JP2598779B2

JP2598779B2 - 高電圧変圧器

Info

Publication number: JP2598779B2
Application number: JP61070637A
Authority: JP
Inventors: ウイリアムネロリロイ
Original assignee: RCA Licensing Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1985-03-29
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1997-04-09
Anticipated expiration: 2012-04-09
Also published as: KR860007814A; AU5504786A; CN1017198B; FI861208A0; ZA862264B; KR940000711B1; CA1239199A; DE3650581T2; ES553225A0; FI82341C; EP0196857A3; US4654775A; EP0196857B1; SG93768A1; DE3650581D1; JPS61230304A; DK143386D0; FI82341B; EP0196857A2; MX162184A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞この発明は、変圧器コイルの巻線構造に関し、特に高
電圧ストレスを持つ変圧器用の巻線技術に関する。

＜発明の背景＞テレビジヨン受像機或いはコンピユータのモニタのよ
うなビデオ表示装置に用いられる高電圧変圧器は、通
常、ボビン或いはコイル巻枠上に巻かれた１つ或いはそ
れ以上の１次コイル或いは補助コイルから成る。第２の
ボビンが１次巻線ボビンを包囲して配置され、更に、こ
の第２のボビンに陰極線管に高電圧、即ち、陽極電位を
供給する３次巻線が巻かれる。

変圧器の動作中、電圧が１次巻線ボビン上の各巻線の
両端間に発生する。異なる巻線の両端間の電位差により
各巻線間に電圧ストレスが発生するため、ボビン上の各
巻線層間にマイラのような絶縁物を設ける必要がある。
１次巻線に対して補助コイルを個々に巻いて配置するこ
とにより、例えば、高電圧変圧器が共振リトレース偏向
回路と共に使用される場合のように、特に補助巻線が重
い負荷を受けるときには、不都合に高い巻線間の局部的
電圧ストレスが生ずることがある。更に、補助巻線の１
次巻線に対する負荷は、１次巻線の３次巻線に対する負
荷に影響を及ぼし、これにより変圧器の高調波同調に影
響を与えることがある。変圧器の同調は、高電圧レベル
及び高電圧回路出力インピーダンスに影響を与える。も
し各巻線間の空間的位置関係が綿密に制御されなけれ
ば、変圧器の所望の動作特性を得るために、更に変圧器
同調素子を追加する必要が生じる場合がある。

＜発明の概要＞この発明の１つの特徴に従えば、ビデオ表示装置用の
高電圧変圧器は、３次巻線が巻かれた３次コイル巻枠か
ら成る。透磁性コアが３次コイル巻枠内に配置されてい
る。１次巻線構体は１次巻線が巻かれたコイル巻枠から
成り、３次コイル巻枠と透磁性コアとの間に配置されて
いる。この１次巻線は所定の巻線領域を占める。上記所
定の巻線領域に均一に分布して巻かれた複数の巻線ター
ンから成る少なくとも１つの追加の巻線が１次巻線を覆
つて設けられている。

＜詳細な説明＞第１図には、ビデオ表示装置の一部が概略的に示され
ている。同装置において、未調整のDC電圧が、例えばSC
R型或いは切換型調整器の調整器回路５に供給されて、
高電圧変圧器21の１次巻線201の一方の端子に供給され
る調整されたＢ＋電圧が発生される。この１次巻線201
の他方の端子は、例えば共振リトレース形式の水平偏向
回路６に結合されている。高電圧変圧器21は、高電圧巻
線、即ち、３次巻線23を介して端子Ｕに陰極線管（図示
せず）のアルタ端子、即ち、陽極端子に供給される高電
圧を発生する。この変圧器21は、この説明では、ビデオ
表示装置の他の幾らかの負荷回路（図示せず）用の複数
の電源電圧を発生する形式のものである。電源回路７、
８及び９にそれぞれ結合された変圧器の補助巻線202、2
03及び204が、それぞれの電源回路に接続された負荷回
路用の所望レベルの電圧を発生する。変圧器21の構造
は、第３図を用いて後で詳しく説明する。

第２図には、説明の便宜上、Noryl或いはValoxの名称
で販売されているプラスチツクのようなプラスチツク材
料で作られた変圧器巻線コイルの巻枠、即ち、ボビン10
が示されている。ボビン、即ち、コイル巻線10は、基体
11と、変圧器巻線が巻かれた筒状体12とから成る。また
ボビン10には、巻線領域15内で変圧器巻線を保持する上
部巻線ストツプ13と下部巻線ストツプ14とが設けられて
いる。基体11には、複数個の放射状に配置された素子16
が含まれ、素子16のそれぞれには、17a乃至17hで表示さ
れた電気端子が設けられている。ボビン10の内部は、透
磁性コア（図示せず）を受け入れるように形成されてい
る。

複数個の変圧器巻線20が、ボビン10に巻かれた状態で
示されている。各巻線は、その巻線を負荷回路に結合す
る２つの端子を有する複数の巻線ターンから成る。一方
の端子は、ボビン端子17a乃至17hのそれぞれに結合され
ている。ボビン10の各巻線を構成する巻線ターンは、説
明の便宜上、誇張された形で示されている。各巻線の実
際のターン数は、変圧器の通常の設計基準により決めら
れる。変圧器巻線20の各々は、ボビン10の巻線領域15内
で層を成すように巻かれている。各巻線は、１層或いは
それ以上の層の巻線ターンから成つてもよいが、第１図
に示される構成では、各巻線は、説明を簡潔にするため
に１層のみから成るものとして示されている。更に別の
巻線をボビン10に巻き加えてもよい。

第２図で識別番号「１」で表示された巻線ターンは、
１次巻線201の巻線ターンを構成する。第２図で識別番
号「２」、「３」及び「４」で表示される各巻線ターン
は、それぞれ、補助巻線202、203及び204の巻線ターン
を構成する。巻線201、202、203及び204は、それぞれ、
導体201c、202c、203c及び204cを介して端子17f、17c、
17b及び17aに接続されている。この発明の１つの特徴に
例えば、１次巻線201及び補助巻線202、203、204は巻線
領域15全体に亘つて均一に分布していて、その結果、各
巻線ターン相互間の間隔は、所定の巻線に対して実質的
に一定である。第２図において、巻線202、203及び204
の各々は、１次巻線201全体（即ち、巻線領域15）に亘
つて巻かれている。これにより、巻線202、203及び204
の各々と１次巻線201との間にそれら巻線の全長に亘つ
て均一の或いは一定の磁気結合が得られる。このため、
１次巻線201は、巻線202、203及び204の各々により均一
に負荷される。第３図に示されるように、ボビン10がテ
レビジヨン受像機或いはビデオモニタの高電圧変圧器の
一部を構成する場合、補助巻線によつて１次巻線に均一
な負荷がかけられることにより、１次巻線201によつて
３次巻線、即ち、高電圧巻線23にかけられる負荷は均一
になる。これは、補助巻線の付勢により１次巻線に負荷
がかかり、次いでこれが３次巻線23に反映するからであ
る。１次巻線から変圧器の３次巻線の各コイルへの回路
の共振が一定に維持され、これにより、３次巻線を、例
えば第９高調波或いはそれ以上の高調波である単一の高
調波極に同調させることが出来る。

この発明のもう一つの特徴に従えば、巻線202、203及
び204のそれぞれは、中間に絶縁物を介在させることな
く先に巻かれた巻線の上に直接かぶさるように設けられ
る。第４図には巻線201、202、203、或いは204のいずれ
を巻くのにも使用できる代表的な絶縁巻線35が示されて
いる。この巻線35は、絶縁被覆、即ち、絶縁コーテイン
グ37に囲まれた導電性の巻線導体36より成る。相異なる
巻線の巻線ターン相互間の高AC電圧ストレスのため、絶
縁被覆37の厚さ及び電気的特性の必要条件は充分に注意
して決定されなければならない。必要以上に絶縁効果が
大きいワイヤを使用すると、変圧器の製造コスト及びサ
イズが増大し、更に、巻線間の結合が低下することもあ
る。また、絶縁効果が小さすぎるものを用いると、アー
ク放電が生じて変圧器が故障する恐れを増すことにな
る。

分子レベルで巻線の絶縁性を分析すれば、電圧ストレ
スの許容量及び絶縁破壊が起こるまでの時間の長さに関
する情報を得ることが出来る。物質の分子間の結合エネ
ルギは、物質の組成とその形成に用いられる処理との関
数となる。分子間には、各々が個々の結合エネルギ量を
含む１或いはそれ以上の結合極が存在する可能性があ
る。巻線絶縁物の分子のすべての結合極は互いに結合
し、それによつて抵抗値が非常に高くなる。

しかし、AC電界が変化する各期間中に、絶縁物の分子
結合に与えられるストレスがある。これらのストレス
は、各ストレス・サイクルの期間中における結合エネル
ギを減少させる。電圧ストレスが大きくなれば、それだ
け各ACサイクルの期間中に失なわれる結合エネルギ量も
大きくなる。これにより、最終的には分子相互間の結合
は破壊される。この時、分子が導体中にある場合と同様
に電源となつてある抵抗値レベルで電流を連続的に通過
させることができる。変成器の巻線絶縁物についてこの
電圧ストレスによつて誘起される分子結合の破壊反応を
解析すると次の関係式が得られる。

但し、t_f：破損までの絶縁時間（単位は時間）、 K:巻線の製造業者により提供された絶縁特性データを基
にして決定された定数、 S:フライバツク・パルス電圧のように不平衡なデユーテ
イ・サイクルを持つた波形に対するAC電圧波形の関数
で、ほぼ１に等しい。

e:供給電圧値（単位はVrms/mil（Vrms/25.4ミクロ
ン））、 T:動作温度（単位は゜K）上記の解析を用いると、所定規格の巻線について、変
成器としての信頼性のある動作を確実に得るのに必要な
材料の種類と厚み等の最適の巻線絶縁特性を決定するこ
とが出来る。またこの解析を用いると、例えばマイラの
ような絶縁シートを各巻線層の間に設けずに変圧器の巻
線を巻くことが出来る一方、変圧器の故障の危険なしに
正確な動作を維持することができる。各巻線層の間の絶
縁を省くことにより巻線間の磁気結合が改善され、電力
伝送特性および負荷回路の出力インピーダンス特性が改
善される。

この発明の特徴を具えた上述の巻線技術を用いた変成
器21が第３図に示されている。変成器21は、巻線201、2
02、203及び204が巻かれたボビン10より成る。このボビ
ン10を包囲して３次巻線用ボビン22が設けられ、このボ
ビン22に高電圧巻線、即ち、３次巻線23が巻かれてい
る。上部コア部分25及び下部コア部分26から成る透磁性
コア24が中間コア・スペーサ27と共にボビン10の内部に
設けられている。巻線構体は変圧器容器30内に配置され
ているが、該容器30内はエポキシ樹脂合成物で充填され
ているのが望ましい。高電圧リード、即ち、陽極リード
203cが、３次巻線23の高電圧端子17hに結合され、陰極
線管（図示せず）の陽極端子に高レベルの電圧を供給す
る。

従つて上述のこの発明の変成器では、１次巻線ボビン
上に巻かれる巻線は、巻線相互間に中間絶縁層を介在さ
せることなく先に巻かれた巻線層上に次の巻線層を巻く
という有利な巻線技法が採用されているから、最適の電
力伝送特性と最適の出力インピーダンス特性が得られ
る。また、補助巻線の巻線ターンは１次巻線全体に亘つ
て均一に分布しているため、変圧器を単一の高調波、例
えば第９高調波のような高い高調波に同調させることが
出来る。従つて、これらの技術により、変圧器の同調が
簡単になり、信頼性のある構造が得られ、更に、変圧器
のサイズの小型化及びその製造コストの低減の一助とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はビデオ表示装置の一部の概略的なブロツク図、
第２図はこの発明によつて構成された変圧器のボビン及
びコイル構体の断面図、第３図はこの発明によつて構成
された高電圧変圧器の断面図、第４図は第３図に示され
た変圧器巻線を巻く際に使用される巻線の断面図であ
る。２、３……巻線ターン、10……１次コイル巻枠、15……
所定の巻線領域、21……高電圧変圧器、22……３次コイ
ル巻枠、23……３次巻線、24……透磁性コア、30……変
圧器容器、201……１次巻線、202、203……追加巻線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−119614（ＪＰ，Ａ) 実公昭40−21213（ＪＰ，Ｙ１) 実公昭43−9773（ＪＰ，Ｙ１)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】変圧器容器と、この容器内に配置され、高
圧巻線が巻かれた高圧コイル巻枠と、この高圧コイル巻
枠の内部に配置された透磁性コアと、上記高圧コイル巻
枠と上記コアとの間に配置された１次巻線構体とからな
り、上記１次巻線構体は、コイル巻枠と、このコイル巻枠上
に予め設定された巻線領域に亘って全体が一様に巻かれ
た１次巻線と、上記コイル巻枠上で且つ上記１次巻線上
に巻かれた少なくとも１つの追加巻線とからなり、上記追加巻線は上記予め設定された巻線領域に亘って上
記１次巻線と実質的に一様に磁気結合するように上記予
め設定された巻線領域に亘って全体が一様に分布した複
数の巻線ターンからなり、さらに上記追加巻線は、上記
１次巻線と当該追加巻線との間に中間絶縁層を介在させ
ることなく上記１次巻線上に直接巻かれている、ビデオ
表示装置用の高電圧変圧器。