JP2008004895A - インバータトランス - Google Patents

Abstract

【課題】バランストランス用巻線が組み込まれたインバータトランスを提供する。
【解決手段】複数本の放電灯を均一に駆動するための駆動回路に使用され、一次巻線及び二次巻線を備えるインバータトランスであって、インバータトランスを構成する磁性材料からなるコアの一部に貫通口を設け、この貫通口を使用してバランストランス用巻線を設けることで、部品点数も少なく、小型に構成することが可能なインバータトランスを提供する。
【選択図】図１

Description

この発明は、バランストランスが１体的に組み込まれたインバータトランスに関する。

冷陰極放電管の駆動回路において、駆動回路の低電圧部側にバランスコイルを接続したり、駆動回路の冷陰極放電管が接続される高電圧部にバランスコイルを接続して、複数の冷陰極放電管に流れる電流を一定にする事は、既に広く利用されている技術である。冷陰極放電管は、そのインピーダンスのばらつき等により、冷陰極放電管の両電極間に掛かる電圧がばらつく。したがって、冷陰極放電管に流れる電流が個々の冷陰極放電管の持つインピーダンスにより変わることが知られている。冷陰極放電管に流れる電流がばらつくと、それは、冷陰極放電管の発光輝度に影響を及ぼす。

良く知られているように、液晶表示パネルの背面には、バックライトとして複数の冷陰極放電管が内蔵されている。最近の傾向として、液晶表示パネルの画面サイズが、大きくなる傾向にある。たとえば、家庭用の液晶ＴＶでは、従来、２０インチどまりであったものが、３２インチ、３４インチの大きさの液晶表示パネルを用いた液晶ＴＶが主流になっている。このように、液晶表示パネルのサイズが大きくなると、液晶ＴＶ一台当り、使われる放電管の数が増えてきている。

そのため、上記した記載のように、冷陰極放電管に流れる電流量が複数の冷陰極放電管毎に変ると、冷陰極放電管の発光にムラが生じ、これは、液晶表示パネルにおける輝度ムラを発生することになるため、使われる全ての冷陰極放電管に流れる電流量を一定に合わせることが必要不可欠となっている。そのため、通常、冷陰極放電管の駆動回路にはインバータトランスとバランストランスが使用される。

また、従来では、冷陰極放電管駆動回路の低電圧部側、または、高電圧部にバランスコイルを接続する方法や、インバータトランスの一つの磁路で、複数の冷陰極放電管に対応できるように、複数の対応する数の巻線を備えているものも提案されている（特許文献１）。また、第１の一次巻線に対して直列に接続されたインダクタと第２の一次巻線に対して直列に接続されたインダクタが同じ磁路に配置された回路も提案されている（特許文献２）。また、同出願人により出願されたＩＨＩコアで構成されたインバータトランスがある（特許文献３）。また、メイントランスと信号伝達用トランスとを一体にしたトランスや、チョークコイルとトランスを一体にしたトランスがある（特許文献４、５、６）。
特開２００３−３１３８３号公報 特表２００４−５０６２９４号公報 特開２００５−３１１２２７号公報 特開２００４−３４９２９３号公報 特開昭６４−０３０４６３号公報 特開２０００−１３３５３１号公報

しかしながら、通常、インバータトランスとバランストランスは、それぞれ独立したトランスとして製造されるのが普通に行われている。そして、冷陰極放電管駆動回路を組立てるにあたって、基板にインバータトランス、バランストランス、スイッチング回路及び制御回路を組み付ける。しかしながら、このように、インバータトランスとバランストランスを別々に組み付けることで、余計なスペースを必要とするばかりでなく、部品コストや製造コストも増えてしまう。さらに、冷陰極放電管駆動回路を小型にすることが困難となり、液晶表示パネル側からの小型化や軽量化の要求を満たすことが困難となっている。

また、メイントランスと信号伝達用トランスとを一体に設けたトランスやチョークコイルとトランスとを一体に設けたトランスがあるが、これらは、メイントランスと信号伝達用トランスもしくはトランスとチョークとの間で磁気干渉し合わないように、別のコアを新たに使用したり、コア自体が複雑な構造となってしまい、コストが上がってしまう。

したがって本発明は、インバータトランスにバランストランス用巻線が組み込まれ、コストが上がらないインバータトランスを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の実施例に係るインバータトランスは、
磁性材料で構成されるコア部と、前記コア部に設けられる一次巻線及び二次巻線と、を備えるインバータトランスにおいて、
前記コア部に貫通口を設け、
前記貫通口に他の巻線を備える、ことを特徴とする。

上記の目的を達成するため、本発明の他の実施例に係るインバータトランスは、
一次巻線と二次巻線とを磁気結合させるために磁性材料で構成されるコア部を有するインバータトランスにおいて、
前記コア部の端部に貫通孔を形成すると共に、前記貫通孔にバランストランス用巻線を巻回する、ことを特徴とする。

本発明によれば、部品点数が少なくて小型に構成できると共に、コアに貫通孔を設け、バランストランスの巻線を施すことでコストが安くなるバランストランス一体型のインバータトランスを提供できる。

＜実施例１＞
図１の（Ａ）は、本発明の実施例１に係るインバータトランス１の外観斜視図を示す。また、図１の（Ｂ）は、図１の（Ａ）のインバータトランス１のコア部分だけを示す。図１の（Ａ）及び（Ｂ）において、インバータトランス１は、Ｈ型コア２、Ｉ型コア３、４及び巻枠等を備えるボビン５とで構成される。Ｈ型コア２及びＩ型コア３、４はボビン５に組み込まれている。これらのコアは磁性材料からなる。またボビン５は、電気的にも磁気的にも絶縁特性を示す絶縁材料からなる。

Ｈ型コア２の中心コア部Ｈ１には、インバータトランス１の一次巻線Ｔ１−１１及びＴ１−１２が巻かれ、Ｉ型コア３、４には、それぞれインバータトランス１の二次巻線Ｔ１−２１、Ｔ１−２２が巻かれている。また、Ｈ型コア２の側面コア部Ｈ２、Ｈ３の一方の側面コア部Ｈ２には貫通口６が設けられ、この貫通口６には、図示するように、バランストランス用の一次及び二次巻線ＣＴ１−１、ＣＴ１−２が巻かれる。また、７は、複数に分割された端子群を示し、インバータトランス用巻線及びバランストランス用巻線のそれぞれの端部が接続され、外部との配線用の端子となる。

このように、インバータトランス１で使用するコアの一部に貫通口６を設け、その貫通口６を利用してバランストランス用の巻線ＣＴ１−１、ＣＴ１−２を巻くことで、小型で、部品点数の少ない、製造コストをおさえることの出来るインバータトランスを提供することが可能となる。

貫通口６を設ける位置は、インバータトランス１の一次巻線Ｔ１−１１、Ｔ１−１及び２巻線二次巻線Ｔ１−２１、Ｔ１−２２で発生するＨ型コア２内に流れる磁束と、バランストランス用の巻線ＣＴ１−１、ＣＴ１−２で発生するＨ型コア２の側面コア部Ｈ２に流れる磁束が互いに干渉しない様に設定される。

たとえば、図１において、Ａ１とＡ２との距離の関係は、Ａ１＞Ａ２であれば、磁束同士の干渉がかなり抑えられる。本発明の実施例１に係るインバータトランスによれば、バランストランス用巻線が一体化されて小型化されたインバータトランスを提供することが可能となる。

貫通口６は、Ｈ型コア２の製造後に加工して形成することもできるし、また、Ｈ型コア２の製造時に貫通口６が形成されるような型を用いて形成することも可能である。またこのＨ型コア２の寸法を決定する際、貫通口６を形成する側のコア部の寸法Ｌ２は、貫通口６を形成しない側のコア部の寸法Ｌ１より大きく設計することが望ましい。また、インバータトランス用巻線が巻かれる磁性材料で構成されるコアの端部に貫通口を設けることで、バランサトランスが疑似的なトロイダルコアに巻かれた構成となる。そのため、材料費が安く抑えられ、部品点数も少なくなるので、製造コストも削減が可能となる。また、トロイダルコアを使用したバランストランスが、インバータトランスの一部に付加したものと等価となる。さらに、トロイダル形状のバランストランスが形成できるため、ＧＡＰと組立による誤差が無く、材料のバラツキから生じる誤差しかないため、インダクタンス値のバラツキが小さく、精度の高い製造が可能となる。

図２は、本発明の実施例１に係る、図１に示したインバータトランス１を使用することが可能な冷陰極放電管駆動回路の１例を示す。

図２において、電源端子２１、２２に直流電圧が供給され、それぞれ制御回路２３及びスイッチング回路２４に与えられる。尚、電源端子２２は接地される。制御回路２３は内部に発振回路や、ＰＷＭ回路を含み、あとから説明されるＦ／Ｂ信号にしたがって出力されるスイッチング信号を変調する。スイッチング回路２４は、内部にトランジスタで構成されるスイッチ回路を含み、制御回路２３からのスイッチング信号により、電源端子２１に印加されている直流電圧をスイッチングし、スイッチングされて発生されるパルス駆動信号（駆動電圧）を出力する。図２に示す冷陰極放電管駆動回路においては、図１に示したインバータトランスを２つ使用する。即ち、インバータトランスＴ１及びＴ２が、それぞれ図１のインバータトランス１に相当する。

図に示すように、２つのバランストランス用一次巻線ＣＴ１−１及びＣＴ２−１が直列接続とされ、スイッチング回路２４からのパルス駆動信号（駆動電圧）が印加される。

また、インバータトランスＴ１のバランストランス用二次巻線ＣＴ１−２は、図示するようにインバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１−１１及びＴ１−１２と直列接続とされ、一次巻線Ｔ１−１１及びＴ１−１２の両端子間にスイッチング回路２４からのパルス駆動信号が印加される。

また、インバータトランスＴ２のバランストランス用二次巻線ＣＴ２−２は、図示するようにインバータトランスＴ２の一次巻線Ｔ２−１１及びＴ２−１２と直列接続とされ、一次巻線Ｔ２−１１及びＴ２−１２の両端子間にスイッチング回路２４からのパルス駆動信号が印加される。

さらに、インバータトランスＴ１の二次巻線Ｔ１−２１の一方の端子は、冷陰極放電管ＦＬ１−１及び抵抗Ｒ１−１を介して接地され、他方の端子は直接接地される。同様に、インバータトランスＴ１の二次巻線Ｔ１−２２の一方の端子は、冷陰極放電管ＦＬ１−２及び抵抗Ｒ１−２を介して接地され、他方の端子は直接接地される。

また、インバータトランスＴ２の二次巻線Ｔ２−２１の一方の端子は、冷陰極放電管ＦＬ２−１及び抵抗Ｒ２−１を介して接地され、他方の端子は直接接地される。同様に、インバータトランスＴ２の二次巻線Ｔ２−２２の一方の端子は、冷陰極放電管ＦＬ２−２及び抵抗Ｒ２−２を介して接地され、他方の端子は直接接地される。また、冷陰極放電管ＦＬ２−２及び抵抗Ｒ２−２の中点は引出され、冷陰極放電管ＦＬ２−２に流れる電流を制御するためＦ／Ｂ信号として制御回路２３に帰還される。

図２に示す、本願の実施例１に係るインバータトランスＴ１及びＴ２を使用する冷陰極放電管駆動回路によれば、Ｆ／Ｂ信号を制御回路２３に帰還することで、制御回路２３に内蔵される発振回路の発振周波数または、ＰＷＭ回路によるパルス幅変調によりスイッチング信号を変調することで、冷陰極放電管ＦＬ２−２に流れる電流を一定に制御して、発光輝度を均一とすることが出来る。またさらに、バランストランス用巻線を設けることで、インバータトランスＴ１及びＴ２に流れる電流が同一となるように制御され、したがって、全ての冷陰極放電管ＦＬ１−１乃至ＦＬ２−２を均一に発光させることが可能となる。

図２に示すような冷陰極放電管駆動回路に使用したインバータトランスＴ１及びＴ２は、２つの一次巻線と２つの二次巻線、及びバランストランス用巻線を備えるインバータトランスが使用される。しかしながら、インバータトランスの構成や、インバータトランスと放電管との接続関係、バランストランス用巻線との接続関係はこの構成に限られるものでなく、色々な変形も考えられる。

＜実施例２乃至５＞
図３の（Ａ）乃至（Ｄ）は、本発明の実施例２乃至５に係るインバータトランスのコアの構成を示す。先ず（Ａ）に示す実施例２のインバータトランスのコア構成においては、２つのＥ型コア３１及び３２が使用される。そして、Ｅ型コア３２にバランストランス巻線用の貫通口３０が設けられた構成となっている。

また、図３の（Ｂ）に示す実施例３のインバータトランスのコア構成においては、１つのＥ型コア３３と１つのＩ型コア３４が使用される。そして、Ｉ型コア３４にバランストランス巻線用の貫通口３０が設けられた構成となっている。

また、図３の（Ｃ）に示す実施例４のインバータトランスのコア構成においては、１つのＩ型コア３５と１つのＵ型コア３６が使用される。そして、Ｕ型コア３６にバランストランス巻線用の貫通口３０が設けられた構成となっている。

また、図３の（Ｄ）に示す実施例５のインバータトランスのコア構成においては、１つのＩ型コア３７と１つのＥ型コア３８が使用される。そして、先の実施例３とは異なり、Ｅ型コア３８にバランストランス巻線用の貫通口３０が設けられた構成となっている。

上記の実施例２乃至５は、本発明の実施例の１部のみを示すものであって、同様な考え方で、変更が可能である。

上記した図３の（Ａ）乃至（Ｄ）に示すいずれの実施例においても、貫通口６を設ける位置は、インバータトランス１の一次巻線Ｔ１−１１、Ｔ１−１及び２巻線二次巻線Ｔ１−２１、Ｔ１−２２で発生する磁束と、バランストランス用の巻線ＣＴ１−１、ＣＴ１−２で発生する磁束が互いに干渉しない様に設定される。そのため、貫通口が設けられるコアは多少幅を広くされている。いずれの実施例においても、貫通口が設けられるコア部分全体を幅広にした構成が示されているが、貫通口の対応部分のみ幅広にしても問題はない。たとえば、図３の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｄ）において、点線で示すようにコア部分を構成することで、コア材の使用を減らすことが可能となる。

＜実施例６＞
図４は、本発明の実施例６に係る、箱型に組立てられるインバータトランスの１例を示す斜視図である。図４において、インバータトランス４０は、それぞれ磁性材料で構成される蓋部４１及び基台部４２を有する。また、インバータトランスとしての一次巻線Ｔ４０−１及び二次巻線Ｔ４０−２が設けられる。組立て後においては、一次巻線Ｔ４０−１の内側に二次巻線Ｔ４０−２がはまり込む構成とされる。

このとき、一次巻線Ｔ４０−１の内周面は、基台部４２に設けた円弧状ガイド４５の外周面で位置決めされ、二次巻線Ｔ４０−２の外周面は、円弧状ガイド４５の内周面で位置決めされる。４６は両巻線Ｔ４０−１、Ｔ４０−２を貫通する中脚部となる。尚、４３、４４は端子引出し用の補助基台部であり、組立て後においては、基台部４２の両側面部にはまり込む構成とされる。この実施例６においては、バランストランス用巻線のために、貫通口４７が蓋部４１の角に設けられた例である。

この実施例６においても、貫通口４７を設ける位置は、インバータトランスの一次巻線及び二次巻線で発生する磁束と、バランストランス用の巻線で発生する磁束が互いに干渉しない様に設定される。したがって、この磁束が干渉しない位置であれば、蓋部４１及び基台部４２のいずれの位置にも貫通口４７を設けることが可能である。

本発明の実施例１に係るインバータトランスの構造を示す図である。 本発明の実施例１に係るインバータトランスが適用された、冷陰極放電管駆動回路の回路図の１例を示す図である。 本発明の実施例２乃至５に係るインバータトランスのコアの構造を示す図である。 本発明の実施例６に係るインバータトランスの展開斜視図である。

符号の説明

１、Ｔ１、Ｔ２、４０ インバータトランス
Ｔ１−１１〜Ｔ２−１２、Ｔ４０−１ 一次巻線
Ｔ１−２１〜Ｔ２−２２、Ｔ４０−２ 二次巻線
ＣＴ１−１〜ＣＴ２−１ バランストランス用一次巻線
ＣＴ１−２〜ＣＴ２−２ バランストランス用二次巻線
６、３０、４７ 貫通口

Claims (4)

1. 磁性材料で構成されるコア部と、前記コア部に設けられる一次巻線及び二次巻線と、を備えるインバータトランスにおいて、
   前記コア部に貫通口を設け、
   前記貫通口に他の巻線を備える、ことを特徴とするインバータトランス。
2. 前記他の巻線は、バランストランスを構成する、ことを特徴とする請求項１に記載のインバータトランス。
3. 前記貫通孔は、前記コア部の前記一次巻線及び／又は二次巻線の位置とは所定の距離だけ離れた位置に設けられる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のインバータトランス。
4. 一次巻線と二次巻線とを磁気結合させるために磁性材料で構成されるコア部を有するインバータトランスにおいて、
   前記コア部の端部に貫通孔を形成すると共に、前記貫通孔にバランストランス用巻線を巻回する、ことを特徴とするインバータトランス。

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