ）に示すように、２次コイル１３に流れる電流の向きがＩとすると、２次コイル１３の周囲で発生する磁束Ｂの向きは、図示する方向になる。よって、磁束の向きに合わせ、磁束検知用端子ピン１８の感度が高くなるようにするため、本実施形態では、長辺の側面から外側（長手方向と直交する方向）に突出するように磁束検知用端子ピン１８を取り付けた。
【００２８】
よって、例えば図３（ｂ）中二点鎖線で示すように、短辺側の側面に設けた場合、突出方向は９０度異なり、短辺の側面と直交する方向（トランスの長手方向と平行な方向）とすると良い。また、設置位置は、上述した理由から本実施形態では、１次側，２次側の端子ピンが未設置の角にしたが、本発明はこれに限ることはなく、絶縁耐圧がしっかりとれ、磁束検知用端子ピン１８が非導通の状態を保てれば、１次側の端子ピン１６に近づけても良いし、２次側に設置しても良い。
【００２９】
また、上述した実施形態では、１次コイルが１つで２次コイルが２つ設けたタイプとしたが、２次コイルは１つでも良いし、３つ以上でも良い。さらに、冷陰極管用のインバータ用トランスに限ることはなく、熱陰極管その他の点灯管でも良いし、ランプ以外のものでも良い。但し、コイルからの漏れ磁束がある程度ないと検知できないため、高出力タイプに適用するのが好ましい。
【００３０】
図４は、本実施形態のトランスに異常検出回路２０を接続した状態の回路図を示している。磁束検知用端子ピン１８には、２次コイル１３に発生する磁束に応じた電位が発生するため、出力短絡或いは出力開放等の異常が生じた場合には、２次コイル１３に電流が流れずに漏れ磁束が０になったり、異常電流が流れて漏れ磁束が通常よりも大きくなったりする。従って、異常検出回路２０は、磁束検知用端子ピン１８に発生する電位を検知し、正常範囲を超えた場合に異常検知信号を出力する。もちろん、異常検出回路の回路構成は、図示したものに限られず各種のものを用いることができる。
【００３１】
本実施形態では、２次コイルの出力端子間電圧を監視するのではなく、２次コイルの漏れ磁束に基づいて発生する磁束検知用端子ピン１８の電位に基づくため、監視対象の電圧は小さい。よって、異常検出回路２０を構成する回路部品も、高耐圧のものは不要で小型なもので実現できる。その結果、実装面積も小さくできる。さらに、磁束検知用端子ピン１８は、２次コイル１３の近くに設置することができることも相まって、２次側の出力に比べれば小さいものの比較的電位は大きく現れるので、ノイズなどの影響にも強く、正常動作時で出現する電位の変動は少ない。よって、異常検出を含む保護回路も安定した動作が確保できる。
【符号の説明】
【００３２】
１０  トランス
１１  ボビン
１２  １次コイル
１３  ２次コイル
１４  磁気コア
１６，１７  端子ピン
１８  磁束検知用端子ピン
【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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