专利名称：逆变器变压器的制作方法
技术领域：
目前，液晶显示器(LCD)日益被用作个人计算机等的显示单元。LCD没有光发射功能，并且因此需要照明设备，如背光系统或前光系统，并且冷阴极荧光灯(CCFL)通常被用作这种照明设备的光源。在使具有长度例如约500mm的CCFL放电和点亮的情况下，逆变器电路被使用，其适于在开始放电时产生60Hz高频电压，约1600V。逆变器电路控制被施加到CCFL的电压，以便于当CCFL被放电之后，电压被降低到约1200V，其是保持放电所需要的电压。一些逆变器电路包括闭磁路类型的逆变器变压器以及镇流电容器(ballast capacitor)，并且额外需要的镇流电容器抑制了尺寸和成本的降低。此外，甚至在对CCFL放电之后，开始放电时的电压必须被加以维持，这从安全角度是不利的。
最近，开磁路类型的逆变器变压器被采用，其对取代镇流电容器的充当镇流电容的泄漏电感的功能施以杠杆影响。一些这种开磁路类型的逆变器变压器可使用棒形磁芯(I磁芯)，以及其它的可使用棒形磁芯和矩形框形磁芯的组合(参考日本专利申请公开号2002-353044)。
图16是具有上面所说明的泄漏电感的逆变器变压器的等效电路。参考图16，逆变器变压器包括具有1∶n绕组比的无损耗的理想变压器1、泄漏电感L1和L2、和互感Ls以及CCFL 2。在该逆变器变压器中，泄漏电感L1和L2起到镇流电感的功能，并且CCFL 2可以被正常地点亮，而无需使用镇流电容器。
图17是开磁路类型的传统逆变器变压器1的示意图。逆变器变压器1包括由虚线所指示的棒形磁芯(I芯)3、限定用以容纳棒形磁芯3的空洞5的线轴4、围绕线轴4而缠绕的初级绕组6、围绕线轴4而缠绕的次级绕组7、用于初级绕组6的提供有端子销8的端子块9、以及用于次级绕组7的提供有端子销10的端子块11。由于在次级侧感生高压，所以为了防止表面放电，次级绕组7由在线轴4形成的分隔(partition)12划分。与采用具有闭合配置的磁芯，如矩形芯的逆变器变压器(未示出)相比较，采用上述所说明的棒形磁芯的图17中的逆变器变压器1结构简单。然而，磁通量从棒形磁芯，特别是其端部泄漏。
图18是另一个传统逆变器变压器1A的分解透视图。逆变器变压器1A包括棒形磁芯3、矩形框形磁芯13、具有用来容纳棒形芯3的空洞的线轴14、以及围绕线轴14而缠绕的初级和次级绕组6和7。棒形磁芯3的端部与矩形框形的磁芯13的相应凹陷15接合，使得由非磁性材料形成的间隙片(gap sheet)被放置在棒形磁芯3与矩形框形磁芯13之间以便于在其间形成间隙，由此产生指定量的泄漏电感。在由此所构建的逆变器变压器1A中，从棒形芯3泄漏的磁通量通过矩形框形磁芯13，并且与图17中所示的逆变器变压器1相比，泄漏通量是小的。
在包含泄漏电感的逆变器变压器中，泄漏通量有可能影响相邻的部件或线，或者发射噪声，并且部件和线必须被合适地定位，以保持远离泄漏通量，由此对部件和线的设置施加了限制。这可导致产品尺寸的增加或特性的恶化。还有，如果磁性材料被放置在泄漏通量的路径中，则当泄漏通量通过磁性材料时，通量路径可被影响，其导致泄漏电感变化或波动，从而干扰了稳定性，进而导致逆变器变压器经受特性的变化且因而经受操作的变化。
因此，仅包括棒形磁芯的逆变器变压器结构简单，但经历泄漏通量分布范围的增加，并且还在调节泄漏电感的量上具有难度。另一方面，与仅包括棒形磁芯的逆变器变压器相比，包括矩形框形芯连同棒形磁芯的逆变器变压器具有较小的泄漏通量分布范围，但是引起部件数目的增加，并且为了制造矩形框形磁芯需要模制或机加工工艺。还有，当棒形磁芯与矩形框磁芯接合时，则需要将间隙片放入其间的的复杂且麻烦的过程以便于调节泄漏电感。
如上面所说明，仅结合有棒形磁芯的逆变器变压器产生宽分布范围的泄漏通量。这种逆变器变压器被磁屏蔽，以便于防止逆变器变压器影响相邻的部件，并且还防止相邻的部件影响逆变器变压器。然而，通过对产品磁屏蔽的这个方案，需要屏蔽罩(shielding case)，并且这导致产品尺寸和产品成本的增加。还有，额外地需要将逆变器变压器固定到屏蔽罩以及将引线从屏蔽罩中取出的过程，由此使成本降低进一步困难。并且，将逆变器变压器有缺陷地固定到屏蔽罩可引起可靠性的恶化。另一方面，采用矩形框形磁芯连同矩形框形磁芯的逆变器变压器，虽然产生减小量的泄漏通量，但是具有复杂的结构并且需要额外的麻烦的制造工艺，由此提高了生产成本。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而进行的，并且本发明的目的是提供一种逆变器变压器，其具有开磁路结构但结构简单，并且同包括矩形框形磁芯的传统开磁路结构相比较，使生产工艺简化，由此防止成本增加。
为了实现上述所说明的目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用在将DC逆变成AC的逆变器电路中的逆变器变压器，其变换在初级侧输入的电压并且将经变换的电压在次级侧输出，并且其包括至少一个绕组单元，包括棒形磁芯；以及围绕棒形磁芯而缠绕的初级绕组和次级绕组。在上面所说明的逆变器变压器中，关于芯长度方向，绕组单元的至少一个部分被由包含磁性物质的树脂所形成的磁性树脂覆盖，以便于初级和次级绕组具有相应的预定泄漏电感。
在本发明的所述方面中，关于芯长度方向，磁性树脂可覆盖绕组单元的整个部分。
在本发明的所述方面中，关于芯长度方向，磁性树脂可覆盖绕组单元的两个端部以及/或者位于初级和次级绕组之间边界区域处的绕组单元的部分。
在本发明的所述方面中，具有比磁性树脂大的饱和磁通密度的外部单元可被设置成覆盖变压器体的周边的至少一个部分，所述变压器体包括所述至少一个绕组单元和磁性树脂。
在本发明的所述方面中，所述外部单元可具有比磁性树脂小的磁阻。
在本发明的所述方面中，所述外部单元可具有横截面呈方形C的配置或者基本圆形的配置，以便于覆盖变压器体的周边。
在本发明的所述方面中，所述外部单元可包括多个构件，并且所述构件被组合成盒配置，以便于覆盖变压器体。
在本发明的所述方面中，所述外部单元可由烧结材料制成。
在本发明的所述方面中，所述磁性树脂可具有比棒形磁芯小的相对磁导率。
在本发明的所述方面中，被包含在树脂中的磁性物质可以是Mn-Zn铁氧体、Ni-Zi铁氧体或铁粉。
由于由包含磁性物质的树脂所形成的磁性树脂被如此放置以便于覆盖绕组单元的至少一个部分，使得初级和次级绕组具有相应的预定泄漏电感，所以与当绕组单元未被磁性树脂覆盖时相比，散布在逆变器变压器周围的泄漏通量的量得到减小，这导致对设置在逆变器变压器周围的部件和线具有减小的影响。这个结构还有助于使逆变器变压器的特性较难以受到逆变器变压器周围存在的金属的影响。当绕组单元完全被磁性树脂覆盖时，不需要用于屏蔽的罩，这防止了成本增加，并且其消除了将逆变器变压器固定在罩的内部以及将引线从罩中取出的需要，从而使制造过程变得容易。由磁性树脂的这种完全覆盖增加了逆变器变压器的机械强度，由此提高了产品的可靠性。
而且，通过调节磁性树脂的磁特性，如相对磁导率，以及调节磁性树脂的覆盖面积和厚度，绕组上的匝数以及泄漏电感可以被调节到电路工作的最佳条件。因而，电感值可以被调节，而无需改变初级和次级绕组上的匝数以及棒形磁芯的配置和特性，由此提供对各种逆变器变压器的适用性。
并且，由于具有比磁性树脂大的饱和磁通密度的外部单元被设置成覆盖包括所述至少一个绕组单元和磁性树脂的逆变器变压器体的周边的至少一个部分，从棒形磁芯中泄漏出而通过磁性树脂以及随后进一步从磁性树脂中泄漏出的大部分磁通量适于通过外部单元。因而，与不提供外部单元、仅由磁性树脂防止磁通量漏出时相比较，泄漏通量的量可以得到有效的减小，并且因此磁性树脂的厚度可以得到减小，这导致逆变器变压器的整个横截面积的减小，由此减小了逆变器变压器的尺寸。
图1(a)和1(b)分别是根据本发明第一实施例的逆变器变压器的示意性顶部平面图和前视图；图1(c)和1(d)分别是根据本发明第二实施例的逆变器变压器的前视图和局部横截面视图；图2(a)和2(b)分别是根据上述提到的第一实施例的逆变器变压器的透视图和局部横截面视图；图3是用于测量发明和比较例上的磁场的位置的解释性视图；图4是示出在发明及比较例上的测量结果的曲线图；图5(a)和5(b)分别是根据本发明第三实施例的逆变器变压器的示意性顶部平面图和前视图；图5(c)是根据本发明的第四实施例的逆变器变压器的正视图；图6(a)、6(b)和6(c)分别是根据本发明第五实施例的逆变器变压器的示意性顶部平面图、横截面(沿图6(a)中的线X-Y获取)及前视图，以及图6(d)是用于图6(a)、6(b)和6(c)的逆变器变压器中的外部单元的透视图；图7(a)和7(c)分别是根据本发明第六实施例的逆变器变压器的示意性顶部平面图及前视图，以及图7(b)是用于图7(a)和7(c)的逆变器变压器中的外部单元的透视图；图8(a)和8(c)分别是根据本发明第七实施例的逆变器变压器的示意性顶部平面图及前视图，图8(b)是用于图8(a)和8(c)的逆变器变压器中的外部单元的透视图，以及图8(d)是根据第七实施例的包括不同类型变压器体的另一个逆变器变压器的前视图；图9(a)和9(b)分别是根据本发明第八实施例的逆变器变压器的示意性顶部平面图和横截面(沿图9(a)中的线X-Y获取)视图，图9(c)是用于图9(a)和9(b)的逆变器变压器中的外部单元的透视图，以及图9(d)是用在根据本发明第九实施例的逆变器变压器中的外部单元的透视图；图10(a)和10(b)分别是根据本发明第十实施例的逆变器变压器的示意性顶部平面图和前视图；图11(a)和11(b)分别是根据本发明第十一实施例的逆变器变压器的示意性顶部平面图及前视图，以及图11(c)是根据第十一实施例的包括不同类型变压器体的另一个逆变器变压器的前视图；图12(a)和12(b)分别是根据本发明第十二实施例的逆变器变压器的示意性顶部平面图及前视图，以及图12(c)是根据本发明第十三实施例的逆变器变压器的前视图；图13(a)和13(c)分别是根据本发明第十四实施例的逆变器变压器的示意性顶部平面图及横截面视图，图13(b)是用于图13(a)和13(c)的逆变器变压器中的外部单元的透视图，以及图13(d)是根据本发明第十五实施例的逆变器变压器的横截面视图；图14(a)和图14(b)分别是根据本发明第十六实施例的逆变器变压器的示意性顶部平面图及前视图，图14(c)是根据本发明第十七实施例的逆变器变压器的前视图，以及图14(d)是用在图14(a)和图14(b)的逆变器变压器以及图14(c)的逆变器变压器中的外部单元的透视图；图15a)和15(b))分别是根据本发明第十八实施例的逆变器变压器的示意性顶部平面图及横截面视图，以及图15(c)是根据本发明第十九实施例的逆变器变压器的横截面视图；图16是具有泄漏电感的逆变器变压器的等效电路；图17是包括棒形磁芯的传统逆变器变压器的示意性顶部平面图；以及图18是包括棒形磁芯的另一个常规逆变器变压器的分解透视图。
具体实施例方式
利用所附的附图，本发明的优选实施例将在以下被说明，其中相同的参数数字指示相同的部件。
本发明的第一实施例将利用图1(a)和1(b)、以及图2(a和)2(b)来说明。根据第一实施例的逆变器变压器40用于同时点亮两个CCFL。
参考图1(a)，逆变器变压器40是开磁路结构并且通常包括两个棒形磁芯(此后被适合地简称为“芯”)3a和3；两个初级绕组1a和1b；两个次级绕组2a和2b；两个矩形管状线轴(此后被适合地简称为“线轴”)5a和5b；由包含磁性物质的树脂制成且适于覆盖上述所提部件的磁性树脂6；以及端子块7和8，其由绝缘材料形成且分开放置在线轴5a和5b的端部以便于夹住线轴5a和5b。在上述所说明的结构中，如图2(b)所示，绝缘树脂50被放置在初级/次级绕组1a/2a和磁性树脂6之间，以及，虽然未被示出，但是另一个绝缘树脂50被放置在初级/次级绕组1b/2b和磁性树脂6之间。棒形磁芯的数目并不被限制于二，而可以是例如三，用于点亮三个CCFL，或作为选择地可以是一，用于点亮多个CCFL。端子块7具有植入于其的端子销7a至7f，并且端子块8具有植入于其的端子销8a至8d。
参见图1(a)、2(a)和2(b)，芯3a和3b分别被插过接合性地放在一起的线轴5a和5b。芯3a和3b由诸如Mn-Zn铁氧体的软磁材料形成，并且具有例如大约2000的相对磁导率。初级和次级绕组1a和2a围绕线轴5a被缠绕且适于点亮两个CCFL中的一个，以及初级和次级绕组1b和2b围绕线轴5b被缠绕且适于点亮两个CCFL中的另一个。线轴5a/5b包括用来将初级绕组1a/1b与次级绕组2a/2b分开的分隔(partition)4a。因此，初级绕组1a/1b位于端子块7和分隔4a之间，且次级绕组2a/2b位于端子块8和分隔4a之间。因为在次级绕组2a/2b处产生高压，所以线轴5a/5b进一步包括多个(在图中为4个)绝缘分隔4b以将次级绕组2a/2b关于长度方向分成几个部分。绝缘分隔4b用于增加次级绕组2a/2b几个部分的每个之间的表面距离，以便于防止表面放电。初级绕组1a和1b的开始和结束端被连接到端子销7a至7d。次级绕组2a的开始和结束端被连接到端子销7e和8a(或8b)，以及次级绕组2b的开始和结束端被连接到端子销7f和8c(或8d)。
用于覆盖上述提到的构件的芯3a、线轴5a、初级绕组1a、次级绕组2a及绝缘树脂50构成第一绕组单元51a，以及用于覆盖上述提到的构件的芯3b、线轴5b、初级绕组1b、次级绕组2b及另一个绝缘树脂50构成第二绕组单元51b。由此所构成的第一和第二绕组单元51a和51b组成绕组组件51。如图1(b)所示，绕组组件51除底面以外被磁性树脂6覆盖，其中磁性树脂6从芯3a和3b的一端一直到另一端纵向覆盖它们，且进一步覆盖端子块7和8的部分。
磁性树脂6由通过混合粉磁性物质以及例如热固性环氧树脂而产生的混合物形成，所述粉磁性物质通过粉碎烧结的Mn-Zn铁氧体而获得，其中Mn-Zn铁氧体粉就体积比而言占80％。由此产生的混合物通过模制、散布等施加到绕组组件51(如上所说构成的第一和第二绕组单元51a和51b)，并且通过例如150℃的温度加热和固化，从而使所施加的混合物转变成磁性树脂6。用于磁性树脂6的磁性物质并不局限于Mn-Zn铁氧体，而可以是Ni-Zn铁氧体或铁粉，并且树脂材料可作为选择地为尼龙等，这取得了类似的效果。磁性树脂6的相对磁导率被确定为有效地屏蔽从芯3a和3b出来的泄漏通量，并且与此同时适当地构成开磁路结构。通过改变磁性物质的特性，或者改变磁性物质与树脂的混合比，磁性树脂6的相对磁导率可以得到控制。例如，Mn-Zn铁氧体或Ni-Zn铁氧体实现了几十的相对磁导率，并且铁粉实现了几百的相对磁导率。
在根据第一实施例的逆变器变压器40中，磁性树脂6被设置成仅覆盖绕组组件51的顶和侧面，但本发明并不局限于这个设置且如下所述，磁性树脂6可作为选择地被设置成覆盖绕组组件51的例如仅顶面、仅侧面或仅底面，或者覆盖绕组组件51的整个周边。
现在参考图1(c)和(d)，除了磁性树脂6被设置成覆盖绕组组件51的整个周边，即顶、侧和底面以外，根据本发明第二实施例的逆变器变压器40与根据第一实施例的逆变器变压器被相同地构成。
在上述根据第一和第二实施例的逆变器变压器40中，芯3a和3b的整个部分以及端子块7和9的一些部分关于长度方向被磁性树脂6覆盖。在上述所说明的第一和第二实施例中，芯3a和3b(第一和第二绕组单元51a和51b)共同被一体结构的磁性树脂6覆盖，但是本发明并不被局限于这个结构且可作为选择地被如此构成以便于芯3a和3b(第一和第二绕组单元51a和51b)单独地被由两个分离块组成的磁性树脂结构的相应块覆盖。
根据第一和第二实施例的逆变器变压器40的工作将在此下被加以说明。
由于磁性树脂6具有比芯3a和3b显著小的相对磁导率，所以在芯3a和3b处所产生的所有磁通量不适于通过磁性树脂6，但是因它们的磁阻差导致磁通量的一些部分被允许泄漏到磁性树脂6之外，且因此提供泄漏电感。即，由芯3a和3b和磁性树脂6所产生的磁路并不是闭磁路，且因此逆变器变压器40基本上具有带有泄漏电感的开磁路。因而，不仅产生全部通过芯3a/3b以便于互链(interlink)初级绕组1a/1b和次级绕组2a/2b的磁通量，而且还产生仅与初级绕组1a/1b或仅与次级绕组2a/2b互链的泄漏通量，由此未能有助于提供初级绕组1a/1b和次级绕组2a/2b之间的电磁耦合，借此产生泄漏电感。逆变器变压器40以与没有磁性树脂6的开磁路结构的逆变器变压器相同的方法工作，并且上述提到的泄漏电感充当镇流电感，以便于适当地放电以及点亮被连接到次级绕组2a和2b的CCFL。
虽然泄漏电感充当镇流电感，但是绕组组件51被磁性树脂6覆盖，并且因此来自芯3a/3b的大部分磁通量适于通过磁性树脂6，从而减小了泄漏到磁性树脂6之外的磁通量的量。因而，从逆变器变压器40散布出来的泄漏通量范围受到限制。
当根据第一实施例的逆变器变压器40被安装在由非磁性材料所制成的基板或底架上时，其是所希望的且适合的，其中逆变器变压器并没有使底面被磁性树脂6覆盖。具体地，当根据第一实施例的逆变器变压器40被安装在非磁性基板或底架上时，在底部方向上从芯3a/3b泄漏的磁通量的磁路不受到任何东西的影响，由此减小了特性的变动或变化。另一方面，由于非底面的其它面，即顶和侧面被磁性树脂6所覆盖，从逆变器变压器40散布出的泄漏通量的范围受到限制。因而，泄漏电感被适当地实现，而没有对其它部件造成影响，并且与此同时逆变器变压器40的高度可以得到减小，因其底面并没有被磁性树脂6所覆盖。
当根据第二实施例的使其顶、侧和底面被磁性树脂6覆盖的逆变器变压器40被安装在由磁性材料所制成的基板或底架上时，其是所希望的且适合的。具体地，由于根据第二实施例的逆变器变压器40的底面也被磁性树脂6覆盖，所以因磁性树脂6的磁屏蔽功能导致从芯3a/3b泄漏的磁通量不经历底面下所放置的磁性基板或底架的影响，且因此磁通量的磁路不被改变，由此减小了特性的变化。
为了优化逆变器变压器的工作，初级和次级绕组上的匝数以及泄漏电感必须被加以调节，但是泄漏电感的特性被致使随着泄漏通量磁路的磁特性的变化而变化。另一方面，在本发明的逆变器变压器40中，通过调节磁性树脂6的磁特性(如相对磁导率)、厚度及面积范围，根据电路工作的最佳条件对泄漏电感加以调节。结果是，简单地通过调节泄漏电感的值而无需改变初级绕组1a和1ba以及次级绕组2a和2b上的匝数以及芯3a和3b的配置和特性，逆变器变压器40的工作可以被灵活地优化，以便于应用到各类逆变器变压器。
在根据第一和第二实施例的逆变器变压器40中，磁性树脂6被设置成从一端到另一端整个地覆盖棒形芯3a和3b，但只要泄漏电感被适当地加以提供，则磁性树脂6不必整个地覆盖芯3a和3b且可作为选择地被设置成部分地覆盖芯3a和3b。在下面所说明的本发明第三和第四实施例中，这种部分覆盖结构被采用。
参考图5(a)、5(b)和5(c)将描述上面所提到的第三和第四实施例。在说明图5(a)、5(b)和5(c)所示的实例时，对应于图1(a)至1(d)以及图2(a)和2(b)那些部件部分的任何部件部分由相同的参考数字来表示，并且下面将省略对其的详细说明。
参考图5(a)和5(b)，在根据第三实施例的逆变器变压器40中，绕组组件51(包括棒形磁芯3a和3b)的一个端部511、以及端子块7的部分在顶和侧面上被两个分离的磁性树脂6之一覆盖，以及绕组组件51的另一个端部511、以及端子块8的部分在顶和侧面上被两个分离的磁性树脂6中的另一个覆盖，而绕组组件51的中间部分在所有面上被完全地暴露。另一方面，在根据第四实施例的逆变器变压器40中，如图5(c)所示，绕组组件51的两个端部511、511，以及端子块7和8的相应部分在顶、侧和底面上分别被两个分离的磁性树脂6、6覆盖，其中绕组组件51的中间部分在所有面上被完全暴露。
根据第三实施例的逆变器变压器40与根据第一实施例的逆变器变压器40的相似之处在于如图1(b)和5(b)所示，磁性树脂6覆盖绕组组件51的顶和侧面，并且根据第第四实施例的逆变器变压器40与根据第二实施例的逆变器变压器40的相似之处在于如图1(c)和5(c)所示，磁性树脂6覆盖绕组组件51的顶、侧和底面。根据第三和第四实施例的逆变器变压器40取得类似于根据第一实施例的逆变器变压器40的工作效果。
在根据第三和第四实施例的逆变器变压器40中，由于芯3a和3b(绕组组件51)的两个端部全部或部分地被相应的磁性树脂6、6覆盖，从芯3a/3b端部出来的大部分泄漏通量ΦR适于通过充当屏蔽的磁性树脂6，并且因而，散布出来到周围开放空气中的泄漏通量ΦS的量得到减小。由于根据第三和第四实施例的逆变器变压器40是象根据第一实施例的逆变器变压器40一样的开磁路结构，所以泄漏电感在初级绕组1a和1b以及次级绕组2a和2b处产生，且充当镇流电感以便于适当地点亮CCFL。
在上面所说明的第三和第四实施例中，芯3a(第一绕组单元51a)的端部及芯3b(第二绕组单元51b)的端部共同被一体的磁性树脂6覆盖，但是本发明并不被局限于这个结构并且可作为选择地被如此构成，以便于芯3a的端部及芯3b的端部单独地分别被两个分离的磁性树脂所覆盖。在根据第三和第四实施例的逆变器变压器40中，通过调节磁性树脂6的磁特性(如相对磁导率)、厚度及面积范围，根据电路工作的最佳条件对泄漏电感加以调节。
在第三和第四实施例中，如上所说明，由于来自芯3a/3b的端部且散布出来到周围开放空气的泄漏通量ΦS被减小，所以被设置得接近于芯3a和3b端部的部件从磁性上被保持不受影响，且与此同时逆变器变压器40被防止不受来自部件的磁通量的影响，由此减小了特性的变动和变化。而且，当包括磁性物质的部件被设置成接近于芯3a和3b的端部时可能引起的影响可以得到消除。
而且，在第三和第四实施例中，被提供有分隔4a以将初级绕组1a/1b与次级绕组2a/2b分开的绕组组件51(由第一绕组单元51a和第二绕组单元51b组成)的分隔部分52可被附加的磁性树脂覆盖。分隔部分52是其中大量产生泄漏通量的区域，并且在进一步减小从逆变器变压器40出来到周围开放空气的磁通量的量方面，由磁性树脂覆盖分隔部分52是很有效的。由磁性树脂覆盖分隔部分52的这个措施不仅在根据第四或第五实施例的逆变器变压器40中，而且在传统的逆变器变压器中可被有效地加以实施。
参考图6(a)至6(d)，将说明本发明的第五实施例。在说明图6(a)至6(d)所示的实例时，对应于图1(a)至1(d)以及2(a)至2(b)中那些部件部分的任何部件部分由相同的参考数字来表示，并且下面将省略对其的详细说明。
参考图6(a)，根据第五实施例的逆变器变压器40包括绕组组件51和在所有面，具体地在顶、侧和底面上覆盖上述提到的绕组组件51的磁性树脂6(即绕组组件51及磁性树脂6被构成为基本上与根据第二实施例的逆变器变压器40相同)，所述绕组组件51包括芯3a和3b、线轴5a和5b、初级绕组1a和1b、次级绕组2a和2b、以及绝缘树脂50，其中绕组组件51和磁性树脂6构成变压器体55。
为了方便起见，变压器体55将被分组成两个类型一个类型是变压器体55A，其中如图6(b)和6(c)所示绕组组件在顶、侧和底面上被磁性树脂覆盖；以及另一类型是变压器体55B，其中绕组组件在顶和侧面被磁性树脂覆盖(参见图8(a)和8(c))。
参见图6(a)至6(c)，在根据第五实施例的逆变器变压器40中，变压器体55A被外部单元56封装，其中端子块7和8伸出。外部单元56由经例如Mn-Zn铁氧体或Ni-Zn铁氧体形成的烧坯构成，且具有比磁性树脂6大的饱和磁通密度及小的磁阻。参见图6(d)，外部单元56包括具有用来容纳变压器体55A的空洞57的第一部分56a、以及被放置在第一部分56a上以便于盖上变压器体55A的第二部分56b。
参见图6(b)、6(c)和6(d)，第一部分56a包括底部58、竖直放置在底部58两侧的侧壁59、竖直放置在底部58的前端(在图6(a)中下部)的前端壁60、以及竖直放置在底部58的后端(在图6(a)中上部)的后端壁61(在图中看不到)。切口(cutout)62被形成在前端壁60和后端壁61的每个处，并且端子块7和8的一些部分通过相应的切口62突出。即，外部单元56适于封装变压器体55A，使端子块7和8伸出。
在根据第五实施例的逆变器变压器40中，由于提供具有比磁性树脂6大的饱和磁通密度的外部单元56(烧坯)，以便于封装变压器体55A，所以从芯3a/3b泄漏而通过磁性树脂6且然后泄漏到磁性树脂6之外的大部分磁通量现在适于通过外部单元56。因此，与不提供外部单元56时相比，通过提供外部单元56，磁通量可以被更有效地防止从逆变器变压器40泄漏出。因而，与其中仅借助磁性树脂6来防止磁通量泄漏出去的结构相比，根据第五实施例的结构的横截面面积可以被减小，以及逆变器变压器40可以被减小尺寸。
由于外部单元56具有比磁性树脂6小的磁阻，泄漏出磁性树脂6之外的磁通量更有效地通过外部单元56。因而，磁通量可以被进一步防止从逆变器变压器40中泄漏出去，这使能对逆变器变压器40尺寸的进一步减小。
根据第五实施例的逆变器变压器40被制造如下。绕组组件51被放在外部单元56第一部分56a的空洞57中，使端子块7和8配合在相应的切口62中，并且树脂材料(磁性树脂6)被填充在空洞57内，以便于模制绕组组件51。磁性树脂6在例如约150℃被加热用于固化，并且在空洞57中获得由绕组组件51和围绕绕组组件51而填充的磁性树脂6构成的变压器体55A。随后，外部单元56的第二部分56b被放在第一部分56a上，以便于盖上其中具有变压器体55A的空洞57，因此第一部分56a和第二部分56b联合封装变压器体55A，并且获得逆变器变压器40。由于通过在空洞57中填充磁性树脂6而模制绕组组件51，所以容易使生产提高生产率。就此而言，外部单元56的第二部分56b可以被省略，以便于外部单元56仅由第一部分56a构成。
在第五实施例中，外部单元56被如此构造以便于覆盖变压器体55A的顶、侧、底及前端和后端(除端子块7和8以外)面，但是本发明并不被局限于这个结构和设置。变压器体55B可取代变压器体55A被使用，并且参考图7(a)至7(c)、8(a)至8(d)、9(a)至9(d)、10(a)和10(b)、11(a)至11(c)以及12(a)至12(c)，外部单元56可作为选择地按如下所说明被构造。
参见图7(a)、7(b)和7(c)，根据第六实施例的逆变器变压器40包括被成形为矩形管以便于覆盖变压器体55A的顶、侧和底面的外部单元56A。外部单元56A具有比磁性树脂6大的饱和磁通密度和小的磁阻。
在第六实施例中，外部单元56A不覆盖变压器体55A的前端和后端面，但仍覆盖其外表面的大部分区域，并且从逆变器变压器40泄漏出来的磁通量可以被适当地减小，并且逆变器变压器40的尺寸还可以得到减小。并且，由于外部单元56A具有比磁性树脂6小的磁阻，所以磁通量可以被进一步防止从逆变器变压器40中泄漏出来，这使能逆变器变压器40的尺寸进一步减小。
参见图8(a)、8(b)和8(c)，根据第七实施例的逆变器变压器40包括外部单元56B，其由室顶(roof)63以及被竖直地放置在室顶63两侧以便于横截面具有方C形状的两个侧壁64组成，并且其覆盖变压器体55B的顶和侧面。外部单元56B具有比磁性树脂6大的饱和磁通密度和小的磁阻。
与在上面所说明的第六实施例中的外部单元56A相比，在第七实施例中，外部单元56B并不覆盖变压器体55B的底面，但仍然覆盖其外表面的基本面积，并且从逆变器变压器40泄漏出来的磁通量可以被适当地减小，并且逆变器变压器40的尺寸还可以被减小。并且，由于外部单元56B具有比磁性树脂6小的磁阻，所以磁通量可以被进一步防止从逆变器变压器40中泄漏出去，这使能进一步减小逆变器变压器40的尺寸。
在上面所说明的第七实施例中，根据变压器体55B的配置，外部单元56B的室顶63被限定成平坦的，但是当逆变器变压器体55B具有弧形配置时其可作为选择地例如为弧形的。而且，如在图8(d)中所示，变压器体55A可被用在第七实施例中以取代变压器体55B。
参见图9(a)、9(b)和9(c)，根据第八实施例的逆变器变压器40包括由室顶63和两个侧壁64组成的外部单元56C。室顶63被划分成桥部分65，其夹在两个开口之间且适于覆盖被提供有分隔4a的分隔部分52A(包括绕组组件51的分隔部分52)；两个端框架部分66，其适于覆盖变压器体55A的两个端部67；以及两个侧框架部分(未被加以参考标号)，其垂直地相邻于侧壁64。外部单元56C具有比磁性树脂6大的饱和磁通密度。
如上所说明在绕组组件51的分隔部分52处大量产生泄漏通量，但是由于包括分隔部分52的分隔部分52A被外部单元56C的桥部分65和相邻于桥部分65的其它部分所覆盖，所以经由分隔部分52A泄漏出的大部分磁通量适于通过外部单元56C，且因此来自逆变器变压器40的泄漏通量可以得到很好的减小。而且，由于室顶63的端框架部分66覆盖变压器体55A的相应端部67，所以来自逆变器变压器40的泄漏通量可以被进一步减小。
在图9(d)和9(e)所示的第九实施例中，外部单元56D与第八实施例中的外部单元56C的不同之处在于桥部分65被取消以便于在室顶63中形成一个开孔，如图9(e)所示。
参见图10(a)和10(b)，根据第十实施例的逆变器变压器40包括外部单元56E，其由具有在平面视图上为矩形配置的板组成。外部单元56E被放置在变压器体55B下，以便于覆盖变压器体55B的底面。外部单元56E具有比磁性树脂6大的饱和磁通密度。在第十实施例中，变压器体55A可取代变压器体55B被使用。
参见图11(a)和11(b)，根据第十一实施例的逆变器变压器40包括由第一和第二矩形板56c和56d组成的外部单元56F。第一和第二板56c和56d分别被放置在变压器体55B的两侧以便于覆盖变压器体55B的侧面。外部单元56F具有比磁性树脂6大的饱和磁通密度。在第十一实施例中，如图11(c)所示，变压器体55A可取代变压器55B被使用。
参见图12(a)和12(b)，根据第十二实施例的逆变器变压器40包括外部单元56G，其由每个均以横截面具有方C形状的结构而形成的第一和第二构件56e和56f组成。第一和第二构件56e和56f被分别放置在变压器体55B的两个端部67，以便于覆盖相应端部67的顶和侧面。外部单元56G具有比磁性树脂6大的饱和磁通密度。在第十二实施例中，变压器体55A可取代变压器体55B被使用。
参见图12(c)，在第十三实施例中的外部单元56H由第一和第二构件56g和56h组成，第一和第二构件56g和56h每个均以横截面构成矩形框架配置的结构而形成。第一和第二构件56g和56h分别被放置在变压器体55A的两个端部67，以便于覆盖相应端部67的顶、侧和底面。外部单元56H具有比磁性树脂6大的饱和磁通密度。在第十三实施例中，变压器体55B可取代变压器体55A被使用。
在图6(a)至6(d)以及图9(a)至9(d)直到11(a)至11(c)所示的上述所说明的实施例中，逆变器变压器包括变压器体55A(其中磁性树脂6覆盖绕组组件51的所有面)或变压器体55B(其中磁性树脂6仅覆盖绕组组件51的顶和侧面)，然而，本发明并不被局限于这个变压器体设置，且任何不同类型的变压器体可与外部单元56或其改型的任何一个相组合而使用。
例如，参见图13(a)和13(c)，与如图13(d)所示的外部单元56B相组合，变压器体55C被使用(第十四实施例)，其中所述磁性树脂6由适于在其顶和侧面分别覆盖绕组组件51的两个端部511、511及分隔部分52的三块组成。而且，参见图13(d)，与外部单元56B相组合，变压器体55D被使用(第十五实施例)，其中磁性树脂6由适于在顶、侧和底面分别覆盖绕组组件51的两个端部511、511和分隔部分52的三块组成。
进一步，参见图14(a)和14(b)，与如图14(d)所示的外部单元56D相组合，变压器体55C’被使用(第十六实施例)，其中磁性树脂6覆盖绕组组件51的分隔部分52的顶和侧面。而且，参见图14(c)，与外部单元56D相组合，变压器体55D’被使用(第十七实施例)，其中磁性树脂6覆盖绕组组件51的分隔部分52的顶、侧和底面。第十六和第十七实施例可作为选择地如此构成，以便于外部单元56D被放在绕组组件51上，从而去除磁性树脂6，并且在图14(d)中所示的板构件65a被如此放置，以便于覆盖分隔部分52的顶面。板构件65a由与外部单元56D或磁性树脂6的材料等效的材料形成。
并且参见图15(a)和15(b)，与变压器体55C相组合，由第一和第二矩形板56c和56d组成的外部单元56F被使用(第十八实施例)。而且，参见图15(c)，与变压器体55D相组合，由第一和第二矩形板56c和56d组成的外部单元56F被使用(第十九实施例)。
实例上述所说明的根据第二实施例的逆变器变压器40在此下将作为实例而加以说明。在作为实例的逆变器变压器中芯3a和3b由具有2000的相对磁导率的Mn-Zn铁氧体形成且具有3mm的高度、3mm的宽度、以及30mm的长度；磁性树脂6被如此制成，使得具有约2000相对磁导率的Mn-Zn铁氧体粉与热固性环氧树脂以80％的体积比混合；端子块7和8由绝缘材料形成，且具有6mm的高度；线轴5a和5b具有3mm的高度；每个部分之间的绝缘分隔4b具有2mm的高度；并且初级绕组1a和1b以及次级绕组2a和2b围绕线轴5a和5b被缠绕，并具有约0.5mm的绕组厚度。
在如上所说明的逆变器变压器40的实例中，磁性树脂6如图1(c)所示被设置，具体地以便于由芯3a和3b、线轴5a和5b、初级绕组1a和1b、以及次级绕组2a和2b组成的结构的顶、侧和底面从芯3a和3b的一端到其另一端被磁性树脂6覆盖。磁性树脂6的尺度被定成具有超出分隔4b周界的测量为约3mm的厚度，且在约150℃被固化。
通过使用上述所说明的逆变器变压器40，CCFL被点亮，并且由于出自逆变器变压器40B的泄漏通量而导致的周围磁场的强度被测量。测量结果被示于图4。同样在图4中所示的是在图18中未被提供有磁性树脂6的常规逆变器变压器1A上所获得的测量结果。参见图3，d表示从逆变器变压器绕组的中间的顶面到测量点的距离。在图4中，横轴表示距离d，且竖轴表示在距离d处测量的磁场强度。
如图4中所示，磁场强度随着距离d的增加而减小。更具体地，磁场强度与距离d的平方成反比。图4表明，本发明的逆变器变压器40上的磁场强度比图18中所示的常规逆变器变压器上的磁场强度小。例如，如果您在2cm的距离处观看，则逆变器变压器40上的磁场强度是8.1A/m，而常规逆变器变压器1A上的磁场强度是89A/m。因此，本发明显著地减小归因于来自逆变器变压器的泄漏通量的周围磁场的强度。
工业适用性可提供具有开磁路结构的逆变器变压器，其整个结构和制造过程被简化，由此防止成本增加。
权利要求
1.一种逆变器变压器，其被提供在用于将DC逆变成AC的逆变器电路中，并且其变换在初级侧输入的电压并且将经变换的电压在次级侧输出，所述逆变器变压器包括至少一个绕组单元，包括棒形磁芯；以及围绕棒形磁芯而缠绕的初级绕组和次级绕组；以及磁性树脂，由包含磁性物质的树脂形成，所述磁性树脂关于芯长度方向而覆盖绕组单元的至少一个部分，以便于初级和次级绕组具有相应的预定泄漏电感。
2.根据权利要求1所述的逆变器变压器，其中所述磁性树脂关于芯长度方向而覆盖绕组单元的整个部分。
3.根据权利要求1所述的逆变器变压器，其中关于芯长度方向，所述磁性树脂覆盖至少下述中的一个绕组单元的两个端部；以及位于初级和次级绕组之间的边界区域的绕组单元的部分。
4.根据权利要求1至3任何一项所述的逆变器变压器，其中具有比磁性树脂大的饱和磁通密度的外部单元被如此放置，以便于覆盖变压器体的周边的至少一个部分，所述变压器体包括所述至少一个绕组单元和磁性树脂。
5.根据权利要求4所述的逆变器变压器，其中所述外部单元具有比磁性树脂小的磁阻。
6.根据权利要求4或5所述的逆变器变压器，其中所述外部单元具有横截面呈方形C配置及基本圆形配置之一，以便于覆盖变压器体的周边。
7.根据权利要求4或5所述的逆变器变压器，其中所述外部单元包括多个构件，并且所述构件被组合成盒配置以便于覆盖变压器体。
8.根据权利要求4至7任何一项所述的逆变器变压器，其中所述外部单元由烧结材料制成。
9.根据权利要求1至8任何一项所述的逆变器变压器，其中所述磁性树脂具有比棒形磁芯小的相对磁导率。
10.根据权利要求1至9任何一项所述的逆变器变压器，其中包含在所述树脂中的磁性物质是Mn-Zn铁氧体、Ni-Zn铁氧体及铁粉之一。
全文摘要
两个棒状芯(3a，3b)分别被施加有初级绕组(1a，1b)和次级绕组(2a，2b)，且磁性树脂(6)全部或部分覆盖棒状芯(3a，3b)的周边，包括至少其相对端，以便于由此所施加的初级绕组(1a，1b)和次级绕组(2a，2b)具有指定泄漏电感。磁性树脂(6)的相对磁导率比棒状芯(3a，3b)足够小。从棒状芯(3a，3b)所产生的磁通量部分泄漏到棒状芯(3a，3b)和磁性树脂(6)的外部，好象所述棒状芯具有作为镇流电感器的泄漏电感。通过磁性树脂(6)且泄漏到其外部的通量被减小，且其对周边的影响被减小。
文档编号H01F27/02GK1802713SQ20048001604
公开日2006年7月12日 申请日期2004年6月3日 优先权日2003年6月9日
发明者新免浩, 法月正志 申请人:美蓓亚株式会社