CN1227680C - 逆变变压器和使用该逆变变压器的放电灯点火电路 - Google Patents

逆变变压器和使用该逆变变压器的放电灯点火电路 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种逆变变压器，包括：一对磁芯，它们组合构成闭合磁路；初级线圈和与该初级线圈电磁耦合的次级线圈；一对磁芯的其中一方上设有向同一方向突出的第一支脚和多个第二支脚；次级线圈设有多个；第一支脚上卷装有所述初级线圈，所述多个第二支脚分别卷装有所述次级线圈；次级线圈分别以相同的电磁耦合度与所述初级线圈电磁耦合。还提供一种使用上述逆变变压器的放点灯点火电路，在逆变变压器的所述次级线圈上，分别连接着各个放电灯。或者，在所述放电灯的两端上，分别连接着其一端接地的多个次级线圈的各自另一端。因此可以克服放电灯点火电路部大型化的问题。

Description

逆变变压器和使用该逆变 变压器的放电灯点火电路
技术领域
本发明涉及点火照明液晶显示装置背面的冷阴极放电管等(以下，称为放电灯)的逆变器。特别涉及可取出多个输出的逆变变压器和使用该逆变变压器的放电灯点火电路的结构。
背景技术
随着液晶显示画面的大型化，要使用多个照明其背面的放电灯。放电灯点火使用的逆变变压器(inverter transformer)一般为单输出型的结构。因此，按照放电灯的数目还要使用多个逆变变压器。例如，画面尺寸14英寸时装载2个～4个逆变变压器，画面为18英寸时装载8个逆变变压器，而20英寸时装载10个逆变变压器。
其结果，逆变(倒向或反流)变压器占据了印刷电路板上的广大空间。因此，有放电灯点火电路大型化的问题。此外，以往将放电灯点火电路如图17那样构成，用1个逆变变压器5来点火2个放电灯1、2。就是说，通过平衡电容器C1、C2将逆变变压器5的次级线圈6的一端分别与放电灯1、2连接。但是，在该结构中，由于放电灯2本身的电流流过次级线圈6，所以次级线圈6的线径***而大型化。因此，由于不能使放电灯1、2的其中一个点火，所以有不能省去平衡电容器C1、C2的问题。
发明内容
因此，本发明具有用一个逆变变压器获得多个输出的结构。此外，本发明通过使用这样的逆变变压器来构成放电灯点火电路，从而可用简单的电路结构来实现同时可点火多个放电灯的放电灯点火电路。
为了实现上述目的，本发明提供一种逆变变压器，包括：一对磁芯，它们组合构成闭合磁路；初级线圈和与该初级线圈电磁耦合的次级线圈；其特征在于，所述一对磁芯的其中一方上设有向同一方向突出的第一支脚和多个第二支脚；所述次级线圈设有多个；所述第一支脚上卷装有所述初级线圈，所述多个第二支脚分别卷装有所述次级线圈；所述次级线圈分别以相同的电磁耦合度与所述初级线圈电磁耦合。
根据本发明，还提供一种放点灯点火电路，其包括一逆变变压器，该逆变变压器具有与输入电源连接的初级线圈和与放电灯连接的次级线圈；其特征在于，所述逆变变压器具有组合构成闭合磁路的一对磁芯和多个次级线圈；所述一对磁芯的其中一方上设有向同一方向突出的第一支脚和多个第二支脚；所述第一支脚上卷装有所述初级线圈，所述多个第二支脚分别卷装有所述次级线圈；所述次级线圈分别以相同的电磁耦合度与所述初级线圈电磁耦合；在所述逆变变压器的每个所述次级线圈上，分别连接着各个放电灯。
根据本发明，还提供一种放点灯点火电路，其包括一逆变变压器，该逆变变压器具有与输入电源连接的初级线圈和与放电灯连接的次级线圈；其特征在于，具有所述逆变器的次级线圈数一半数目的放电灯；所述逆变变压器具有组合构成闭合磁路的一对磁芯和多个次级线圈；所述一对磁芯的其中一方上设有向同一方向突出的第一支脚和多个第二支脚；所述第一支脚上卷装有所述初级线圈，所述多个第二支脚分别卷装有所述次级线圈；所述次级线圈分别以相同的电磁耦合度与所述初级线圈电磁耦合；在所述放电灯的两端上，分别连接着其一端接地的多个次级线圈的各自另一端。
附图说明
图1表示本发明的逆变变压器的第一实施例的正面图。
图2表示同一逆变变压器的平面图。
图3表示沿图2的A-A线的放大剖面图。
图4表示除去磁芯的同一逆变变压器的上侧的平面图。
图5表示初级侧线圈架的平面图。
图6表示同一线圈架的正面剖面图。
图7表示次级侧线圈架的剖面图。
图8表示同一线圈架的正面剖面图。
图9表示磁芯的分解斜视图。
图10表示逆变变压器的第二实施例的主要部件的配置图。
图11表示逆变变压器的第三实施例的主要部件的配置图。
图12表示逆变变压器的第四实施例的主要部件的配置图。
图13表示放电灯点火电路的第一实施例的电路图。
图14表示放电灯点火电路的第二实施例的电路图。
图15表示放电灯点火电路的第三实施例的电路图。
图16表示简化图4对应部分的平面图。
图17表示放电灯点火电路的以往例的电路图。
具体实施方式
图1～图4表示本发明的逆变变压器的一实施例，是作为二输出型情况下的结构例。10、20是横向并排配置的绝缘性的线圈架。由图4可知，与一个线圈架10对置地安装两个线圈架20。如图5和图6所示，线圈架10一体地成形上颚11和下颚13、圆角的方体形卷轴12。在线圈架10的下颚13的一侧面上安装多个端子18。通过在上颚11的上表面和下颚13的下表面切口，将壁厚部分薄的壁薄部14、15分别设置在上颚11和下颚13的一部分上。
两个线圈架20如图7和图8所示那样一体成形上颚21和下颚23、圆筒形的卷轴22。在下颚23的一侧面上安装多个端子28、29。端子28用于连接印刷电路板，短端子29用于次级线圈40的引线连接。每个端子28、29在线圈架20的内部一体地连接。在上颚21和下颚23上还分别设有薄壁部24、25。在下颚23的一侧面中设有直至卷轴附近的槽26。
在线圈架10的卷轴12上卷绕低压侧的初级线圈30(图3)。初级线圈30的引线连接到端子18。在两个线圈架20的卷轴22上，分别卷绕高压侧的次级线圈40a、40b(图4)。为了提高绝缘耐压，将次级线圈40a、40b的引线从槽26(图8)引出到下颚23下后，连接到短的一个端子29上。两个次级线圈40a、40b的匝数相同，并且距初级线圈30等距离。次级线圈40a、40b以相同的耦合度分别与初级线圈30进行电磁耦合。
符号50、60表示磁性体构成的一对磁芯。如图9所示，在下侧的磁芯50中，形成向上方突出的窄幅细长形状的支脚51、圆柱状的支脚52、53、细长的突起54。两个支脚52、53通过突起54在细长支脚51的一侧面对置。支脚52、53位于沿支脚51的纵向方向。支脚51和支脚52、53之间设置的细长突起54比支脚51、52、53的高度低。支脚51被***在初级侧的线圈架10的卷轴12的孔中。支脚52、53被分别***不同的次级侧的线圈架20的卷轴22的孔中。
在磁芯50中，在次级线圈40a、40b的中心分别***的支脚52和支脚53之间的位置上，设有切口部55。此外，在磁芯60中，在与该切口部55对置的位置上形成切口部65。通过设有这些切口部55、65，消弱两个次级线圈40a、40b之间的电磁耦合，防止通过支脚52和支脚53的磁通的干扰。周边有凹凸的平板形的磁芯60用支脚51、52、53的部分与磁芯50对接，形成闭合磁路。再有，不必一定形成突起54。此外，支脚52、53可以设置在上侧的磁芯60侧，也可以设置在两方的磁芯50、60上。
两个线圈架10、20的薄壁部14、15、24、25的部分被磁芯50和磁芯60夹住，通过相互粘结的磁芯50、60来固定。磁芯50的突起54如图4所示那样处于两个次级线圈40a、40b和初级线圈30之间。突起54具有减弱初级线圈30和次级线圈40a、40b之间的电磁耦合的作用。两个次级线圈40a、40b的匝数相同，按对初级线圈30的相同耦合度进行电磁耦合。因此，在将该逆变变压器装入逆变器时，从各次级线圈40a、40b输出相同的输出电压。
本发明的次级线圈40不限于两个，也可以设置三个以上。在设有三个以上的次级线圈的情况下，在两个磁芯中也形成与位于分别***各次级线圈中心的磁芯的支脚和支脚之间的与所述切口部55、65同样的开口部。因此，使相邻的次级线圈之间的电磁耦合下降。图10和图11表示设有三个次级线圈40a、40b、40c形成三输出型情况的不同结构例。图10的逆变变压器将两端的次级线圈40a、40c移动至初级线圈30附近，在相对于初级线圈30获得相同电磁耦合度的位置上配置各次级线圈40a、40b、40c。
另一方面，图11的逆变变压器将次级线圈40a、40b、40c并排配置在一直线上，在该直线以外的位置上配置初级线圈30。仅在这样的配置中，相对于初级线圈30的电磁耦合度是处于初级线圈30的最近的中央的次级线圈40b大，而处于远位置的其它次级线圈40a、40c小。因此，通过与端部54a、54c相比在中央部54b减小等方式，在设计阶段配置磁芯的突起54的高度或厚度，使得各个次级线圈40a、40b、40c的电磁耦合度相同。
再有，不形成磁芯的突起54，通过将中央的次级线圈40b的线材比其它次级线圈40a、40c形成得细来配置电磁耦合度也可以。此外，代替电磁耦合度的配置，通过使中央的次级线圈40b的匝数比其它次级线圈40a、40c少，也可以使各次级线圈40a、40b、40c的输出电压一致。
图12是设有六个次级线圈40a～40f的六输出型情况的结构例。六个次级线圈配置成在各自直线上并排的40a、40b、40c的第一列和40d、40e、40f的第二列。初级线圈30处于被夹在次级线圈的两列中的位置。在次级线圈40a～40f和初级线圈30之间配置磁芯的突起54，并进行调整，使得各次级线圈40a～40f与初级线圈30的电磁耦合度相同。次级线圈40a～40f用的端子28、29从逆变变压器的对置的两面突出，初级线圈30用的端子18从另一侧面突出。
图13表示使用本发明的双输出型逆变变压器同时点火两个放电灯1、2情况下的逆变器电路的例。符号70在上述说明时省略了，但例如是在线圈架10的卷轴12上与初级线圈30一起卷绕、引线被连接在端子18上的反馈线圈。此外，Q1、Q2是推挽连接的开关晶体管，R是偏置电阻，Cc是与初级线圈30并联连接的谐振电容器。初级线圈30的中间抽头通过扼流圈L连接到图中未示出的输入电源。
将一端接地的次级线圈40a的另一端与放电灯1串联连接，而放电灯1的另一端被接地。此外，将一端接地的次级线圈40b的另一端与放电灯2串联连接，而放电灯2的另一端被接地。
下面，考虑图13的逆变器电路中接入电源的情况。其中，如果两个放电灯1、2的一个放电灯1先点火，那么点火的放电灯1的阻抗大幅度地减少，次级线圈40a侧的电压急剧下降。由于次级线圈40a、40b之间的电磁耦合大此时次级线圈40b侧的电压一起下降，所以有另一个放电灯2不点火的问题。但是，作为逆变变压器T，在使用减小次级线圈40a、40b间的耦合的图1～4那样的本发明的逆变变压器的情况下，不造成此时的次级线圈40b侧的电压下降。因此，可以确实使另一个放电灯2点火。
在图13的逆变器电路中，将逆变变压器作为双输出使用来点火两个放电灯。但是，也可以如图14所示那样将该逆变变压器作为倍电压的单输出型来使用。就是说，将逆变变压器T的次级线圈40a和次级线圈40b的一端分别接地。而且，将次级线圈40a和次级线圈40b的未接地一方的端部分别串联连接到放电灯1的两端。这样，用2倍的电压来点火一个放电灯1。
再有，逆变变压器T的初级侧有与图13电路相同的结构。对逆变变压器使用倍电压时，用于次级线圈的半数放电灯。因此，在各个放电灯的两端与不同的次级线圈串联连接也可以。
图15是使用图11所示的三输出型逆变变压器T点火三个放电灯1～3情况下的逆变器电路的例子。将一端接地的各次级线圈40a、40b、40c的另一端分别串联连接到放电灯1、2、3。放电灯1、2、3的另一端接地。在使用图12那样的六输出型的逆变变压器的情况下，将各次级线圈40a～40f分别连接不同的放电灯，点火六个灯，或可以用倍电压来点火各次级线圈40a～40f数的半数的三个放电灯。
在点火放电灯时，在次级线圈的两端施加约1500V的高电压。通过分布电容和绝缘电阻与次级线圈电回路耦合的磁芯此时达到800V左右的高电压。因此，在安装了变压器的印刷电路板的布线图形和磁芯之间有造成放电的危险。但是，通过使图1～图4的双输出型逆变变压器中的两个次级线圈40a、40b的卷绕方向彼此为反方向，可以防止该放电的发生。如下所述，这是因为可以使变压器工作时的磁芯50、60的电位为零电位。图16表示该实施例，箭头45a表示次级线圈40a的卷绕方向，箭头45b表示次级线圈40b的卷绕方向。图16的B-B线是通过次级线圈40a、40b的中间点和初级线圈30中央的线。次级线圈40a、40b的卷绕方向以B-B线为界对称。此外，这种情况下，磁芯的形状有也以线圈架等B-B线为界对称的结构。
例如，假设次级线圈40a从端子28a1侧开始卷绕并卷绕结束至端子28a2侧，次级线圈40b从端子28b1侧开始卷绕并卷绕结束至端子28b2侧。在将该逆变变压器装入图13的逆变器电路时，端子28a1和端子28b1分别相当于连接点P1、连接点P2，端子28a2和端子28b2相当于共连接点P3。
在逆变器电路的工作时，产生通过磁芯50(图9)的支脚51和磁芯60、支脚53的第一磁通和通过磁芯50的支脚51和磁芯60、支脚52的第二磁通。第一磁通和第二磁通为相同方式，但次级线圈40a、40b匝数相同而卷绕方向不同。因此，从各个次级线圈40a、40b输出的电压，即连接点P1和连接点P2的电位分别大小相同而极性相反。另一方面，处于次级线圈40a、40b中点的连接点P3为零电位。
如上所述，该逆变变压器以中心线B-B线为界被完全对称地制作。两个次级线圈40a、40b的卷绕方向也对称。因此，次级线圈40a和磁芯50、60之间、及次级线圈40b和磁芯50、60之间的绝缘阻抗和分布电容等相等。因此，在变压器的操作时，磁芯50、60的电位与次级线圈40a、40b的中点的电位相等，变为零电位。其结果，在将逆变变压器安装在印刷电路板上使用时，可以防止在印刷电路板的布线图形和磁芯之间引起放电。
根据本发明的逆变变压器和放电灯点火电路，由于可以用一个逆变变压器同时点火多个放电灯，所以与每个放电灯使用各自的逆变变压器的情况相比，可以降低安装面积和成本。而且，有可以缩短布线距离的效果。而且，由于各个放电灯的驱动频率相同，获得同步，所以不产生差拍噪声和闪烁。
此外，通过本发明的双输出型逆变变压器的次级线圈的卷线方向为相反方向，获得磁芯和布线图形间没有放电危险的可靠性高的逆变变压器。

Claims (7)

1.一种逆变变压器，包括：
一对磁芯，它们组合构成闭合磁路；
初级线圈和与该初级线圈电磁耦合的次级线圈；
其特征在于，
所述一对磁芯的其中一方上设有向同一方向突出的第一支脚和多个第二支脚；
所述次级线圈设有多个；
所述第一支脚上卷装有所述初级线圈，所述多个第二支脚分别卷装有所述次级线圈；
所述次级线圈分别以相同的电磁耦合度与所述初级线圈电磁耦合。
2.如权利要求1所述的逆变变压器，其特征在于，分别在所述一对磁芯上形成位于相邻所述第二支脚之间的切口部，降低所述次级线圈之间的电磁耦合度。
3.如权利要求1所述的逆变变压器，其特征在于，所述多个次级线圈和所述第二支脚被配置在一直线上，所述初级线圈和所述第一支脚被配置所述一直线以外的位置上。
4.如权利要求1所述的逆变变压器，其特征在于，所述第一支脚宽度窄并为细长矩形，所述第二支脚按可分别对置在所述矩形的长边侧那样来配置。
5.如权利要求1所述的逆变变压器，其特征在于，所述次级线圈由两个线圈构成，所述次级线圈的各自卷绕方向彼此为反方向。
6.一种放点灯点火电路，其包括一逆变变压器，该逆变变压器具有与输入电源连接的初级线圈和与放电灯连接的次级线圈；
其特征在于，
所述逆变变压器具有组合构成闭合磁路的一对磁芯和多个次级线圈；
所述一对磁芯的其中一方上设有向同一方向突出的第一支脚和多个第二支脚；
所述第一支脚上卷装有所述初级线圈，所述多个第二支脚分别卷装有所述次级线圈；
所述次级线圈分别以相同的电磁耦合度与所述初级线圈电磁耦合；
在所述逆变变压器的每个所述次级线圈上，分别连接着各个放电灯。
7.一种放点灯点火电路，其包括一逆变变压器，该逆变变压器具有与输入电源连接的初级线圈和与放电灯连接的次级线圈；
其特征在于，
具有所述逆变器的次级线圈数一半数目的放电灯；
所述逆变变压器具有组合构成闭合磁路的一对磁芯和多个次级线圈；
所述一对磁芯的其中一方上设有向同一方向突出的第一支脚和多个第二支脚；
所述第一支脚上卷装有所述初级线圈，所述多个第二支脚分别卷装有所述次级线圈；
所述次级线圈分别以相同的电磁耦合度与所述初级线圈电磁耦合；
在所述放电灯的两端上，分别连接着其一端接地的多个次级线圈的各自另一端。
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