JPH10241971A - 放電ランプ点灯用高圧トランス - Google Patents

放電ランプ点灯用高圧トランス

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JPH10241971A
JPH10241971A JP9062122A JP6212297A JPH10241971A JP H10241971 A JPH10241971 A JP H10241971A JP 9062122 A JP9062122 A JP 9062122A JP 6212297 A JP6212297 A JP 6212297A JP H10241971 A JPH10241971 A JP H10241971A
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JP
Japan
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magnetic core
discharge lamp
secondary coil
coil
voltage transformer
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JP9062122A
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English (en)
Inventor
Masao Ishiwaki
將男 石脇
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Hitachi Ferrite Electronics Ltd
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Hitachi Ferrite Electronics Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高圧トランスの小型化を達成すると共に、信
頼性の向上を図る。 【構成】 閉磁路型コア1、1aと、該閉磁路型コアに
装着可能な中空穴3を有するボビン2と、該ボビンに巻
回されたコイル8、23とからなる高圧トランスにおい
て、少なくとも2次側コイル23は前記ボビン2に配設
された単層整列巻である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶プロジェク
タ、自動車用ヘッドランプ、オーバーヘッドプロジェク
タ等に用いられる放電ランプ点灯用高圧トランスに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の放電ランプ点灯用高圧トランスは
特開平8−130127号公報第1頁掲載図面に示され
ている。即ち、磁性材料からなる棒状磁心に2次側コイ
ルを巻回し、1次側コイルを含む導電カバーを前記2次
側コイルと同軸的に配置したものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】特開平8−13012
7号公報第1頁掲載図面に示されるように、このものに
おいては、基本的に開磁路構造であるので、この開磁路
構造のため、必要な磁束を発生させるためにはコイルの
巻回数を増加させ、又コアサイズを大きくしないと必要
とする特性が得ることができず、どうしても重量および
取付面積が大きくなるという問題点があった。さらに、
自動車に使用される場合には、このトランス搭載方法と
して、他素子と一緒にユニットとして組み込まれるもの
であり、前記トランスは開磁路の磁心により形成されて
いるため、漏れ磁束によってユニット内の他素子に影響
を及ぼすものであった。
【0004】また、従来より、高電圧の点灯として一般
に知られているものには、パソコンあるいはワープロ等
の液晶表示の裏側に取り付けられている冷陰極ランプが
あり、高圧トランスを使用して数十Vの電圧を数kVに
昇圧して冷陰極ランプを点灯させ、液晶を明るく表示さ
せていた。図8が前記高圧トランスの断面図を示したも
のであり、図9が前記高圧トランスの底面図を示したも
のである。両端にフランジ104、105が施され中空
穴103を有すボビン102は、前記フランジ104、
105間に、低電圧側の1次側コイル108と高圧側の
2次側コイル106が巻回され、1次側コイル108と
2次側コイル106間には絶縁壁107aが設けられ、
さらに2次側コイル106は絶縁壁107bにより分割
巻されている。そして、ボビン102の中空穴103に
フェライトからなるコア101を組み込んで高圧トラン
スを構成している。
【0005】上記した従来の高圧トランスは、いずれも
2次側コイルが分割巻され層間電圧を低く抑えているも
のの、高圧側である2次側コイルの電圧が例えば25K
Vといったように高くなると、それぞれの分割巻線内の
コイル電位差が非常に高くなり、信頼性に欠けるという
問題点があった。たとえば、2次側コイルを5つのフラ
ンジで分けた分割巻とした場合、一つの分割の耐電圧が
5kVとなり、耐電圧が400Vの電線では、とても保
証できないことになる。また、2次側コイルの分割数を
増すことにより分割巻線内のコイル電位差を低くするこ
とはできるが、高圧トランスとしてのサイズが大きくな
るという問題点があった。
【0006】以上のように、高圧トランスについては種
種の提案がなされているが、メタルハライドランプ点灯
用高圧トランスのように、1次側コイルの入力電圧1k
Vに対して2次側コイルの出力電圧25kVもの高電圧
を得るためには、この著しい高電圧に対しての絶縁対策
が重要となるが、技術的検討を十分になして、高効率、
小型化をなしたものは無い。
【0007】本発明は、高電圧側コイルの電位差を考慮
し、放電現象を防止し、安全でかつ高信頼性を得ること
ができ、また形状の小型化を可能とした放電ランプ点灯
用高圧トランスを提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、基本的に閉磁
路を形成する磁心にボビンを介して2次側コイルを巻回
し、前記磁心に巻回する1次側コイルに印加する電圧を
昇圧して2次側コイルに出力するトランスにおいて、前
記2次側コイルを整列巻とした放電ランプ点灯用高圧ト
ランスを提供する。2次側コイルを単層整列巻とする
か、あるいは、単層整列巻を複数段重ね、これら各段の
コイルには並列に通電するように接続することにより2
次側コイルの電気容量を大きくできる。
【0009】2次側コイルが放電ランプ点灯時には高圧
トランスの2次側コイルとして作動し、ランプの放電開
始後は、チョークコイルとして作動することが好まし
い。一般的には、放電ランプ点灯時における昇圧比が1
0〜200であり、出力が10KV以上である。基本的
に閉磁路を形成する磁心に、磁気ギャップ部分及び狭断
面積部分の一方或いは両方を設けることができる。
【0010】具体的には、磁心をI型磁心とU型磁心を
接合して形成し、前記I型磁心のU型磁心の側脚に対向
する面に長手方向に貫く断面略四角状の溝を形成し、ボ
ビンを前記U型磁心の一方の側脚に組み込み、前記ボビ
ンの両端にはフランジを形成し、該フランジの片方に
は、1次側コイルの約1ターンコイルを埋設し、前記ボ
ビンのフランジ間には、2次側コイルを単層整列巻に巻
回することにより本発明の好ましい放電ランプ点灯用高
圧トランスを得る。
【0011】また、I型磁心とU型磁心を接合して閉磁
路を形成し、前記I型磁心のU型磁心の側脚に対向する
面に断面略四角状の凹部を1つ以上形成し、ボビンを前
記U型磁心の一方の側脚に組み込み、前記ボビンの両端
にはフランジを形成し、該フランジの片方には、1次側
コイルの約1ターンコイルを埋設し、前記ボビンのフラ
ンジ間には、2次側コイルを単層整列巻に巻回して本発
明の放電ランプ点灯用高圧トランスを形成できる。磁心
を部分的に磁気抵抗を大として、直流重畳特性が略L字
状に変化するようにすることが好ましい。
【0012】基本的に閉磁路を形成する磁心にボビンを
介して2次側コイルを巻回し、前記磁心に巻回する1次
側コイルに印加する電圧を昇圧するために整列巻とした
2次側コイルに出力するトランスとし、端子を除き樹脂
ケースとモールド樹脂のいずれか、あるいはこれらの組
み合わせにより絶縁した構成の放電ランプ点灯用高圧ト
ランスとすることが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態として、たと
えば、U型あるいはL型の磁心を組み合わせて四角形状
コアとし、該四角形状コアの片方の側脚に中空穴を有し
両端にフランジを有し整列巻にコイルを巻回したボビン
を取付けるものである。整列巻は単層とすることが普通
であるが、より大きい電流容量の2次側コイルとするた
めに二段に重ね、一段目と二段目の1次側コイルに近い
側を各々低電圧端子に接続し、一段目と二段目の1次側
コイルに遠い側を各々高電圧側端子に接続する。同様に
して、さらに多段とすることにより、さらに電流容量を
大きくできる。
【0014】図1および図2を用いて本発明の形態を図
示した。図1は本発明のトランスを簡略分解斜視図とし
て表したものであり、図2は図1のトランスの組立完成
図である。本発明のトランスでは、放電灯を点灯するた
めには、昇圧比の大きい高圧トランスとして作用する
が、放電灯が点灯後定常状態となった後は、2次側コイ
ルは、チョークコイルとして作動する。自動車用ヘッド
ランプとして使用される放電ランプを点灯するトランス
として作動する場合には、トランスとしての昇圧比は1
0〜200であり、出力が10KV以上である。
【0015】好ましいL字型重畳特性を付与するために
は、磁心断面積を部分的に狭めること、磁気ギャップを
形成すること、磁心の一部をより飽和磁束密度の小さい
材料で形成することなどにより磁心の磁気抵抗を部分的
に高めることが好ましい。具体的構成としては次のもの
がある。
【0016】基本的に閉磁路を形成する磁心をI型磁心
1aとU型磁心1を接合して形成し、前記I型磁心1a
のU型磁心1の側脚に対向する面に長手方向に貫く断面
略四角状の溝を形成し、ボビン2を前記U型磁心1の一
方の側脚に組み込み、前記ボビン2の両端にはフランジ
4、5を形成し、該フランジの片方には、1次側コイル
の約1ターンコイル8を埋設し、前記ボビン2のフラン
ジ4、5間には、2次側コイル23を単層整列巻に巻回
する。
【0017】別の例としては、閉磁路を形成する磁心を
I型磁心とU型磁心を接合して形成し、前記I型磁心の
U型磁心の側脚に対向する面に断面略四角状の凹部を1
つ以上形成し、ボビンを前記U型磁心の一方の側脚に組
み込み、前記ボビンの両端にはフランジを形成し、該フ
ランジの片方には、1次側コイルの約1ターンコイルを
埋設し、前記ボビンのフランジ間には、2次側コイルを
単層整列巻に巻回する。
【0018】このような構成により、直流重畳特性が略
L字状に変化すること確かなものとすることができる。
入力側である1次側コイルは1ターンコイル8を用い、
出力側の2次側コイルはコイル23を使用する。接続方
法は1次側コイルは、1ターンコイル8に入力電圧Vin
が印加される。また2次側コイルは、コイル23であり
端子11から端子11aにかけ電圧が上昇する。2次側
コイル23を単層整列巻にすることにより、2次側コイ
ルの昇圧電圧値が数十kVであっても、コイルの巻始め
と巻終わりの距離は十分離れており、また、2次側コイ
ル23の隣り合う線間での電位差が小さいため放電が起
こることはない。なおコイル23は、絶縁樹脂からなる
ボビンに巻回してありコアとの絶縁が図られ、コイルと
コアの間に電位差による放電を発生させない。
【0019】本発明では、磁心を閉磁路型とすることに
より、巻数を少なく、かつ高電圧を得ることができる構
造とするとともに、2次側コイルを単層整列巻にするこ
とにより、コイルの線間の絶縁性を向上させることがで
きる。例えば、2次側コイルが25kVとなる場合にそ
の巻数を100ターンとしたときは、その個々の線間と
しては、250Vの電位差となる。この250Vの電位
差であれば、電線の耐電圧で保証できる範囲である。た
とえば、耐電圧が400Vの電線を用いれば、その電線
の被膜で十分保証できる。
【0020】これに対し、従来の2次側コイルを複数の
フランジで分けた分割巻の場合、例えば、5つに分けた
場合、一つの分割の耐電圧が5kVとなり、耐電圧が4
00Vの電線では、とても保証できないことになる。こ
のように、単層整列巻は、耐電圧特性に優れた巻線であ
ることがわかる。また単層整列巻の場合、同じ巻数であ
れば、長い巻枠が必要となり、トランスが大型化する。
【0021】しかし、本発明では、閉磁路コアを用いる
ことにより、巻数を少なくし、大型化を防いでいる。つ
まり、コアを閉磁路構造とすることにより、同じ巻線で
あれば、高いインダクタンスを得ることができ、そのた
め、同じインダクタンスを得るためには、開磁路構造に
比較し、閉磁路であれば、少ない巻数で達成できるもの
である。
【0022】また単層整列巻の場合に、高い電流容量を
必要とする場合、又は直流抵抗値を小さくしたい場合は
太い線材を用いることになる。この太い線材を用いる
と、必然的に巻枠の長さが長くなり、大型化を招く。こ
の対策として、単層整列巻を多層に構成し、それを並列
に接続することにより、細い線材であっても、高電流容
量及び低直流抵抗に対応でき、大型化を防ぐことができ
る。この単層整列巻を多層に構造するためには、単層整
列巻を単に多層に構成すれば可能であるし、或は複数の
線材が一体に形成された多本平行線を巻軸に対し、垂直
に巻回することにより構成することもできる。また、本
発明の閉磁路コアは、一部にギャップを用いても良い
し、このギャップ構造を多段とし、非線形の直流重畳特
性をもつものとしてもよい。
【0023】本発明に使用するコア組み合わせの種種の
例の分解斜視図を図3の31、32、33及び図4の4
1、42、43、44として示す。図3の例では、U型
コアとI型コアとを突き合わせてなる閉磁路コアを用い
ている。このU型コアの脚部の一方には、中空部を有
し、両端にフランジを有するボビンを取り付ける。この
ボビンのフランジの両端間には、2次側コイルが単層
で、整列されて巻かれている。また1次側コイルは、一
方のフランジに、挿入孔を有し、そこへ1ターン状のコ
イルが挿入されて構成される。
【0024】図2の例において、1次側コイル8は0.
8φの導体物を用い、2次側コイル23は0.2φのU
EW線を105ターン巻回して、1次側の電圧1kVか
ら2次側の電圧20kVを得ることができた。このと
き、トランスの全体の寸法は、26mm×38mm×高
さ24mmの高圧トランスを得ることができた。これ
は、従来品に比べ約2/3の体積で高圧トランスを構成
できた。
【0025】本発明に係る別の例の説明図を図5に示
す。この図5は、ボビンに単層整列巻したコイルAの上
に重ねてコイルBを単層整列巻した様子を示している。
まず一つのコイルAを単層整列巻し、その上に別のコイ
ルBを単層整列巻したものである。そして、この2つの
単層整列巻コイルA、Bを図6に示す回路図のように、
巻始め同士を接続し、また巻終わり同士を接続して、高
圧トランスを構成するものである。このようにすること
により、電流容量を1層に比べ2層とすることにより2
倍にすることができる。同時に直流抵抗値も半分にする
ことができる。この場合、2層であるが3層以上として
も良い。しかしながら、この層数を増やせば増やすほ
ど、整列巻の不整列を生じ易く、信頼性の面から3層以
下が望ましい。
【0026】本発明に係る第3実施例の説明図を図7に
示す。この実施例は、2本の線材が一体に形成された平
行線69を用い、この平行線69をコイルの巻軸に対し
て垂直に巻き付けたものである。これにより、図5で示
した単層整列巻の2層構造と同一のものを構成できる。
もちろん、3本以上の平行線を用いても良い。この平行
線の場合、不整列となる可能性は小さく多層化が可能で
ある。
【0027】本発明では、1次側コイルは、図1で示し
たようなフランジに設けた1ターン構造に限られるもの
ではなく、例えばターン数を増やしても良いし、他の場
所にコイルを設けても良い。また、コアは、図1に示し
たようなUU型コアに限ること無く、UI型、EE型、
EI型などどのような形状でも良い。また、このコアの
材質としては、耐圧性の高いフェライトコアが望まし
く、Ni−Zn系フェライトコアが望ましい。また、こ
の閉磁路型コアの一部にギャップを設け、直流重畳特性
を調整して良いし、このギャップ構造を多段とし、非線
形の直流重畳特性をもつものとしてもよい。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、高圧トランスにおい
て、閉磁路構造のコアを用いることにより、トランスの
小型化を達成し、また2次側コイルを単層整列巻とする
ことにより、コイル間の耐圧特性改善するものであり、
また閉磁路構造のため、漏れ磁束が少なく、電磁ノイズ
の発生を大幅に減少させることができるものであり、高
圧トランスの小型化を達成すると共に、信頼性の向上を
図ることができるものであり、極めて有益なものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のトランスの簡略分解斜視図
【図2】第1図の本発明のトランスの組立完成品の斜視
【図3】本発明に使用する磁心組み合わせを示す斜視図
【図4】本発明に使用する磁心組み合わせを示す斜視図
【図5】本発明の別の例の一部断面図
【図6】図5に示した例の2次側コイル結線を示す図
【図7】本発明の別の例の部分斜視図
【図8】従来のトランスの断面図
【図9】図9に示す従来のトランスの底面図
【符号の説明】
1 U型磁心 1a I型磁心 2 ボビン 3 中空穴 4、5 フランジ 7 1ターンコイル取付部 8 1ターンコイル(1次側コイル) 11、11a 端子 23 2次側コイル

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基本的に閉磁路を形成する磁心にボビンを
    介して2次側コイルを巻回し、前記磁心に巻回する1次
    側コイルに印加する電圧を昇圧して2次側コイルに出力
    するトランスにおいて、前記2次側コイルを整列巻とし
    たことを特徴とする放電ランプ点灯用高圧トランス。
  2. 【請求項2】2次側コイルを単層整列巻としたことを特
    徴とする請求項1記載の放電ランプ点灯用高圧トラン
    ス。
  3. 【請求項3】2次側コイルは、単層整列巻コイルが多層
    に配置され、それぞれのコイルの巻き始め同士および巻
    き終わり同士がそれぞれ同一端子に接続されていること
    を特徴とする請求項1記載の放電ランプ点灯用高圧トラ
    ンス。
  4. 【請求項4】2次側コイルが放電ランプ点灯時には高圧
    トランスの2次側コイルとして作動し、ランプの放電開
    始後は、チョークコイルとして作動することを特徴とす
    る請求項1記載の放電ランプ点灯用高圧トランス。
  5. 【請求項5】放電ランプ点灯時における昇圧比が10〜
    200であり、出力が10KV以上であることを特徴と
    する請求項4記載の放電ランプ点灯用高圧トランス。
  6. 【請求項6】基本的に閉磁路を形成する磁心において、
    磁心断面積を部分的に狭めたことを特徴とする請求項1
    記載の放電ランプ点灯用高圧トランス。
  7. 【請求項7】基本的に閉磁路を形成する磁心に、部分的
    に磁気ギャップ設けたことを特徴とする請求項1記載の
    放電ランプ点灯用高圧トランス。
  8. 【請求項8】基本的に閉磁路を形成する磁心の磁気抵抗
    を部分的に大きくしたことを特徴とする請求項1記載の
    放電ランプ点灯用高圧トランス。
  9. 【請求項9】磁心をI型磁心とU型磁心とを組み合わせ
    て形成し、前記I型磁心のU型磁心の両端面に対向する
    面には長手方向に貫く断面略四角状の溝を形成し、ボビ
    ンを前記U型磁心の一方の側脚に組み込み、前記ボビン
    の両端にはフランジを形成し、該フランジの片方には、
    1次側コイルの約1ターンコイルを埋設し、前記ボビン
    のフランジ間には、2次側コイルを整列巻に巻回してあ
    ることを特徴とする請求項1記載の放電ランプ点灯用高
    圧トランス。
  10. 【請求項10】磁心をI型磁心とU型磁心とを組み合わ
    せて形成し、前記I型磁心のU型磁心の両端面に対向す
    る面に断面略四角状の凹部を1つ以上形成し、ボビンを
    前記U型磁心の一方の側脚に組み込み、前記ボビンの両
    端にはフランジを形成し、該フランジの片方には、1次
    側コイルの約1ターンコイルを埋設し、前記ボビンのフ
    ランジ間には、2次側コイルを整列巻に巻回してあるこ
    とを特徴とする請求項1記載の放電ランプ点灯用高圧ト
    ランス。
  11. 【請求項11】直流重畳特性が略L字状に変化すること
    を特徴とする請求項9あるいは請求項10記載の放電ラ
    ンプ点灯用高圧トランス。
  12. 【請求項12】基本的に閉磁路を形成する磁心にボビン
    を介して2次側コイルを巻回し、前記磁心に巻回する1
    次側コイルに印加する電圧を昇圧して整列巻とした2次
    側コイルに出力するトランスにおいて、端子を除き樹脂
    ケースとモールド樹脂のいずれか、あるいはこれらの組
    み合わせにより絶縁構造とした放電ランプ点灯用高圧ト
    ランス。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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