(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の一次側磁性体と前記複数の一次側磁性体間に配置された複数の二次側磁性体とで形成された閉磁束磁気回路と、
前記閉磁束磁気回路を構成する各一次側磁性体上に巻かれ、電源に接続された一次コイル、および各二次側磁性体上に巻かれ、それぞれが蛍光管に接続された複数の二次コイルと、
前記二次コイルの一部を覆い、その両端が前記二次側磁性体に接合するように形成される分流用磁性体とから構成され、
前記分流用磁性体によって前記二次側磁性体を通る磁束を分流することを特徴とする蛍光管用高周波昇圧トランス。
【請求項２】
前記二次側磁性体は棒状に形成され、前記二次側磁性体の各両端はそれぞれ前記一次側磁性体の各端に接合されることを特徴とする請求項１に記載の蛍光管用多出力高周波昇圧トランス。
【請求項３】
断面がコの字型の磁性体で形成され、前記コの字型の磁性体の一方の二次コイルが巻かれた方の磁性体をコイル用二次側磁性体とし、前記コの字型の磁性体の他方の二次コイルが巻かれていない方の磁性体を分流用磁性体とし、前記一次側磁性体、前記コの字型磁性体の前記コイル用二次側磁性体部分によって閉磁束磁気回路を形成し、前記コの字型磁性体の他方の分流用磁性体部分によって前記コイル用二次側磁性体部分を通る磁束を分流することを特徴とする請求項１に記載の蛍光管用多出力高周波昇圧トランス。
【請求項４】
断面がＥ字型の磁性体で形成され、前記Ｅ字型磁性体の両端の支路をコイル用二次側磁性体とし、前記Ｅ字型磁性体の中央の支路を分流用磁性体とし、前記一次側磁性体、前記Ｅ字型磁性体の前記二次側磁性体部分によって閉磁束磁気回路を形成し、前記Ｅ字型磁性体の中央の支路の分流用磁性体部分によって前記コイル用二次側磁性体部分を通る磁束を分流することを特徴とする請求項１に記載の蛍光管用多出力高周波昇圧トランス。
【請求項５】
前記一次コイル間に配置された複数の各二次コイルを覆う分流用磁性体において、中間部に配置される分流用磁性体の磁気抵抗が端部に配置される分流用磁性体の磁気抵抗よりも大きくなることを特徴とする請求項１に記載の蛍光管用多出力高周波昇圧トランス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は液晶表示パネルのバックライトとして用いられる並列配置された複数の蛍光管を点灯させるための蛍光管用多出力高周波昇圧トランスに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の大画面液晶表示パネルでは、バックライト用として多数の蛍光管がパネル背面に並列配置されている。これらの蛍光管を高周波、高電圧で点灯するための蛍光管用多出力高周波昇圧トランスも複数個必要とされ、実装面積の増加、信頼性の低下、並列配置された蛍光管の電流バラツキによる輝度ムラの発生、あるいは電流バラツキを低減するためにバランス回路などを付け加えることによる点灯回路の複雑化などの問題を抱えている。
【０００３】
図１１は、従来の多出力高周波昇圧トランスによる蛍光管駆動回路を示す図である。図１１において、直流入力電圧１１はインバータ回路１２に印加され、インバータ回路１２より出力される高周波電圧は、多出力高周波昇圧トランス１３の一次巻線２１に印加され、高圧に昇圧された２次巻線２２ａ〜２２ｎの電圧はそれぞれ蛍光管４０ａおよび４０ｎに供給される。
【０００４】
このような駆動回路においては、液晶表示パネルのバックライト用として用いられる蛍光管を放電、点灯させるためには、通常1500Ｖrmsから3000Ｖrmsの高周波の高電圧を印加し放電状態に持ち込む必要がある。蛍光管は放電開始後、管の電圧が放電開始電圧の１／２から１／３に低下し点灯状態に入る。複数の蛍光管を並列に接続し点灯させる場合、印加電圧を徐々に上げていくと、それぞれの蛍光管の放電開始電圧にバラツキがあるため、並列接続された複数の蛍光管のうち最も放電開始電圧が低い蛍光管が放電を開始し、点灯状態に入る。そのとき、並列接続された複数の蛍光管の接続点の電圧は、すでに点灯状態にある蛍光管の点灯電圧まで低下しているために、残りの蛍光管は放電を開始できず、点灯状態に入ることができない。すなわち、並列に接続された蛍光管の点灯においては、点灯電圧が一番低い蛍光管のみが点灯し、残りの蛍光管は点灯できないという現象が生じる。
【０００５】
このため多数本が並列配置されたバックライト用蛍光管を従来の高結合係数形の多出力トランスで点灯するのは難しいので、図１２に示すように、複数の二次コイルの周りに分流用の磁性体を二次側磁性体に接合して二次側磁性体の磁束を分流する蛍光管用多出力高周波昇圧トランスが本出願人によって提案されている（特許文献１）。
【０００６】
図１２は、特許文献１に開示された出力数が８個の場合の従来技術の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスの模式図である。図１２に示す従来の蛍光管用多出力高周波昇圧トランス１３は、一次コイル２１と、二次コイル２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｈ）と、一次コイル２１が巻かれた一次側磁性体２３と、二次コイル２２が巻かれた二次側磁性体２５（２５ａ，２５ｂ）と、二次コイル２２の一部を覆い、その先端が二次側磁性体２５に接合するように構成される分流用磁性体２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈ）から構成される。
【０００７】
図１２に示す本発明の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスにおいて、空気中を還流する還流磁路の等価磁気抵抗を考慮した等価磁気回路を図１３に示す。図１３においてＶｍ2（Ｖｍ２ａ，Ｖｍ２ｂ，Ｖｍ２ｃ，Ｖｍ２ｄ，Ｖｍ２ｅ，Ｖｍ２ｆ，Ｖｍ２ｇ，Ｖｍ２ｈ）は二次コイルに流れる負荷電流による逆起磁力である。二次コイルの出力が無負荷とすると、一次コイルに流れる電流により一次巻線２１で発生する起磁力Ｖｍ１により生じた磁束Φ1は二次コイル２２ａが巻かれた二次側磁性体２５ａと分流用磁性体２６ａの第１の接合点Ｐ１で、二次側磁性体にＫ1・Φ1の磁束が、また分流用磁性体には（1−Ｋ1）・Φ1が流れ込む。
ここで、磁束分流係数Ｋ1は、二次側磁性体の磁気抵抗Ｒｍ２、分流用磁性体磁路の磁気抵抗Ｒｍ3とすると
Ｋ1＝Ｒm3／(Ｒｍ2＋Ｒｍ3)
の式で表される。
【０００８】
二次コイル２２ａの二次側磁性体２５ａを流れる磁束Ｋ1・Φ1と接合点Ｐ１で分流用磁性体２６ａに分流した磁束（1−Ｋ1）・Φ1は二次側磁性体２５ａと分流用磁性体２６ａの第２の接合点Ｐ2で再び合流し、Φ１となる。接合点Ｐ２に流入した磁束Φ１のうち、その一部が空気中の磁束還流路の磁気抵抗Ｒｍを通して対辺の二次側磁性体２５ｂと分流用磁性体２６ｈの接合点Ｐ９に還流するが、この還流の割合をＫａとすればＰ２から二次コイル２２ｂの二次側磁性体、分流用磁性体に流入する磁束の合計は（１−Ｋａ）・Φ1となり二次コイル２２ａの節点Ｐ１よりもＫａ・Φ1だけ減少する。
【０００９】
このように、磁束は、各節点Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４で空気中の還流路Ｒｍへ漏洩し、もう一辺の二次側磁性体２５ｂを通り一次側磁性体２３に還流する。Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４での空気中の還流路による還流の割合を近似的に全てＫａとすると、各二次コイルが鎖交する磁束は以下のようになる。
二次コイル２２ａと鎖交する磁束    Ｋ１・Φ1
二次コイル２２ｂと鎖交する磁束    Ｋ１・（１−Ｋａ）・Φ1
二次コイル２２ｃと鎖交する磁束    Ｋ１・（１−２Ｋａ）・Φ1
二次コイル２２ｄと鎖交する磁束    Ｋ１・（１−３Ｋａ）・Φ1
【００１０】
この状況は、もう一辺の二次側磁性体２５ｂに嵌合する二次コイル２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈでも同様である。
二次コイル２２ｈと鎖交する磁束    Ｋ１・Φ１
二次コイル２２ｇと鎖交する磁束    Ｋ１・（１−Ｋａ）・Φ1
二次コイル２２ｆと鎖交する磁束    Ｋ１・（１−２Ｋａ）・Φ1
二次コイル２２ｅと鎖交する磁束    Ｋ１・（１−３Ｋａ）・Φ1
したがって、鎖交磁束に比例する各二次コイルの出力電圧は一次コイルより遠くなるに従い低下する。
【特許文献１】特許第４０２１９３１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図１４は、従来技術による蛍光管用多出力高周波昇圧トランスの等価磁気回路において、一次コイルを４０ＫＨｚの正弦波で駆動した時の各二次コイルと鎖交する磁束の低減状況を示す図である。図１４に示すように、従来の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスのような１つの一次コイルのみの駆動では、一次コイルから一番遠い二次コイルを流れる磁束が一次コイルから一番近い二次コイルを流れる磁束よりも低下する。その低下の度合いはシミュレーションによれば約５０％程度である。
【００１２】
すなわち、従来の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスでは、磁性体の比透磁率が約３５００と有限な値であるため、閉磁束磁気回路を流れる磁束の一部が磁性体外に漏れ出し空気中を漏洩することは避けられない。更に、二次コイルに負荷電流が流れたときの逆起磁力により、空気中を漏洩する磁束の割合が増加する。このため、一次コイルよりの距離により、当該二次コイルの誘起電圧、ひいては負荷電流が大きく変化するという問題があった。
【００１３】
この遠端二次コイルの出力電圧の低下を改善するためには、空気中の磁束還流路の磁気抵抗に対して、閉磁束磁気回路の磁気抵抗を低くすることが有効である。磁気抵抗Ｒｍは磁気回路の磁路長をＡ、断面積をＳ、磁性体の透磁率をμとして
磁気抵抗Ｒｍ＝Ａ／μ×Ｓ
となるが、これを低減するためには
（ｉ）磁性体の透磁率を上げる
（ｉｉ）一次側磁性体と二次側磁性体の磁気断面積Ｓを大きくする
ことが必要となる。
【００１４】
本用途に用いられる電力用磁性体では、高い磁気飽和特性を確保する必要があるため比透磁率の上限は４０００程度であり、比透磁率を上げて磁気抵抗を低減させるのは難しい。また磁性体の断面積を増加させる方法もトランス形状が大きくなり、重量も増加するなどの問題があり、磁気抵抗を下げることによる改善には限界がある。
【００１５】
本発明はこの問題を解決し、蛍光管用多出力高周波昇圧トランスの高電流精度を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
以上の課題を解決するために、第１の発明の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスは、複数の一次側磁性体と前記複数の一次側磁性体間に配置された複数の二次側磁性体とで形成された閉磁束磁気回路と、閉磁束磁気回路を構成する各一次側磁性体上に巻かれ、電源に接続された一次コイル、および各二次側磁性体上に巻かれ、それぞれが蛍光管に接続された複数の二次コイルと、二次コイルの一部を覆い、その両端が二次側磁性体に接合するように形成される分流用磁性体とから構成され、前記分流用磁性体によって二次側磁性体を通る磁束を分流することを特徴とする。
【００１７】
第２の発明は、第１の発明において、二次側磁性体は棒状に形成され、二次側磁性体の各両端はそれぞれ一次側磁性体の各端に接合されることを特徴とする。
【００１８】
第３の発明は、断面がコの字型の磁性体で形成され、コの字型の磁性体の一方の二次コイルが巻かれた方の磁性体をコイル用二次側磁性体とし、コの字型の磁性体の他方の二次コイルが巻かれていない方の磁性体を分流用磁性体とし、一次側磁性体、コの字型磁性体のコイル用二次側磁性体部分によって閉磁束磁気回路を形成し、コの字型磁性体の他方の分流用磁性体部分によってコイル用二次側磁性体部分を通る磁束を分流することを特徴とする。
【００１９】
第４の発明は、断面がＥ字型の磁性体で形成され、Ｅ字型磁性体の両端の支路をコイル用二次側磁性体とし、Ｅ字型磁性体の中央の支路を分流用磁性体とし、一次側磁性体、Ｅ字型磁性体の二次側磁性体部分によって閉磁束磁気回路を形成し、Ｅ字型磁性体の中央の支路の分流用磁性体部分によってコイル用二次側磁性体部分を通る磁束を分流することを特徴とする。
【００２０】
第５の発明は、一次コイル間に配置された複数の各二次コイルを覆う分流用磁性体において、中間部に配置される分流用磁性体の磁気抵抗が端部に配置される分流用磁性体の磁気抵抗よりも大きくなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
第１の発明によれば、蛍光管用多出力高周波昇圧トランスは、複数の一次側磁性体と前記複数の一次側磁性体間に配置された複数の二次側磁性体とで形成された閉磁束磁気回路と、閉磁束磁気回路を構成する各一次側磁性体上に巻かれ、電源に接続された一次コイル、および各二次側磁性体上に巻かれ、それぞれが蛍光管に接続された複数の二次コイルと、二次コイルの一部を覆い、その両端が二次側磁性体に接合するように形成される分流用磁性体ととから構成されるので、並列に接続された複数の蛍光管の点灯において、点灯電圧が一番低い蛍光管が点灯した後でも、残りの蛍光管を確実に点灯できる。また、閉磁束磁気回路から漏れ出し空気中を還流する磁束により一次コイルからの距離で二次コイルの出力電圧が増減する問題を、二次コイルを一次コイル間に配置させることによって、各二次コイルと鎖交する磁束が二次コイルの位置に関係なく等しくなることにより解決される。
【００２２】
第２の発明によれば、二次側磁性体は棒状に形成され、二次側磁性体の各両端がそれぞれ一次側磁性体の各端に接合されるように構成されるので、簡易な構造で小型、高効率、高電流精度の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスを提供できる。
【００２３】
第３の発明によれば、断面がコの字型の磁性体で形成され、コの字型の磁性体の一方の二次コイルが巻かれた方の磁性体をコイル用二次側磁性体とし、コの字型の磁性体の他方の二次コイルが巻かれていない方の磁性体を分流用磁性体とし、一次側磁性体、コの字型磁性体のコイル用二次側磁性体部分によって閉磁束磁気回路を形成し、コの字型磁性体の他方の分流用磁性体部分によってコイル用二次側磁性体部分を通る磁束を分流するように構成されるので、簡易な構造で小型、高効率、高電流精度の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスを提供できる。
【００２４】
第４の発明によれば、断面がＥ字型の磁性体で形成され、Ｅ字型磁性体の両端の支路をコイル用二次側磁性体とし、Ｅ字型磁性体の中央の支路を分流用磁性体とし、一次側磁性体、Ｅ字型磁性体の二次側磁性体部分によって閉磁束磁気回路を形成し、Ｅ字型磁性体の中央の支路の分流用磁性体部分によってコイル用二次側磁性体部分を通る磁束を分流するように構成されるので、簡易な構造で小型、高効率、高電流精度の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスを提供できる。
【００２５】
第５の発明によれば、一次コイル間に配置された複数の各二次コイルを覆う分流用磁性体において、中間部に配置される分流用磁性体の磁気抵抗が端部に配置される分流用磁性体の磁気抵抗よりも大きくなるように構成されるので、二次コイルの磁束結合量を一次コイルからの距離に対し線形に変化させることができ、その結果各二次コイルに誘起される電圧をさらに均等にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
第１の実施形態．
図１は、出力数が８個の場合の本発明の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスの模式図である。なお、本発明においては、出力数は８個だけでなく、任意に設定することができる。本発明は、図１２に示す従来の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスの特徴を活かしながら各出力の電流精度を改善するために、図１に示すように、一次コイル２１（２１ａ、２１ｂ）と、二次コイル２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｈ）と、一次コイル２１が巻かれた一次側磁性体２３（２３ａ，２３ｂ）と、二次コイル２２が巻かれた二次側磁性体２５（２５ａ，２５ｂ）と、二次コイル２２の一部を覆い、その先端が二次側磁性体２５に接合するように構成される分流用磁性体２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈ）から構成される。
【００２７】
図１に示す本発明の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスにおいて、空気中を還流する磁束還流磁路の等価磁気抵抗を考慮した等価磁気回路を図２〜図４に示す。図２は、第１の一次コイル２１ａのみに電流を流した場合、その起磁力Ｖｍ１による各二次コイルの鎖交磁束を示す図である。図２において、Ｖｍ2（Ｖｍ２ａ，Ｖｍ２ｂ，Ｖｍ２ｃ，Ｖｍ２ｄ，Ｖｍ２ｅ，Ｖｍ２ｆ，Ｖｍ２ｇ，Ｖｍ２ｈ）は二次コイルに流れる負荷電流による逆起磁力である。二次コイルの出力が無負荷のときに一次コイルに流れる電流により一次側磁性体２３ａに発生する起磁力Ｖｍ１により生じた磁束Φ1は、二次コイル２２ａが巻かれた二次側磁性体２５ａと分流用磁性体２６ａの第１の接合点Ｐ１で、二次側磁性体２５ａにＫ1・Φ1の磁束が流れ込み、また分流用磁性体２６ａには（1−Ｋ1）・Φ1が流れ込む。
ここで、磁束分流係数Ｋ1は、当該区間の二次側磁性体の磁気抵抗Ｒｍ２分流用磁性体磁路の磁気抵抗Ｒｍ3とすると
Ｋ1＝Ｒm3／(Ｒｍ2＋Ｒｍ3)
の式で表される。
【００２８】
二次コイル２２ａの二次側磁性体を流れる磁束Ｋ1・Φ1と接合点Ｐ１で分流用磁性体に分流した磁束（1−Ｋ1）・Φ1は二次側磁性体２５ａと分流用磁性体の第２の接合点Ｐ2で再び合流し、Φ１となるが、Ｐ２に流入した磁束Φ１のうち、その一部が空気中の磁束還流路の磁気抵抗Ｒｍを通して対辺の二次側磁性体２５ｂと分流用磁性体２６ｈの接合点Ｐ９に還流する。この還流の割合をＫａとすればＰ２から二次コイル２２ｂの二次側磁性体２５ａに流入する磁束はＫ１・（１−Ｋａ）・Φ1となり二次コイル２２ａと鎖交する磁束よりも減少する。
【００２９】
同様にして、Ｐ３，Ｐ４で空気中の各磁束還流路Ｒｍへの漏れ出しを繰り返し、もう一辺の二次側磁性体２５ｂを通り一次側磁性体２３ａに還流する。Ｐ３，Ｐ４での空気中の磁束還流路による還流の割合を近似的に全てＫａとすると、各二次コイル２２ａ〜２２ｄと鎖交する磁束は以下のようになる。
二次コイル２２ａと鎖交する磁束    Ｋ１Φ1
二次コイル２２ｂと鎖交する磁束    Ｋ1・（１−Ｋａ）・Φ1
二次コイル２２ｃと鎖交する磁束    Ｋ1・（１−２Ｋａ）・Φ1
二次コイル２２ｄと鎖交する磁束    Ｋ1・（１−３Ｋａ）・Φ1
【００３０】
この状況はもう一辺の二次側磁性体２５ｂに巻かれた二次コイル２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈでも以下のように同じようになる。
二次コイル２２ｈと鎖交する磁束    Ｋ１Φ1
二次コイル２２ｇと鎖交する磁束    Ｋ１・（１−Ｋａ）・Φ1
二次コイル２２ｆと鎖交する磁束    Ｋ１・（１−２Ｋａ）・Φ1
二次コイル２２ｅと鎖交する磁束    Ｋ１・（１−３Ｋａ）・Φ1
【００３１】
図３は、第２の一次コイル２１ｂのみに電流を流した場合、この起磁力Ｖｍ２による各二次コイルの鎖交磁束を示す図である。図３において、図２と同様に、一次コイル２１ｂに流れる電流により一次側磁性体２３ｂに発生する起磁力Ｖｍ２により生じた磁束Φ1は二次コイル２２ｄが巻かれた二次側磁性体２５ａと分流用磁性体２６ｄの第５の接合点Ｐ５で、二次側磁性体２５ａにＫ1・Φ1の磁束が、また分流用磁性体２６ｄには（1−Ｋ1）・Φ1が流れ込む。以下、この起磁力Ｖｍ２による各二次コイルの鎖交磁束は、上記と同様にして、
二次コイル２２ｄと鎖交する磁束    Ｋ１Φ1
二次コイル２２ｃと鎖交する磁束    Ｋ１・（１−Ｋａ）・Φ1
二次コイル２２ｂと鎖交する磁束    Ｋ１・（１−２Ｋａ）・Φ1
二次コイル２２ａと鎖交する磁束    Ｋ１・（１−３Ｋａ）・Φ1
【００３２】
この状況はもう一辺の二次側磁性体２５ｂに嵌合する二次コイル２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈでも上記と同様になる。したがって、
二次コイル２２ｅと鎖交する磁束    Ｋ１Φ1
二次コイル２２ｆと鎖交する磁束    Ｋ１・（１−Ｋａ）・Φ1
二次コイル２２ｇと鎖交する磁束    Ｋ１・（１−２Ｋａ）・Φ1
二次コイル２２ｈと鎖交する磁束    Ｋ１・（１−３Ｋａ）・Φ1
【００３３】
図４は、一次コイル２１ａと、一次コイル２１ｂの巻数を等しくし、磁気回路中の磁束が加算される方向に等しい電流を同時に流した場合の各二次コイルにおける鎖交磁束を示す図である。図４のように、一次コイル２１ａと、一次コイル２１ｂを同じ磁路中に設けると、例えば、二次コイル２２ａで考えると、一次コイル２１ａで励磁したときの鎖交磁束Ｋ１Φ1と、一次コイル２１ｂで励磁したときの鎖交磁束Ｋ１・（１−３Ｋａ）・Φ1とが重畳され、二次コイル２２ａと鎖交する磁束はＫ１・（２−３Ｋａ）・Φ1となる。
二次コイル２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｈ、２２ｇ、２２ｆ、２２ｅにおける鎖交磁束も同様になり、各二次コイルにおける鎖交磁束は全て等しくなる。
二次コイル２２ａと鎖交する磁束    Ｋ１・（２−３Ｋａ）・Φ1
二次コイル２２ｂと鎖交する磁束    Ｋ１・（２−３Ｋａ）・Φ1
二次コイル２２ｃと鎖交する磁束    Ｋ１・（２−３Ｋａ）・Φ1
二次コイル２２ｄと鎖交する磁束    Ｋ１・（２−３Ｋａ）・Φ1
二次コイル２２ｅと鎖交する磁束    Ｋ１・（２−３Ｋａ）・Φ1
二次コイル２２ｆと鎖交する磁束    Ｋ１・（２−３Ｋａ）・Φ1
二次コイル２２ｇと鎖交する磁束    Ｋ１・（２−３Ｋａ）・Φ1
二次コイル２２ｈと鎖交する磁束    Ｋ１・（２−３Ｋａ）・Φ1
このように、一次コイル２１ａと、一次コイル２１ｂを同じ閉磁束磁気回路中に設けた場合には、鎖交磁束が等しくなるので、全ての二次コイルにおいて出力電圧も全く等しいものとなる。
【００３４】
図５は、出力数が１６個の場合の本発明の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスの模式図である。図５において、閉磁束磁気回路は、４つの一次側磁性体２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄおよび４つの二次側磁性体２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄから構成されている。各一次側磁性体２３および二次側磁性体２５にはそれぞれ一次コイルおよび二次コイルが巻かれている。また、二次コイルは一次コイルに対称になるように配列されている。このように、二次コイルの数が多くなるに従い、一次コイルの数を増加させることによって、二次コイルに発生する電圧を均等にすることができる。
【００３５】
図６は、２つの一次コイル２１ａ，２１ｂの双方を４０ＫＨｚの正弦波電圧で駆動した時の各二次コイルの鎖交磁束の解析結果を示す図である。図１４に示したように、１つの一次コイルのみの従来の駆動では一次コイルから一番遠い二次コイルの鎖交磁束が一次コイルから一番近い二次コイルの鎖交磁束の約５０％程度にまで低下しているのに対し、本発明による図６のシミュレーション結果では、いずれの二次コイルの鎖交磁束も誤差が１％以内の値となっており、本発明が蛍光管用多出力高周波昇圧トランスの出力電流の均一化に対して顕著な効果のあることが分かる。
【００３６】
図７は、二次コイルの位置と出力電圧との関係を示す図である。図７を用いて、二次コイルに誘起される電圧を均等にすることができることを説明する。図１や図６に示される分流用磁性体において、例えば、分流用磁性体２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄのうち、中間部に配置される分流用磁性体２６ｂ、２６ｃの磁気抵抗が端部に配置される分流用磁性体２６ａ、２６ｄの磁気抵抗よりも大きくなるようにすることによって、二次コイルに誘起される電圧を均等にすることができる。
【００３７】
空中を還流する漏れ磁束は対向する二次側磁性体間だけでなく、当然１つの磁性体の近端と遠端の間にも存在し、無視できない値となる。１つの二次側磁性体の中の漏れ磁束、２つの二次側磁性体間の漏れ磁束を考慮すると、一次コイルからの二次コイルまでの距離による磁束減少の度合いはその距離が大きくなるに従い大きくなる。このため２つの一次コイルを駆動しても厳密にはそれぞれの二次コイルが受け取る磁束量は一定にならない。すなわち、磁性体を流れる磁束量は一次コイルに対し近端及び遠端が大きく、中間部は小さい。１つの磁性体のなかの磁束結合量を距離に対し線形にするためには中間部の二次コイルの磁束結合量を増やすことが必要であり、これを実現させるには中間部の分流用磁性体の磁気抵抗を増加させることで実現できる。
【００３８】
図７において、（Ａ）は二次コイルを覆う分流用磁性体の磁気抵抗を何ら補正しないときの各二次コイル（二次コイル数＝4）の出力電圧、（Ｂ）は二次コイルを覆う分流用磁性体の中間部２６ｂ、２６ｃの磁気抵抗を端部に配置される分流用磁性体２６ａ、２６ｄの磁気抵抗よりも増やしたときの出力電圧、（Ｃ）は二次コイルを覆う分流用磁性体の中間部２６ｂ、２６ｃの磁気抵抗を端部に配置される分流用磁性体２６ａ、２６ｄの磁気抵抗よりも増やすと共に一次コイルを２つに分割して駆動した時の各二次コイルの出力電圧を示す。
【００３９】
このように二次側磁性体の分流路磁気抵抗を調整した上で、一次コイルを２つにすることにより、各二次コイルの出力電圧バラツキをさらに少なくすることができる。二次コイルが１つの二次側磁性体に対し８個以上になると、透磁率、出力電圧、出力電流の現実的なパラメータで中間部の二次コイル分流路の補正磁気抵抗が空中の漏洩磁束の等価磁気抵抗のオーダーに近づくため、例えば、図５に示すように、二次コイルの中間に一次コイルを挿入することにより出力電圧を均一にすることが可能となる。検討結果より、二次コイルが８個の場合は一次コイルが２個、１６個の場合は一次コイルが４個程度あれば、二次電圧を均等にできる。
【００４０】
図８は、本発明の第１の実施形態において、出力数が４個の場合の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスの斜視図である。この第１の実施形態においては、２つの一次側磁性体２３（２３a，２３ｂ）と２つの二次側磁性体２５（２５ａ，２５ｂ）によって閉磁束磁気回路が形成される。この第１の実施形態の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスでは、一次側磁性体２３（２３ａ，２３ｂ）にそれぞれ一次コイル２１（２１ａ，２１ｂ）が巻かれ、二次側磁性体２５ａに二次コイル２２（２２ａ、２２ｂ）が巻かれ、二次側磁性体２５ｂに二次コイル２２（２２ｃ、２２ｄ）が巻かれ、各二次コイル２２の一部を覆うようにそれぞれ分流用磁性体２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ）が取りつけられる。２つの一次コイルは、それぞれの二次コイル２２と鎖交する磁束が加算されるように接続される。また、分流用磁性体２６はコの字形状に形成され、中央部は二次コイル２２を覆い、端部は二次側磁性体２５に接合される。一般に、一次コイル２１および二次コイル２２はそれぞれボビンに巻かれた状態でそれぞれ一次側磁性体２３および二次側磁性体２５に嵌合される。
【００４１】
第２の実施形態。
図９は本発明の第２の実施形態の高周波昇圧トランスの構造を示す模式図である。この第２の実施形態においては、図９に示すように、一次側磁性体２３ａと一次側磁性体２３ｂの間に複数のコの字型の磁性体２７（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ）を挟んで閉磁束磁気回路を形成する。各磁性体間は内容の理解を容易にするために間隙を設けてあるが、実際のトランスでは間隙は無いものである。コの字型磁性体の一方の支路はそれぞれ二次コイル２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）が巻かれる二次側磁性体として機能し、他方の支路は二次側磁性体の磁束を分流する分流用磁性体として機能する。第２の実施形態では、二次コイルが巻かれる磁性体を個別に製造できるため、出力数に応じてコの字型の磁性体２７を任意の個数取りつけることができる。また、各コの字型磁性体は小型のため製造価格が安価であるので、蛍光管用多出力高周波昇圧トランスのコスト低減を実現することができる。
【００４２】
第３の実施形態．
図１０は、本発明の第３の実施形態において、出力数が８個の場合の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスの模式図である。この第３の実施形態においては、図１０に示すように、２つの一次側磁性体２３（２３ａ，２３ｂ）の間に複数のＥ字型の磁性体２８（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ）を挟んで閉磁束磁気回路を形成する。各磁性体間は内容の理解を容易にするために間隙を設けてあるが、実際のトランスでは間隙は無いものである。Ｅ字型の磁性体は、上下の支路は二次コイルが巻かれる二次側磁性体として、また中央の支路は両端のふたつの二次側磁性体の共通の分流用磁性体として機能する。第３の実施形態では、２つの二次コイルが１つの分流用磁性体を共用するため小型・軽量化が図れるとともに、二次コイルが巻かれる磁性体を個別に製造できるため、出力数に応じてＥ字型の磁性体２８を任意の個数に取りつけることができる。また、各Ｅ字型磁性体は小型のため製造価格が安価であるので、蛍光管用多出力高周波昇圧トランスのコスト低減を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、液晶表示パネルのバックライトとして用いられる並列配置された複数の蛍光管を点灯させるための蛍光管用多出力高周波昇圧トランスとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態において、出力数が８個の場合の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスの模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における蛍光管用多出力高周波昇圧トランスにおいて、第１の一次コイルのみに電流を流した場合の等価磁気回路図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における蛍光管用多出力高周波昇圧トランスにおいて、第２の一次コイルのみに電流を流した場合の等価磁気回路図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における蛍光管用多出力高周波昇圧トランスにおいて、第１および第２の一次コイルの双方に電流を流した場合の等価磁気回路図である。
【図５】本発明の第１の実施形態において、出力数が１６個の場合の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスの模式図である。
【図６】二次コイルの位置と出力電圧との関係を示す図である。
【図７】第１および第２の一次コイルの双方を４０ＫＨｚの正弦波電圧で駆動した時の各二次コイルの出力電圧のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態において、出力数が４個の場合の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスの斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施形態において、出力数が４個の場合の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスの模式図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態において、出力数が８個の場合の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスの模式図である。
【図１１】従来の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスによる蛍光管駆動回路である。
【図１２】従来の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスにおいて、出力数が８個の場合の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスの模式図である。
【図１３】従来の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスにおいて、１つの一次コイルのみに電流を流した場合の等価磁気回路図である。
【図１４】従来の蛍光管用多出力高周波昇圧トランスにおいて、一次コイルを４０ＫＨｚの正弦波電圧で駆動した時の各二次コイルの鎖交磁束のシミュレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１３  蛍光管用多出力高周波昇圧トランス
２１  一次コイル
２２  二次コイル
２３  一次側磁性体
２５  二次側磁性体
２６  分流用磁性体
２７  コの字型磁性体
２８  Ｅの字型磁性体
２９  閉磁路形成用磁性体
【要約】
【課題】  液晶表示パネルのバックライトとして用いられる並列配置された複数の蛍光管を高電流精度で点灯させるための蛍光管用多出力高周波昇圧トランスを提供する。
【解決手段】
本発明は、主磁気回路ループに複数の二次コイル２２を巻き回し、それぞれの二次コイル２２に分流用磁性体２６、２７，２８を取り付けた蛍光管用多出力高周波昇圧トランスにおいて、一次コイル２１と二次コイル２２の間の距離による鎖交磁束の減少を抑えるために第２の一次コイル２１ｂを第１の一次コイル２１ａの対辺の磁性体に巻回したことを特徴とする。第２の一次コイル２１を配置することによって、主磁気回路ループから空中に漏れ出して還流する磁束が存在しても、各二次コイル２２における交差磁束が等しくなるため、簡素な構成で各出力間の電圧のバラツキの大幅な低減を実現することができる。
【選択図】  図1【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図７】
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