专利名称：升压变压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种升压变压器，其包括多个次级绕组，其叠放成多个中间有绝缘膜的层，根据预定匝数划分，并在其一端断开，该升压变压器适于用作例如高电压发电变压器。
背景技术：
作为为阴极射线管产生高电压的升压变压器，到目前为止已经提出了一种升压变压器，其包括多个次级绕组，例如8个次级绕组，叠放成多个中间有绝缘膜的层，例如8层，根据预定匝数划分，并在其一端断开，如图9所示。
参看图9，符号10表示商用电源，例如100V和50Hz。商用电源10的一端和另一端分别连接到具有二极管电桥配置的整流电路11的一端和另一端，整流电路11的正极输出端通过滤波电容器12接地，整流电路11的负极输出端接地。
整流电路11的正极输出端通过电阻13连接到振荡驱动电路14的电源端，正极输出端通过开关电路15接地，开关电路15包括例如MOS-FET开关装置Q1和Q2的串联电路。驱动开关电路15，使开关装置Q1和Q2按振荡驱动电路14产生的预定频率交替导通。
此外，开关电路15构成一个半桥电路，整流电路11的正极输出端连接到开关装置Q1的漏极，开关装置Q2的源极接地。另外，阻尼二极管D1和D2分别与开关装置Q1和Q2并联。
开关装置Q1的源极和开关装置Q2的漏极之间的连接点通过谐振电容器16、线圈17和升压变压器T的初级绕组18的串联电路接地。
按串联电路的固有谐振频率为升压变压器T的初级绕组18提供电流。
符号19a、19b......19h表示8个次级绕组，如图11所示，次级绕组叠放在在线轴107上，其间有绝缘膜105，次级绕组根据预定匝数划分，并在其一端断开。整流二极管20a、20b......20h以垂直行的方式分别连接到8个次级绕组19a、19b......19h中各个相邻次级绕组对的另一端之间的点。
具体来说，二极管20a连接到次级绕组19a和19b的另一端之间的点，二极管20b连接到次级绕组19b和19c的另一端之间的点，二极管20c连接到次级绕组19c和19d的另一端之间的点，二极管20d连接到次级绕组19d和19e的另一端之间的点，二极管20e连接到次级绕组19e和19f的另一端之间的点，二极管20f连接到次级绕组19f和19g的另一端之间的点，二极管20g连接到次级绕组19g和19h的另一端之间的点，二极管20h连接到次级绕组19h的另一端和地之间的点。
包括8个次级绕组19a，19b，......19h和8个整流二极管20a，20b，......20h的次级绕组系统的等效电路如图10所示。通过对在次级绕组19a，19b，......19h得到的电压进行全波倍压整流而产生直流(DC)电压，并升高该直流电压，可以获得高压直流电压，例如32.4kV。在图10中，电容器21a，21b，......21h是次级绕组19a，19b，......19h的层间电容。
另外，次级绕组19a的另一端通过二极管22连接到高压输出端23，并且二极管22和高压输出端23之间的连接点通过滤波电容器24接地。
另外，高压输出端23通过电阻器25和26的串联电路接地，在电阻器25和26之间的连接点处获得的高电压的检测电压提供给控制电路27，并由控制电路27根据在高压输出端23得到的DC电压控制振荡驱动电路14的振荡频率，以使得在高压输出端23处得到的高DC电压是恒定的。
同时，图9所示的高电压发电变压器的整体结构的一个例子的截面如图12所示，其中符号101表示次级绕组系统。如图11和13所示，次级绕组系统101的结构是8个次级绕组19a、19b......19h叠放成其间有绝缘膜105的8层，缠绕在两侧边缘有侧壁的大致圆柱形线轴107的圆周外表面，绝缘膜105的形状例如为带状，并且缠绕次级绕组19a、19b......19h以使得其宽度稍小于绝缘膜105的宽度。
按照惯例，8个次级绕组19a、19b......19h的一端和另一端通过将它们分别绑到接头103和104上来固定，接头103和104通过接头基座103a和104a安装在线轴107的一端和另一端，二极管20等等连接到接头103和104，以形成如图9所示的电路。
另外，如图12所示，次级绕组系统101被设置成使其穿过铁心142，其与线轴102a和由初级绕组18构成的初级绕组系统102一起在其中心处构成一个闭合磁路。
但是，当多个绕组，例如8个绕组19a、19b......19h的一端和另一端象在相关技术中一样，通过将它们分别缠绕到接头103和104上来固定时，其中按需要连接的次级绕组19a、19b......19h的数量是例如8个，安装在线轴107上的接头103和104的数量各是8个，即总共需要16个接头，如图13所示。因此，在相关技术中，需要的接头数量多，从而增大了线轴107的体积。
考虑到上述问题，本发明的一个目的是能够减少线轴上所需的接头数量并降低线轴尺寸。
发明内容
根据本发明，提供了一种升压变压器，包括一个初级绕组，其被供给通过按预定频率开关而得到的开关电压；多个次级绕组，用于提高供给初级绕组的开关电压，次级绕组叠放成多层，根据预定匝数划分，并在其一端断开；一个线轴，其提供多个次级绕组和初级绕组之间的预定间隔，并且其包括多个接头，用于缠绕附近的所述多个次级绕组的另一端；一个铁心，其插入线轴内部并由供给初级绕组的开关电压来激励，从而形成一个闭合磁路；绝缘膜，其缠绕在线轴上，以便按各自的预定厚度将多个次级绕组彼此间隔开来；整流部分，分别安装在多个次级绕组的另一端，用于整流在次级绕组另一端获得的升高的电压；膜突出部分，其通过切割并抬高绝缘膜而形成，用于在其上缠绕次级绕组的一端。
根据如上所述的本发明，多个次级绕组的开放端借助于将它们绕在通过切割和抬高次级绕组各层之间的绝缘膜而形成的膜突出部分上来固定。因此，能够减少线轴上的接头数量，例如是传统设计中原始数量的1/2，而且能够降低线轴的尺寸。
图1是根据本发明的升压变压器一个实施方案的次级绕组系统的一个例子的透视图。
图2是图1关键部分的一个例子的部分放大透视图。
图3是说明图1时要使用的部分放大透视图。
图4是图1所示的次级绕组系统的一个例子的俯视图。
图5是图1关键部分的另一个例子的部分放大透视图。
图6是图1关键部分的又一个例子的部分放大透视图。
图7是图1关键部分的又一个例子的部分放大透视图。
图8是图1关键部分的又一个例子的部分放大透视图。
图9是显示升压变压器的一个例子的电路图。
图10是图9所示升压变压器的次级绕组系统的等价电路图。
图11是次级绕组系统的一个例子的部分放大截面图。
图12是显示升压变压器的一个例子的整体构造的截面图。
图13是传统次级绕组系统的一个例子的俯视图。
具体实施例方式
下面将参照附图描述根据本发明的升压变压器的一个实施方案。
本实施方案还将参照如图9所示的升压变压器的一个应用例子来描述。
即在图9中，符号10表示一个商用电源，例如100V和50Hz。商用电源的一端和另一端分别连接到具有二极管电桥配置的整流电路11的一个输入端和另一个输入端，整流电路11的正极输出端通过滤波电容器12接地，整流电路11的负极输出端接地。
整流电路11的正极输出端通过电阻器13连接到振荡驱动电路14的电源端，正极输出端通过开关电路15接地，开关电路15包括开关装置Q1和Q2，例如场效应晶体管(MOS-FET)的串联电路。驱动开关电路15，以使开关装置Q1和Q2按由振荡驱动电路14产生的预定频率交替导通。
此外，开关电路15构成一个半桥电路，整流电路11的正极输出端连接到开关装置Q1的漏极，开关装置Q2的源极接地。另外，阻尼二极管D1和D2分别与开关装置Q1和Q2并联。
开关装置Q1的源极和开关装置Q2的漏极之间的连接点通过谐振电容器16、线圈17和升压变压器T的初级绕组18的串联电路接地。
按由串联电路的谐振电容器16、线圈17和初级绕组18所确定的谐振频率为升压变压器T的初级绕组18提供电流。
顺便说一句，初级绕组18绕在线轴102a上，如图12所示。
符号19a、19b......19h表示8个绕着线轴107叠放、其间有绝缘膜105的次级绕组，次级绕组例如根据相同的匝数划分，并在其一端断开。整流二极管20a、20b......20h以垂直行的方式分别连接到8个次级绕组19a、19b......19h中各个次级绕组对的另一端之间的点。
具体来说，二极管20a连接到次级绕组19a和19b的另一端之间的点，二极管20b连接到次级绕组19b和19c的另一端之间的点，二极管20c连接到次级绕组19c和19d的另一端之间的点，二极管20d连接到次级绕组19d和19e的另一端之间的点，二极管20e连接到次级绕组19e和19f的另一端之间的点，二极管20f连接到次级绕组19f和19g的另一端之间的点，二极管20g连接到次级绕组19g和19h的另一端之间的点，二极管20h连接到次级绕组19h的另一端和地之间的点。
包括8个次级绕组19a、19b......19h和8个整流二极管20a、20b......20h的次级绕组系统的等效电路如图10所示。通过对在次级绕组19a、19b......19h得到的电压进行全波倍压整流以产生DC电压并升高DC电压，能够得到高DC电压，例如32.4kV。在图10中，电容器21a、21b......21h是次级绕组19a、19b......19h的层间电容。
另外，次级绕组19a的另一端通过二极管22连接到高压输出端23，二极管22和高压输出端23之间的连接点通过滤波电容器24接地。
另外，高压输出端23通过电阻器25和26的串联电路接地，在电阻器25和26之间的连接点处获得的高电压的检测电压被提供给控制电路27，控制电路27根据在高压输出端23处得到的DC电压来控制振荡驱动电路14的振荡频率，以使得在高压输出端23处得到的高DC电压是恒定的。
同时，图9所示升压变压器的整体结构的一个例子的截面图如图12所示，其中，符号101表示次级绕组系统。如图1、4和11所示，次级绕组系统101的结构是8个次级绕组19a、19b......19h叠放成其间有绝缘膜105的8层，并缠绕在两个侧边有侧壁的大致圆柱形线轴107的圆周外表面，绝缘膜105的形状为带状，且次级绕组19a、19b......19h被缠绕成使其宽度稍小于绝缘膜105的宽度。
顺便说一句，线轴107是通过使用例如1mm厚的PPE(聚苯撑醚)制成的，其中注入了环氧树脂从而将初级绕组18和次级绕组19a、19b......19h彼此隔离。
在本实施方案中，膜突出部分109是通过切割并抬高在绝缘膜105两个边缘处的绝缘膜105而形成的，在该边缘处没有缠绕如图1、2和3所示构成次级绕组系统101的次级绕组19a、19b......19h的绕组。
图1和2所示例子中膜突出部分109是纸带形式，包括右边缘部分111a和左边缘部分112a，作为末端110a和基部110d之间沿着纵向的两侧。
膜突出部分109的左边缘部分112a是直线形状，膜突出部分109在其右边缘部分111a的中心部分110b处(一侧的侧面)是凹入的形式(一个用于保持的凹入部分)。
在本实施方案中，8个次级绕组19a、19b......19h的开放端缠绕(捆绑)在膜突出部分109上。
膜突出部分109的结构是中心部分110b是如图1和2所示的凹入形式，末端110a的宽度W1大于中心部分110b的宽度W2，以便当将次级绕组19a、19b......19h的一端缠绕在中心部分110b上时，这样缠绕的次级绕组19a、19b......19h的一端不易松开，且能够牢牢固定。
此外，在本实施方案中，如图3所示，次级绕组19a、19b......19h的另一端在膜突出部分109缠绕了次级绕组一端的对面由膜突出部分109夹住，然后另一端通过将它们缠绕在接头103和104中的接头103或104上来固定，接头103和104通过接头基部103a和104a安装在线轴107的一侧和另一侧，二极管20a、20b......20h等连接到其上，从而构成如图9所示的电路。
此外，如图12所示，设置次级绕组系统101以使其穿过铁心142，其与线轴102a和由初级绕组18构成的初级绕组系统102一起构成一个闭合磁路。
根据如上所述的本实施方案，8个次级绕组19a、19b......19h的开放端通过将它们缠绕在通过切割和抬高绝缘膜105的边缘部分形成的膜突出部分109上来固定。因此，在次级绕组19a、19b......19h的数量为8的情况下，线轴107上提供的接头103和104的数量可以是每边4个，即，数量可以是总共8个，如图1和4所示。因此，线轴107上要提供的接头103和104的数量能够减少到传统设计中通常数量的1/2，因此制造的线轴107尺寸可以更小。
此外，图5到8显示了绝缘膜105的缠绕次级绕组19a、19b......19h的一端的膜突出部分109的其它例子。在下面对图5到8的描述中，对应于图2中的部分用上面使用的相同符号来表示，而且将省略这些部分的描述。
图5所示例子中的膜突出部分109是纸带的形式，包括作为末端110a和基部110d之间的沿着纵向的两侧的右边缘部分111a和左边缘部分112a。右边缘部分111a是直线形状，而左边缘部分112a在中心部分110b是凹入的形式。
易于理解，在图5所示的例子中，也能够获得与图2所示例子中相同的功能或效果。
在图6所示例子中的膜突出部分109是纸带的形式，其中作为末端110a和基部110d之间的沿着纵向的两侧的右边缘部分111a和左边缘部分112a在中心部分110b是凹入形式。
易于理解，在图6所示的例子中，也能够获得与图2所示例子中相同的功能或效果。
图7所示例子中膜突出部分109是纸带形式，并且具有作为其末端110a和基部110d之间的沿着纵向的两侧的右边缘部分111a和左边缘部分112a。膜突出部分109的宽度随着其从基部110d向着末端110a而逐渐减少，右和左边缘在末端110a紧前面的部分凹入最多；因此，整个膜突出部分109在狭窄部分110c处是凹入形式。
在图7所示的例子中，在次级绕组19a、19b......19h的一端缠绕膜突出部分109的地方，因为末端110a的宽度W1大于狭窄部分110c的宽度W2，所以这样缠绕的次级绕组19a、19b......19h的一端不易松开，并能够牢牢固定。
图8所示例子中的膜突出部分109是纸带形式，并具有作为其末端110a和基部110d之间的沿着纵向的两侧的右边缘部分111a和左边缘部分112a。右边缘部分111a和左边缘部分112a的形状与图7所示例子中的形状相反。因此，膜突出部分109的宽度随着从基部110d向着末端110a而减小，右和左边缘在末端110a紧前面的部分凹入最深；因此，整个膜突出部分109在狭窄部分110c处是凹入形式。
易于理解，在图8所示的例子中，也能够获得与图7所示例子中相同的功能或效果。
虽然上述例子中次级绕组的数量是8个，但数量可以根据所需高电压按需要来确定，因此数量当然不一定是8个。
此外，本发明不限于上面的实施方案或例子，在不偏离本发明本质的情况下自然可以采用各种修改。
根据本发明，多个次级绕组的开放端通过将它们缠绕在通过切割和抬高绕组各层之间的绝缘膜而形成的膜突出部分上来固定。这确保线轴上提供的接头数量可以减少对应于通过缠绕膜突出部分来固定的绕组数量的量，因此制造的线轴尺寸可以更小。
权利要求
1.一种升压变压器，包括一个初级绕组，其被供给通过按预定频率开关形成的开关电压；多个次级绕组，用于提高供给所述初级绕组的开关电压，所述次级绕组叠放成多层、根据预定匝数划分、并在其一端断开；一个线轴，其提供所述多个次级绕组和所述初级绕组之间的预定间隔，并且其包括多个接头，用于分别缠绕附近的多个次级绕组的另一端；一个铁心，其插入所述线轴，由供给所述初级绕组的开关电压来激励，并形成一个闭合磁路；多个绝缘膜，其缠绕在所述线轴上，以便按预定厚度将所述多个次级绕组彼此间隔开；整流部分，其设置在所述多个次级绕组的另一端，用于整流在所述次级绕组另一端获得的升高的电压；以及膜突出部分，其在所述多个绝缘膜中每个绝缘膜的基础上，通过切割并抬高所述绝缘膜而形成，以及，围绕所述膜突出部分缠绕所述次级绕组的一端。
2.如权利要求1中所述的升压变压器，其中所述膜突出部分设置有一个保持凹入部分，用于通过缠绕其附近的所述次级绕组的一端来固定所述一端。
3.如权利要求1中所述的升压变压器，其中所述膜突出部分具有这样的形状在其末端和基部之间沿着纵向的一侧或两侧是凹入的。
4.如权利要求1中所述的升压变压器，其中所述膜突出部分具有这样的形状其宽度随着从所述基部向着所述末端而减低，以及，在其末端紧前面的部分的宽度最小。
5.如权利要求1中所述的升压变压器，其中一个谐振电容器和一个电感器连接到所述初级绕组，以及，提供给所述初级绕组的所述开关电压具有谐振波形。
6.如权利要求1中所述的升压变压器，其中所述整流部分包括多个二极管，每个二极管按垂直行的方式连接到所述多个次级绕组中每个相邻次级绕组对的另一端之间的点，对在所述次级绕组处得到的电压进行全波倍压整流以产生DC电压，并且升高该DC电压以得到高电压。
7.如权利要求1中所述的升压变压器，还包括用于产生所述开关电压的开关装置；用于驱动所述开关装置的驱动电路；以及用于根据所述高电压控制所述驱动电路的频率的控制电路。
全文摘要
多个次级绕组的开放端通过将它们缠绕在借助于切割和抬高次级绕组之间的绝缘膜而形成的膜突出部分上来固定。这确保可以省去线轴上与通过将次级绕组缠绕在膜突出部分来固定它们相对应的多个接头，由此能够减少线轴上提供的接头数量，因此制造的线轴尺寸可以更小。
文档编号H01F30/00GK1656579SQ0381252
公开日2005年8月17日 申请日期2003年5月30日 优先权日2002年5月31日
发明者小林健一 申请人:索尼株式会社