专利名称：高频加热装置用升压变压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及高频加热装置用的升压变压器。
以往，电子领域等的高频加热装置用的升压变压器，其结构如
图19所示。这种以往的变压器，其绕线由1次绕线20、2次绕线21及灯丝绕线23构成。2个铁氧体磁心24，构成将这些绕线结合起来的磁路用的磁性体。而且，如图19中的断面图所示，各绕线20、21、23配列在升压变压器的高度方向上、即图19的横向上。1次绕线20在升压变压器高度方向上的宽度(W1)与该1次绕线的重叠厚度(T1)的关系为W1≥T1，2次绕线也具有同样的关系。
因此，就升压变压器的尺寸而言，其高度比宽度及厚度大，故成为在决定安装在高频加热装置上的安装位置时的关键，该高频加热装置复杂、要进行高压线配线，而且内部构造复杂。
可是，当2次绕线的绕线宽度大而且不分割时，会产生下述问题。通常，2次绕线要施加高电压，从开始缠绕到缠绕完毕之间所施的最高瞬时电压为6KV～10KV。在装配2次绕线时，如图21所示，2次绕线21沿箭头方向依次缠绕在绝缘部件25上，缓慢地进行重叠，按规定的缠绕圈数结束缠绕。用这种方法形成2次绕线21时，2次绕线21在加工上必然不能以排列状态形成绕线，而会出现台阶部位。
这样，在形成2次绕线的情况下，如图21所示，首先，假设开始绕线时为V0，将绕线的折回点依次设定为V1，V2，绕线终点为V9。这种情况下，若在排列状态下形成2次绕线，V9位置的绕线所连接的通常是V7位置的绕线。但是，当绕线终点V9位置的绕线产生台阶时，要对出现了台阶的绕线进行加工，以便与V5或V3位置的绕线相接邻。产生该台阶，与整体按排列状态形成时加的电压相比，是与所产生的台阶数成比例地加2倍乃至3倍的电压。
以往，通过将2次绕线分割成2～3块形成，使缠绕宽度(W1、W2)缩短，使其不产生大台阶，以减小产生台阶时所加的电压。
可是，此压变压中各绕线及磁性体需要相互绝缘，为了进行这种绝缘，如图19所示要设置绝缘部件25、26。这里，绝缘部件25使1次绕线20、2次绕线21及灯丝绕线23相互绝缘，而且如上所述，在绝缘部位的周面上突设有多个分割壁，通常将产生高压的2次绕线分割成2～3块(图19为3块)。这种绝缘部件25的结构，导致变压器的高度增加。绝缘部位26使各绕线20、21、23与磁心24之间绝缘。
绝缘部件25、26是这样构成的，即在上述磁路的形成中，为了使导磁率与回路的动作状态一致而要进行调整，故在铁氧体磁心24中留有间隙22。结果，升压变压器动作时，由于磁通(量)变化导致铁氧体磁心24振动而产生噪声，为了抑制噪音，需要采取例如用磁心固定带27或粘结剂等对铁氧体磁心24进行固完等降低噪音的对策。因此，导致作业效率降低、可靠性降低及成本升高。
以往，组装升压变压器的顺序如图20所示，要经过以下几个步骤。
首先，依次将各绕线的1次绕线20、2次绕线21、灯丝绕线23缠绕在绝缘部件25上。
第2步骤，将绝缘部份26安装在绝缘部件25上。
第3步骤，将2个磁心24插入绝缘部件25、26组装而成的部件内。
第4步骤，安装磁心固定带27，该固定带用于固定铁氧体磁心24。
第5步骤，对临时固定的端子进行钎焊，于是制成了升压变压器。
由于经过这样的组装顺序，为了生产升压变压器，若进行缠绕加工将各绕线缠绕在绝缘部件上，就不能安装磁性材料。因此，需要考虑生产加工的顺序，这样会导致生产效率下降。
本发明的目的在于为了解决上述以往的技术所存在的问题而提供一种升压变压器，在升压变压器的尺寸方面使其高度小于其宽度和厚度，使其具有可以容易地安装到高频加热装置内部的形状和尺寸，该高频加热装置要进行高压配线、而且构造复杂。
本发明的另一目的是采取消除产生噪音的对策，这种噪音是在升压变压器动作时因铁氧体磁心振动而引起的，同时还通过上述措施来解决作业效率低、可靠性低及成本高的问题。
本发明还有一个目的是使升压变压器生产加工时的工序更简单，使生产效率提高。
达到上述目的的本发明高频加热装置用升压变压器，是为了解决以往的技术所存在的问题而开发的，这种变压器具有下述结构、作用和效果。
本发明高频加热装置用的升压装置用于高频加热装置，该高频加热装置通过倒向电路把对商用交流电源进行了整流的直流电压转换成高频电压，用升压变压器升压之后再供给磁控管。该升压变压器包括绝缘部件；1次绕线及2次绕线，这些绕线缠线在上述绝缘部件上，绝缘部件使它们相互绝缘。本发明在结构方面的特征是，1次绕线及2次绕线各自的绕线宽度(W1、W2)比1次绕线及2次绕线各自的重叠厚度(T1、T2)小。
由于具有这种结构，使对升压变压器的形状具有重要影响的1次绕线及2次绕线的形状成为扁平形状，故可容易地安装到高频加热装置的内部，该高频加热装置要进行高压配线，而且构造复杂。
另外，由于减小绕线厚度，即使不将2次绕线进行分割形成，加在每层绕线上的电压也会进一步降低。因此，在绕线加了高电压的2次绕线时，即使绕线不依次排列而跳到下一段，也可进一步降低绕线之间所产生的电位差。结果，不容易引起绕线之间的绝缘破坏，能提高可靠性。
减小升压变压器的1次绕线及2次绕线的绕线宽度(W1、W2)，增加绕线的重叠厚度(T1、T2)，使可增大绕线之间接近的面积，可提高绕线相互间的磁结合程度。结果，以往为了调整磁路的透磁率而在磁性体的磁心上设置的间隙可以移动到任何位置。因此，将磁性材料添加到对绕线进行绝缘分离的绝缘部件上，或将磁性体安装在绝缘部件上，便可使磁路与升压变压器的形状相吻合，可任意进行设定。
本发明高频加热装置用升压变压器，其2次绕线最好不分割而形成1个整块。
本发明的一个实施例，设有构成磁路的、作为磁性体的铁氧体磁心，该磁路是这样构成的，即绝缘部件呈中心具有贯通孔的绕线管形状，该绝缘部件包围从贯通孔内部至外侧面的一部分。
本发明的另一实施例，绝缘部件通过添加磁性材料或在绝缘部件的外侧面附加磁性体，该绝缘部件便廉有构成磁路的磁性体的功能。
这样，将绝缘部件和磁性体做成一个整体，便可消除升压变压器动作时因磁性体振动而产生噪音的发生源。结果，该实施例的优点是不必采取用铁芯固定带、粘结剂等将磁性体固定在绝缘部件上的降低噪音的措施。
以往，生产升压变压器，若进行缠绕加工，将各绕线缠绕在绝缘部件上，就不能安装磁性材料，导致生产效率降低。对此，如果是将磁性体附加在绝缘部件上的结构，则在各绕线的任何加工阶段都可以往绝缘部件上附加磁性体，可使磁路与升压变压器的形状相吻合，可任意进行设定。结果，简化了升压变压器生产加工时的作业工序，可提高生产效率。
本发明的升压变压器，最好将1次绕线的绕线宽度(W1)与绕线的重叠厚度(T1)的关系设定为1．5＜T1／W1＜9，将2次绕线的重叠厚度(T2)与T1的关系设定为0．6T1≤T2≤1．5T1，2次绕线的绕线宽度(W2)是根据线径和缠绕圈数决定的值。设定成这样的尺寸关系，升压变压器的高度H与直径D便可取得平衡，可实现薄、而且性能和经济合理性都好的高频加热用升压变压器。
在本发明的理想实施例中，磁性体的臂部不延伸到绝缘部件的进行了绕线的槽部之开放端。这样，在绕线之间便可将磁性体安装在绝缘部件上。另外，在修补绕线时，不用卸下磁性体便可对绕线进行修补。
本发明的另一理想实施例，是将磁性体埋入绝缘部件内。根据这种结构，可不受安全标准的制约，可有效地利用本发明的优点。
图1是采用本发明升压变压器的高频加热装置的电路图。
图2是表示本发明实施例1的升压变压器构造的剖面图。
图3是表示本发明实施例2的升压变压器构造的剖面图。
图4是表示本发明实施例3的升压变压器构造的剖面图。
图5是表示制造本发明实施例3的升压变压器的工序之流程图。
图6是表示本发明实施例4的升压变压器构造的剖面图。
图7是表示本发明实施例5的升压变压器构造的剖面图。
图8是表示本发明实施例6的升压变压器构造的剖面图。
图9是表示本发明实施例7的升压变压器构造的剖面图。
图10是表示本发明实施例8的升压变压器构造的剖面图。
图11是表示本发明实施例9的升压变压器构造的剖面图。
图12是表示本发明实施例10的升压变压器构造的剖面图。
图13是表示本发明实施例10的升压变压器的一个变形例的构造之剖面图。
图14是表示本发明实施例10的升压变压器的其他变形例的构造之剖面图。
图15是表示本发明实施例11的升压变压器的构造之剖面图。
图16是表示本发明实施例11的升压变压器的概观构造之轴测图。
图17是关于本发明实施例5的构造，是用于分析研究1次绕线20的重叠厚度T1、宽度W1、2次绕线21的重叠厚度T2、宽度W2等尺寸的相对关系之说明图，中心线左侧表示和图7同样尺寸的构造，右侧表示1个比较例的构造。
图18是关于本发明实施例5的构造，是用于分析研究1次绕线20的重叠厚度T1、宽度W1，2次绕线21的重叠厚度T2、宽度W2等尺寸的相对关系之说明图，中心线左侧表示和图7同样尺寸的构造，右侧表示其它比较例的构造。
图19是以往的升压变压器之剖面图。
图20是表示制造以往的升压变压器的工序之流程图。
图21是说明台阶状地重叠、形状2次绕线的工序用的模式地描述的放大图。
下面，参照附图对本发明的升压变压器的实施例进行说明。
图1是表示使用本发明升压变压器的高频加热装置的电路图的一例。在图1所示的电路之电源部1，用整流器5对商用电源4进行整流，通过线圈6、电容器7使其变得平滑了。电力变换部2由下述部分构成频率变换电路，它是由把电源部1供给的电力变换成高频电力用的半导体元件9、二极管8、升压变压器1及电容器12构成的；高压整流电路，它是由升压变压器11、电容器14及二极管13构成的；磁控管15的高频辐射部3，它将经过高压整流后的电力变换成高频波；控制部10，用于在对半导体元件9进行ON／OFF控制的同时，对整个高频加热装置进行控制。
以下，对构成上述电路的本发明升压变压器构造的各实施例进行说明。
(实施例1)图2是表示本发明实施例1的升压变压器构造的图。该升压变压器1如图2所示，绕线是由1次绕线20、2次绕线21及灯丝绕线23构成的，这些绕线通过绝缘部件25的分割壁，在相互绝缘的状态下缠绕在绕线管形状的绝缘部件25上。将该绕线结合起来的磁性体即2个U字形铁氧体磁心24，以贯穿绝缘材料中心孔的方式配置。通过这些铁氧体磁心24形成磁路，在这些铁氧体磁心24之间设有间隙22。
与以往的升压变压器相比，绕线的重叠厚度(T1)与1次绕线20的绕线宽度(W1)的关系为绕线的宽度(W1)减小，绕线的重叠厚度(T1)增加，绕线形状变成扁平形状。并且，在构造上假设W1＜T1，使T1的值为W1之值的2倍以上。关于2次绕线的绕线宽度和绕线高度的尺寸，也和1次绕线有着同样的关系。
2次绕线，因绕线宽度W2变短，故不必像以往那样用绝缘部件将2次绕线分割成2～3块，可使绕线难以陷入。结果，可以消除在升压变压器的绕线形成工序中因绕线的台阶而引起的、因高电压施加在有台阶的绕线上而产生的破坏绕线绝缘的原因。
另外，在图19所示的以往例子中的绝缘部件25的分割壁上，可以省去将2次绕线21分割为3个的分割壁25a，可相应地降低升压变压器的高度。即，图2的升压变压器在不改变绕线的总断面积的条件下可降低其高度H。
通过加大绕线的重叠厚度，来增加配列在升压变压器的高度方向上的1次绕线20及2次绕线21之间的相向的面积。结果，从绕线之间通过的磁通增多，可提高结合程度。
(实施例2)下面，参照图3对本发明实施例2的升压变压器的构造进行说明，该升压变压器利用上述特征，可以取消从以往沿用至今的铁氧体磁心。在本实施例的升压变压器上，将磁性材料附加在绕线管形状的绝缘部件25上，该绝缘部件具有对各绕线进行绝缘分离用的分割壁。这样，通过将磁性材料加在绝缘部件25内，使绝缘部件25具有绝缘部件及磁性材料两者的功能。
本实施例的升压变压器的磁通，从具有磁性的绝缘部件25中通过的同时，还如箭头A1、A2所示从空气中通过，从而构成磁路。在该磁路中，通过加大绕线的重叠厚度，来增加1次绕线20与2次绕线21之间的相向面积，很明显因磁通的通过量增加，故可减小磁路的磁阻。
另外，减小绕线宽度，1次绕线20与2次绕线21之间的距离也缩短，因此，将两绕线之间的空间作为间隙，可以具有对磁路的磁阻进行调节的调节功能。这样，就可以取消U型铁氧体磁心，作为磁路可将1次绕线20与2次绕线21的结合系数设定为约0．65～0．8。
由于具有上述结构，使构成磁路的磁性体和对绕线之间进行绝缘的绝缘部件成为一个整体，故消除了升压变压器动作时的噪音发生源．因此，它的优点是不像以往的技术那样，由于磁通的变化，使磁性体振动而产生噪音，也不需要为了抑制这种噪音而采用磁心固定带或粘结材料等措施。
(实施例3)下面，参照图4对本发明实施例3的升压变压器进行说明。本实施例的升压变压器也同上述实施例1及实施例2一样，绕线是由1次绕线20、2次绕线21及灯丝绕线23构成的。本实施例与上述实施例1及实施例2的不同之处是，在绕线绝缘用的绕线管形状的绝缘部件25的上下面上，安装有板状磁性体24，用于对各绕线进行磁性结合。磁性体的形状和图4所示的板状。
通过在绝缘部件25的上下两侧之凸缘的外面安装数个该磁性体24，于是磁通便在图4中的箭头B1、B2所示的方向上延伸而构成磁路，可以满足变压器应具备的功能。将磁性体的形状设计为板状。设计成粘贴在绝缘部件上的构造，便可以容易地制造升压变压器。
下面，参照图5对本实施例的升压变压器的生产加工工序进行说明。
首先，在绝缘部件25上依次形成1次绕线20、2次绕线21及灯丝绕线23。
第2，将磁性体24安装在绝缘部件25的上下两面上。
第3，在临时固定的端子上进行钎焊，制成升压变压器。
这里，也可将第1道和第2道加工工序颠倒过来进行作业。
如上所述，根据上述各实施例的构造，通过降低升压变压器的高度，在设计将升压变压器安装到高频加热装置上的构造时，对升压变压器的内部构造来说，容易确保产生高电位差的位置之间的绝缘距离。结果，减少了安装位置的制约，容易进行设计。
根据本发明实施例2及实施例3的构造，升压变压器的绝缘部件兼作构成磁路的磁性体，做成这种结构可以简化升压变压器的构造。结果，可提高升压变压器的生产效率和降低生产成本。
(实施例4)图6所示为本发明实施例4的升压变压器的构造。与图2所示的实施例1的构造相比就很清楚，在本实施例中，因将变压器设计成偏平状而使图6所示的箭头E部的磁性体24的磁结合程度提高，利用这一点磁性体24的臂部不延续到绝缘部件25的外周部、即不延续到绕了线的槽部的开放端。这样，就不需要实施例1的绝缘部件26，而且在缠绕绕线之前可将生体24安装在绝缘部件25上。另外，在修补绕线时，不用卸下磁性体24便可进行绕线的修补。
这样，在没有向磁性体24的外周部延续的情况下，如后述实施例12(参照图15)所示，用磁心固定带27将磁性体24接地，则变压器的高度H及直径D增大，而且在修补绕线时需要将磁心固定带27卸下。对此，如图6所示的本实施例，利用设在绝缘部件25的内壁上的板簧28或销接地便可解决这个问题，可最大限度地利用本发明变压器的优点。
(实施例5)图7是将图6所示的实施例4的升压变压器的磁性体24的臂部24a、24b的形状，改变为从绕线中心呈辐射状地向多个方向延伸的形状、或呈园盘状之后的本发明实施例5的升压变压器的断面图。从图6与图7的对比可知，根据本实施例的构造，磁性体24臂部的厚度可以比实施例4的薄。因此，变压器的高度H可以降得更低，而且在缠绕绕线之前已安装在磁性体24的情况下，可使缠绕绕线时的转矩稳定，结果，具有不容易产生绕线绕乱了的情况。
以下，根据图17及图18，对本实施例的构造、就1次绕线20的重叠厚度T1、宽度W1，2次绕线21的重叠厚度T2、宽度W2等尺寸的相关关系进行分析讨论。
图17及图18中的中心线左侧的区域[A]、表示和本实施例的图7所示的变压器的尺寸相同的构造。而图17及图18的中心线右侧的区域[B][C]均表示T1／W1的值为9以上的构造。从与图17的区域[A][B]的对比可知，T1／W1的值太大时，1次绕线20与2次绕线21相向的面积太大，其磁结合程度太强。因此，为了将其结合程度保持在0．65～0．8倍，则需要将1次绕线20与2次绕线21的空间距离S加大。结果，变压器的高度H不能降得和很低，而变压器的直径D却大大增大，这是不合适的。
同样，为了调整1次绕线20与2次绕线21的磁结合程度。如图18中的区域[C]那样，当2次绕线21的重叠厚度T2为1次绕线20的重叠厚度T1的0．5倍以下时，距离S减小，2次绕线21的缠绕宽度W2增大。结果，高度H不能减到很低，而且W2增大，故2次绕线21的层间电压也升高，这是不合适的。另外，T1／W1的值虽可以设为1．0～1．5，但1次绕线20与2次绕线21的相向面积比较小，故同上述情况一样，若想调整磁结合程度，则需要增大铁氧体磁心24，不利于降低成本。
这样，假设1次绕线20的绕线宽度(W1)与绕线的重叠厚度(T1)之比值为1．5＜T1／W1＜9，2次绕线21的重叠厚度(T2)大体与T1相等，为0．6T1≤T2≤1．5T1的关系，2次绕线的绕线宽度(W2)为根据线径和缠绕的圈数决定的值，这样便可取得升压变压器的高度H与直径D的平衡，成为既薄、而且性能和经济合理性都良好的高频加热用升压变压器。
(实施例6～9)图8是表示改变了图7所示的上述实施例5的升压变压器之中心间隙的位置之后的、本发明实施例6的升压变压器的构造。图9是表示改变了图7所示的上述实施例5的升压变压器的间隙22的位置之后的、本发明实施例7的升压变压器的构造。根据这种构造，可将构成磁性体24的、通过间隙22而相向配置的1对磁性体片中的一方做成板状。结果，其优点是可更容易地制造磁性体。
图10是表示将图2所示的上述实施例1的升压变压器之磁性体24的断面改变为EI字形状之后的、本发明实施例8的升压变压器。图11是表示本发明实施例9的升压变压器，该变压器是将图2所示的上述实施例1的升压变压器之磁性体24的断面，改变为具有E字形状的1对磁性体片相向配置的形状。
(实施例10)图12是表示将图4所示的上述实施例3的升压变压器之磁性体24，通过嵌入成形等方法改变为埋入绝缘部件25内的构造之后的、本发明实施例10的升压变压器。根据这种构造，由于金属磁性体24绝缘，故不需要按安全标准的要求接地，而且还可省去磁性体24的安装工序。另外，本实施例的磁性体24与图4所示的磁性体24相比，改变了绕线的重叠厚度方向上的长度，调整了1次绕线与2次绕线的磁结合程度，结果，其优点是不需要对间隙22进行调整。
图13及图14，分别表示本实施例之变形例的升压变压器，该升压变压器是对本实施例的、利用嵌入成形方法埋入而形成的磁性体24的形状进行了改变的变压器。
(实施例12)图15是表示本发明实施例11的升压变压器的断面图，该变压器是对图7所示的上述实施例5的升压变压器进行了下述改变之后的升压变压器，即用磁心固定带27将磁性体24固定。另外，图16所示的轴测图表示本实施例的升压变压器的概观。在本实施例中，磁心固定带27的下侧端部27a是作为设置销起作用的。
本发明的保护范围不局限于上述实施例中所述的内容。
权利要求
1．一种在高频加热装置上使用的高频加热装置用升压变压器，该变压器通过倒向电路将对商用交流电源(4)进行了整流之后的直流电压转变成高频电压，用升压变压器(11)升压，然后供给磁控管(15)，这种高频加热装置用升压变压器包括绝缘部件(25)；在上述绝缘部件(25)上形成的、通过该绝缘部件(25)而相互绝缘的1次绕线(20)及2次绕线(21)；上述1次绕线(20)及2次绕线(21)的各绕线宽度(W1、W2)，比上述1次绕线(20)及2次绕线(21)的各重叠厚度(T1、T2)小。
2．根据权利要求1所述的高频加热装置用升压变压器，上述2次绕线(21)不分割，而是作为1个整块形成的。
3．根据权利要求1所述的高频加热装置用升压变压器，上述1次绕线(20)及2次绕线(21)是缠绕在上述绝缘部件(25)上形成的，并且分别被安放在两组空间内，这两组空间是通过上述绝缘部件(25)的分割壁而设置在该绝缘部件(25)上的空间。
4．根据权利要求1所述的高频加热装置用升压变压器，它设有构成磁路的磁性体(24)，该磁性体是这样设置的，即上述绝缘部件(25)呈中心具有贯通孔的绕线管形状，用上述绝缘部件(25)包围上述贯通孔内部至外侧面的一部分。
5．根据权利要求1所述的高频加热装置用升压变压器，上述绝缘部件(25)通过添加磁性材料，便兼有构成磁路的磁性体的功能。
6．根据权利要求5所述的高频加热装置用升压变压器，在上述绝缘部件(25)的外侧面上附加有磁性体(28)。
7．根据权利要求1所述的高频加热装置用升压变压器，在上述绝缘部件的外侧面上附加有磁性体(28)，由该磁性体(28)构成磁路。
8．根据权利要求1所述的高频加热装置用升压变压器，上述磁性体包括铁氧体磁心(24)。
9．根据权利要求1所述的高频加热处理用升压变压器，假设上述1次绕线(20)的绕线宽度(W1)与绕线的重叠厚度(T1)的关系为1．5＜T1／W1＜9，上述2次绕线(21)的重叠厚度(T2)与T1的关系为0．6T1≤T2≤1．5T1，上述2次绕线(21)的绕线宽度(W2)是根据线径和缠绕圈数决定的值。
10．根据权利要求4所述的高频加热处理用升压变压器，上述磁性体(24)的臂部不延续到上述绝缘部件(25)的、进行了绕线的槽部的开放端。
11．根据权利要求4所述的高频加热处理用升压变压器，用绕线的重叠厚度方向上的磁性体(24)的长度来调整上述1次绕线(20)与2次绕线(21)的磁结合程度。
12．根据权利要求4所述的高频加热处理用升压变压器，磁性体(24)的接地是用设在绝缘部件(25)的内壁上的弹性板(28)、或销(28a)进行连接的。
13．根据权利要求4所述的高频加热处理用升压变压器，上述磁性体(24)埋入上述绝缘部件(25)内。
全文摘要
高频加热装置用升压变压器,它包括绝缘部件和在该绝缘部件上形成的、通过该绝缘部件而相互绝缘的1次绕线及2次绕线,1次绕线2及绕线各自的绕线宽度形成得比它们的重叠厚度小。根据这种结构,将升压变压器的高度控制得比较低,在设计将升压变压器安装在高频加热上的构造时,在升压变压器的内部构造方面,容易确保产生高电位差的位置之间的绝缘距离。结果,减少了安装位置的制约,容易进行设计。
文档编号H01F19/00GK1282081SQ00118018
公开日2001年1月31日 申请日期2000年6月5日 优先权日1999年6月3日
发明者高茂丰, 增田慎一 申请人:夏普公司