专利名称：线圈组件及开关型电源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及冷却线團的技术。
背景技术：
为了将电流平滑化和升压，在DC-DC变换器等的开关型电源装置中使用扼流线團。作为这种扼流线團，通常使用在环状的环形铁心上缠绕了绕线的环形线圏。环形线圏的绕线在外周部露出。因此，在将环形线围直接安装到基板上的情况下，为了确保绝缘，不可以在环形线圏附近的环形线團安装面上设置配线图。于是，为了提高配线图的自由度，进行下述工作、即将环形线圏安装到绝缘性板材(基座)上，再将安装在基座上的线圏(线團组件)安装到基板上。
专利文献1日本专利实开平6-44123号公报专利文献2日本专利特开2007-235054号7>净艮专利文献3日本专利特开2007-234752号公报专利文献4日本专利特开2005-286066号公报专利文献5日本专利特开2001-326126号^SR专利文献6日本专利特开2000-228320号公报
开关型电源装置中所使用的扼流线圏被配置于电源电流的路径上，因此扼流线圏上会流过比较大的电流。因此，扼流线團的绕线上产生基于绕线电阻的焦耳热，使扼流线團的温度上升。另一方面，在以往的线團组件中，线團被安装在板状的基座上，因此不能充分提高线圏的冷却效率。这个问题不仅存在于使用环形线圏的线團组件，开关型电源装置等中所使用的各种线圏组件也一样存在。
发明内容
本发明是为了解决上述以往问题而做出的，其目的在于提高线圏的冷却效率。本发明可通过以下的方式或应用例实现。应用例1
一种线圏组件，具有线團、和固定安装于上述线團的基座，其中，上述基座具备支承部件，该支承部件以在上述线圏的相对于上述基座的安装面上形成能供气流通过的空隙的方式支承上述线團。
根据该应用例，利用设于基座上的支承部件而在线圏的相对于基座的安装面上形成气流能通过的空隙。因此，在基座的安装面上线闺也会被冷却，从而可以进一步提高线團的冷却效率。
应用例2
根据应用例1所述的线圏组件，其中，上述线團为环形线團，上述基座以使上述线围的环形方向相对于配设上述线圏组件的基板呈大致平行的方式对上述线團进行支承。
通过使环形线圏的环形面相对于基板大致平行，从而使面向空隙的线圏表面的面积变大。由此，进一步促进利用通过空隙的气流对线團的冷却。
应用例3
根据应用例2所述的线圏组件，其中，上述基座具备与上述基板抵接的板状部，并且使上述支承部件从上述板状部向与上述基板相反一侧伸出。
通过在基座上设置板状部，使向基板安装线圏组件更为容易。应用例4
根据应用例3所述的线團组件，其中，上述板状部，在包含与上述线圏的孔对应的位置的区域具有贯通上述线围侧和上述基板侧的贯通孔。
通过在包含与环形线團的孔对应的位置的区域设置贯通线圏侧和基板侧的贯通孔，容易产生通过板状部的贯通孔和环形线團的孔的气流。由此，可以进一步提高线圏的冷却效率。
另外，这种情况下，更为优选与板状部一样在基板上设置贯通孔。
4通过在基板上设置贯通孔，可以产生从基板的贯通孔通过环形线團的孔的气流，因此，可以进一步提高线圏的冷却效率。
应用例5
根据应用例1~4任一项所述的线圏组件，其中，上述支承部件由热传导性树脂形成。
通过用热传导性高的热传导性树脂形成支承部件，可以在支承部件处对线團中产生的热进行散热。由此，可以进一步提高线團的冷却效率.
另外，本发明可以以各种方式来实现。例如、可以通过以下方式来实现线團组件和线團的安装方法、利用该线圏组件或该安装方法的电源装置、利用该电源装置的放电灯的驱动装置和光源装置、利用该光源装置的图像显示装置等。
图l是具有本发明的笫1实施例所适用的镇流单元的投影器的概略构成图。
图2是表示镇流单元的一例的电路图。图3是表示扼流线圏在第1实施例中的安装状态的说明图。图4是表示在扼流线團和基板之间配置了以往的基座和第1实施例的基座的样子的说明图。
图5是表示扼流线團在第2实施例中的安装状态的说明图。图6是表示基座的第1变形例的说明图。图7是表示基座的第2变形例的说明图。图8是表示基座的第3变形例的说明图。图9是表示基座的第4变形例的说明图。
符号说明如下
100…电源单元；1000…投影器;200…镇流单元;210…降压型变换器；220…逆变器；300…控制部；310…CPU; 320…图像处理部;330...存储器；400…光源灯；410…发光管；412、 414…电极；420…反射镜；500…液晶面板；600…投影透镜；700、 700a、 700b、 700c、 700d、 700e…
5基座；700x…基座;710…圆盘部；720、 720c、 722、 724…销；720b…凸片；730、 730d…引线保持部；732…切口; 740…贯通孔;750…支承部件；Ll、 Llc…扼流线團；810…环形铁心；820…绕线；822…引线；卯0、卯Oa…基板；940…贯通孔；980…热传导薄片;9卯…吸热设备。
具体实施例方式
A.笫1实施例Al.投影器的构成
图1是具有本发明的第1实施例所适用的镇流单元的投影器1000的概略构成图。投影器1000具有电源单元100、镇流单元200、控制部300、光源灯400、液晶面板500、和投影透镜600。
电源单元100由AC100V等商用电源生成供给投影器1000各部的直流电力。电源单元100具有未图示的升压型变换器(boost converter )，以便生成供给镇流单元200的高压直流电力。为了不使开关(斩波处理)产生的高频干扰输出到商用电源，在升压型变换器中设有未图示的功率因数改善(PFC)电路。但是，根据设于电源单元100的商用电源侧的干扰过滤器等的特性，也可以省略PFC电路。另外，由于升压型变换器通过斩波处理来提升电压，所以也被称为升压型斩波。
根据由控制部300供给的开关控制信号，镇流单元200用电源单元100供给的高压直流电力生成用于驱动光源灯400的光源驱动电力。所生成的光源驱动电力从镇流单元200被供给光源灯400。关于基于镇流单元200的光源驱动电力的生成，将在后面进行说明。
控制部300具有CPU310、图像处理部320和存储器330。 CPU310按照存储器330中存储的计算机程序进行各种处理和控制。图像处理部320对从例如与外部连接用连接器(未图示)连接的PC、 DVD播放器、外部存储器等外部给出的图像数据实施图像处理，并将已处理的图像数据供给液晶面板500。控制部300利用由电源单元100生成的控制部驱动电力而动作。
光源灯400是向液晶面板500照射光的放电灯。液晶面板500是透射型液晶面板，其根据从图像处理部320给出的图像数据调制从光源灯400出射的光。投影透镜600将在液晶面板500中被调制的光投影到屏幕(未图示)上。这样，通过将在液晶面板500中被调制的光投影到屏 幕上，就能够在屏幕上显示图像。
A2.镇流单元的构成
图2是表示向光源灯400供给光源驱动电流的镇流单元200的一例 的电路图。第1实施例的镇流单元200由降压型变换器(back converter) 210和逆变器220构成。
降压型变换器210具有开关元件Q1、扼流线團L1、 二极管D1、和 电容Cl。开关元件Ql根据由控制部300供给的开关控制信号来控制 ON/OFF状态。通过控制开关元件Ql的ON状态的负荷比，由电源单 元100 (图1)供给的高压直流电力作为光源驱动电力，经过斩波处理 被降低至适宜的电压。如以上那样经降压的电力被供给逆变器220。另 外，由于降压型变换器通过斩波处理降低电压，所以也被称为降压型斩 波。
逆变器220是由全桥连接的4个开关元件Q21 ~ Q24构成的全桥逆 变器。这些开关元件Q21 ~ Q24也根据由控制部300供给的开关控制信 号控制ON/OFF状态。通过使一对开关元件Q21、 Q24和一对开关元件 Q22、 Q23交互成为ON状态，来对分别与2个桥中间点MP1、 MP2 连接的光源灯400供给矩形波的交流电力以作为光源驱动电力。
光源灯400是使用例如高压水银灯和金属卣化物灯等高压放电灯的 反射型光源灯。光源灯400的发光管410通过耐热胶合剂被固定于反射 镜420中央部。如上所述，发光管410的电极412、 414分别与逆变器 220所具有的2个桥中间点MP1 、 MP2连接。
A3.扼流线團的安装
图3是表示镇流单元200中使用的扼流线围Ll在第1实施例中的 安装状态的说明图。图3 (a)及图3 (b)表示搭载扼流线團Ll的基座 700,图3 (c)及图3(d)表示扼流线闺Ll配设于基板900上的状态。 如图3 (c)及图3 (d)所示，在第1实施例中，作为扼流线圏Ll，使 用在环状的环形铁心810上缠绕了绕线820的环形线團。图3(a)及图 3(c)表示从扼流线團Ll的安装面(上面)看基座700及扼流线图Ll 的状态。图3 (b)及图3(d)表示从侧面看基座700及扼流线圏Ll 的样子.如图3 (a)及图3 (b)所示，基座700具有与环形铁心810的外 径大致相同的圆盘部710、从圆盘部710向上面侧伸出的圆柱状销720、 和从圆盘部710向圆盘部710的外周方向伸出的引线保持部730。在引 线保持部730上以从外周侧朝向中心部的方式设置有切口 732。基座700 例如使用热塑性树脂，可以通过射出成形而一体形成。但是，基座700 并非必须一体形成，也可以分开形成圆盘部710及引线保持部730、和 销720，并通过将销720埋入圆盘部710来形成。另外，也可以适当改 变各个销720的粗度和长度、形状、个数、配置等，并且板状的圆盘部 710的形状也可以改变为矩形等任意形状。
如图3 (c)及图3(d)所示，在第1实施例中，扼流线團Ll以环 形铁心的环形方向(即、磁通方向)与基板卯O平行的方式被搭载于基 座700上。在扼流线團Ll接触销720的状态下，绕线820两端的引线 822被安装于引线保持部730上。由此，扼流线圏Ll被固定在基座700 上，可以抑制振动等导致的位置偏移。另外，通过将扼流线團L1固定 在基座700上，可以使扼流线圏Ll及基座700 (也并称为"线圏组件") 的处理更为容易。
从引线保持部730向下面侧伸出的引线822，穿过设于基板卯O的 通孔(未图示)向基板卯O的下面侧突出。而且，向下面侧突出的引线 822通过软钎焊等与设于基板卯0的配线图(未图示)连接。在第1实 施例中，通过在基座700上设置销720，可以使扼流线團Ll与基板卯0 的距离变得更大。由此，可以抑制向配置于扼流线圏Ll附近的配线图 传播干扰。
图4是表示在扼流线圏Ll和基板卯0之间配置了以往的基座700x 和第1实施例的基座700的状态的说明图。图4 (a)及图4 (b)作为 比较例，表示为了使扼流线團Ll与基板卯O上表面的配线图绝缘而使 用了以往的基座700x的状态。图4 ( c )及图4 ( d )表示使用了第1实 施例的基座700的状态，图4 (a)及图4 (c)表示从扼流线圏Ll的安 装面(上表面)看基座700x、 700及扼流线團Ll的状态。图4 ( b )及 图4 ( d )表示从侧面看基座700x、 700及扼流线圏Ll的状态。
如图4(b)所示，在使用以往的基座700x的情况下，扼流线圏L1 呈接触基座700x的平坦的上表面的状态。因此，不会产生通过扼流线
8團Ll的中心的气流，从而几乎不会基于自然对流对扼流线團Ll进行 冷却。并且，即使为了冷却扼流线團Ll而从侧面供给气流，冷却也只 在扼流线圏Ll的上表面进行，很难提高冷却效率。
与此相对，在第1实施例中，通过在基座700上设置销720而在扼 流线團Ll和圆盘部710之间形成了空隙。由于如上述那样形成了空隙， 如图4 (c)及图4 (d)的箭头所示，产生沿着扼流线團Ll的下面侧从 外周侧向中心并在中心部向上方流动的气流。因此，第l实施例的扼流 线圏Ll可以通过自然对流充分进行冷却。并且，在为了冷却扼流线闺 Ll而从侧面供给气流的情况下，气流沿着扼流线團Ll的上表面和下表 面两个面经过。从而，由于扼流线闺Ll在上表面和下表面两个面上被 冷却，所以与比较例相比可以进一步提高冷却效率。
由此，在第l实施例中，可以通过自然对流充分冷却扼流线團Ll, 因此，扼流线圉Ll在簠体内的配置自由度更高。另外，既使在进行强 制空冷时，由于扼流线圏Ll的冷却效率提高，扼流线團Ll在筐体内 的配置自由度变高，并且可以进一步减少用于供给气流的冷却风扇的流 量。因此，通过使冷却风扇更加小型化而可以使镇流单元200整体小型 化，并且，通过减小用于驱动冷却风扇的电力而可以进一步减小电力消 耗。
另外，绕线820中的焦耳热是使用环形铁心810的扼流线圏Ll的 发热中的主体。因此，扼流线圏Ll的额定电流由绕线820的粗度决定。 根据第1实施例，由于促进了扼流线圏Ll的冷却，如果额定电流相同， 那么可以将扼流线圏Ll的绕线820变得更细。通过使绕线820变细， 可以增加压数而使电感变得更大，并且可以缩小环形铁心810而使扼流 线圏Ll更加小型化。
B.第2实施例
图5是表示扼流线團Ll在第2实施例中的安装状态的说明图。图 5 (a)及图5 (b)表示搭载扼流线團Ll的第2实施例的基座700a，图 5(c)及图5(d)表示扼流线圏Ll配设于基板卯Oa上的状态。
如图5 (a)及图5 (b)所示，第2实施例的基座700a，在中心部 与扼流线圏Ll的孔对应的位置设有贯通孔740，这一点与图3 (a)及图3 (b)所示的第1实施例的基座700不同.并且，如图5 (c)及图5 (d )所示，在第2实施例中，基板卯Oa上设有与基座700a所设置的 贯通孔740对应的贯通孔940。其他方面与第1实施例相同。
在笫2实施例中，通过在基座700a及基板900a上设置贯通孔740、 940，如箭头所示，可以产生从基板900a的下面侧向上面侧流动的气流。 因此，基于自然对流的扼流线團Ll的冷却效率得到进一步提高。并且， 通过在基板卯Oa下方的与贯通孔940对应的位置设置突起等，还可以 使强制空冷时的气流通过贯通孔940从基板卯Oa的下面侧向上面侧引 导。如果这样，可以进一步提高基于强制空冷的扼流线圉Ll的冷却效 率.
另外，在第2实施例中，在与扼流线闺Ll的孔对应的位置设置了 直径大致相同的贯通孔740、 940，但可以将贯通孔740、 940的直径i殳 为更大。 一般，贯通孔740、 940只要在包含与扼流线圏Ll对应的位置 在内的区域使上面侧和下面侧贯通即可。
C.基座的变形例
搭载扼流线團Ll的基座不限于上述各实施例中所示的形式，可以 有各种变形。例如用热传导性树脂形成如基座700或销720那样的支 承扼流线圏Ll的支承部件，从而使在扼流线圏Ll上产生的热传导到 基座700和销720，可以进一步提高冷却效率。另外，如果可以在扼流 线闺L1的基板900、 900a侧的表面、即基座侧的表面上设置能供气流 通过的空隙，那么基座的形状也可以有各种变形。基座的形状也可以为 例如图6~图9所示的变形例。
Cl.基座的变形例
图6是表示基座的第1变形例的说明图。图6 (a)及(b)所示的 第l变形例的基座700b,在圆盘部710上设置了板状的凸片720b来替 换圆柱状的销720，在这方面与第1实施例的基座700不同。其他方面 与图3 (a)及(b)所示的第1实施例的基座700相同。通过使用图6 (a)及(b)中的板状凸片720b,也可以产生沿着凸片720b的方向流 动的气流。并且，在进行强制空冷时，通过使凸片的朝向与用于冷却的 气流的方向配合，可以在扼流线團Ll的下面侧通过气流，从而可以充 分提高扼流线團Ll的冷却效率。另外，在图6所示的第1变形例中，
10基座700b上未设置贯通孔，但也可以与第2实施例相同，在基座700b 的中心部设置贯通孔。
C2.基座的第2变形例
图7是表示基座的第2变形例的说明图。在图7的例子中，使用截 面大致为圆形的扼流线圈Llc。另外，在图7中，省略了扼流线圏Llc 的环形铁心和绕线的图示。如图7(a)所示，在第2变形例中，配合扼 流线圏Llc的形状，根据其位置改变了销720c的形状。这样，通过使 销720c的形状与扼流线團Llc的形状相配合，可以在更准确的位置将 扼流线團Llc固定于基座700c，同时可以更可靠地抑制扼流线團Llc 的位置偏移。图7所示的第2变形例中，也可以与第2实施例一样在基 座700c的中心部设置贯通孔。
C3.基座的第3变形例
图8是表示基座的第3变形例的说明图.图8 (a)及图8 (b)所 示的第3变形例的基座700d的引线保持部730d向上面侧伸出、并省略 了销720，在这些方面与图3 (a)及图3 (b)所示的第1实施例的基 座700不同。在第3变形例中，如图8 (c)及图8(d)所示，扼流线 圏Ll由向上面侧伸出的引线保持部730d支承。在该第3变形例中，与 第1实施例相同，在扼流线圏Ll的下表面形成有能供气流通过的空隙。 因此，与第1实施例一样促进了扼流线團Ll的冷却。另外，在图8所 示的第3变形例中，也可以与第2实施例一样，在基座700d的中心部 设置贯通孔。
另外，在第3变形例中，通过使引线保持部730d向上面侧伸出来 支承扼流线團Ll，但是也可以使用与第1实施例相同的引线保持部730、 并使用与第3变形例的引线保持部730d相同的部件来支承扼流线圏 Ll。例如可以用图8 (a)的双点划线表示的与引线保持部730d—样 的支承部件750来支承扼流线圏Ll。这样，在与引线822的抽出方向 不同的方向来进行支承，在防止对引线822施加弯曲应力方面更加优选。 这种情况下，扼流线團Ll由粘合剂等固定于支承部件750。另外，也 可以同时使用笫3变形例的引线保持部730d和支承部件750。
C4.基座的第4变形例
图9是表示基座的第4变形例的说明图。如图9 (a)所示，第4变形例的基座700e上，分别在靠近2个引线保持部730的位置设有高 度不周的销722、 724.如图9(b)所示，安装于基座700e上的扼流线 圏Ll相对于基座700e的圆盘部710及基板卯0被倾斜地固定。另外， 在本说明书中，所谓的扼流线圏Ll的环形方向相对于基板大致平行， 包括图9所示的扼流线圈Ll被倾斜安装的状态。
在第4变形例中，扼流线圏Ll相对于圆盘部710被倾斜地固定。 这样，如图9(b)的箭头所示，来自图的右方的气流经过环形铁心810 的中心部从下面侧向上面侧排出。因此，可以充分提高强制空冷时的冷 却效率。
另外，在图9的例子中，在靠近引线保持部730的位置设置销722、 724，并从销722、 724的排列方向抽出引线822。但是，使引线822的 抽出方向为与销722、 724的排列方向成为不同的方向，在防止对引线 822施加弯曲应力方面更加优选。
D.安装的变形例
图IO是表示将扼流线圏L1安装到基板卯0上的安装变形例的说明 图.在图IO所示的安装变形例中，扼流线團Ll及基座700(线團组件) 与第1实施例相同。在图10的例子中，扼流线圏Ll的上面侧安装有热 传导薄片980、和被固定于基板卯O的吸热设备9卯。另外，吸热设备 990例如被螺钉(未图示)固定在基板900上。
在图10的例子中，由于在扼流线圏Ll的下面侧形成有空隙，因此， 扼流线團Ll除了借助热传导薄片980及吸热设备9卯进行热传导被冷 却之外，还被流过扼流线圏Ll的下面的气流冷却。因此，可以进一步 促进扼流线圏Ll的冷却。在图10的例子中，在进一步提高冷却效率方 面，如上所述，更为优选用热传导性树脂形成基座700及销720。
进而，如图IO所示，通过适当调整基座700及销720的长度，使 改变扼流线圏Ll到基板卯0的距离(安装高度)的操作变得更加容易。 另外，为了调整安装高度，也可以在基座700和基板卯0之间适当追加 村垫。即^f吏在基座700和基板卯0之间追加村垫，在图10的例子中， 扼流线圏L1也可以利用借助热传导薄片980及吸热设备990的热传导、 和流过扼流线團Ll的下表面的气流，充分冷却.E.其他变形例
另外，该发明并不限于上述实施例和实施方式，在不脱离其宗旨的 范围中，各种方式都可以实施，例如可以有如下的变形。
El.变形例1:
上述各实施例中，将本发明应用于环形线圏，但不限于环形线團， 本发明还可以应用于各种线圏。例如也可以应用于在棒状和E字形铁 心上缠绕绕线的线團。 一般，线圏中的发热以绕线中的焦耳热为主体。 因此，通过将线團搭载于基座上，可以更有效地冷却发热大的绕线，从 而可以使线團的冷却效率更高。
E2.变形例2:
在上述各实施例中，将本发明应用于降压型变换器(图2)的扼流 线围Ll，但本发明可以应用于各种开关型电源装置中使用的线團。本 发明可以应用于升压型变换器使用的扼流线圏、升降压型变换器(back boost converter)中使用的扼流线團、回扫式变换器中使用的回扫变压 器、绝缘型变换器中使用的绝缘变压器等各种开关型电源装置中使用的 线圏。在这样的开关型电源装置中，在电源电流的路径上配置有扼流线 圏或变压器，这些变压器中被通过比较大的电流。通过将上述线圏搭栽 在基座上并促进线圏的冷却，可以实现线圏小型化、电感增大、配置自 由度增大、或用于冷却的电力的节省。进而，本发明可以应用于干扰过 滤器等中使用的共模变压器(common mode transformer)和扼流线團 等发热大的各种线團。
E3.变形例3:
在上述各实施例中，作为投影器1000 (图1)中的光调制单元，使 用了液晶面板500，但作为光调制单元，可以使用DMD ( digital micro mirror device数字微镜装置Texas Instruments德州仪器公司的商标) 等其他任何调制单元。
权利要求
1.一种开关型电源装置，其是使用线圈的开关型电源装置，其特征在于，具有固定安装于上述线圈的基座，上述基座具备支承部件，该支承部件以在上述线圈的相对于上述基座的安装面上形成能供气流通过的空隙的方式支承上述线圈。
2. 根据权利要求l所述的开关型电源装置，其特征在于， 上述线團为环形线圏，上述基座以使上述线圏的环形方向相对于配设上述线團的基板呈 大致平行的方式对上述线團进行支承。
3. 根据权利要求2所述的开关型电源装置，其特征在于， 上述基座具备与上述基板抵接的板状部，并且使上述支承部件从上述板状部向与上述基板相反一侧伸出。
4. 根据权利要求3所述的开关型电源装置，其特征在于， 在上述板状部和上述基板上，且在包含与上述线圏的孔对应的位置的区域，分别设有贯通上述线圏侧和上述基板侧的贯通孔。
5. —种线團组件，其具有线圏、和固定安装于上述线團的基座， 其特征在于，上述基座具备支承部件，该支承部件以在上述线围的相对于上述基 座的安装面上形成能供气流通过的空隙的方式支承上述线圏。
6. 根据权利要求5所述的线圏组件，其特征在于， 上述线團为环形线團，上述基座以使上述线團的环形方向相对于配设上述线團组件的基 板呈大致平行的方式对上述线團进行支承.
7. 根据权利要求6所述的线圏组件，其特征在于， 上述基座具备与上述基板抵接的板状部，并且使上述支承部件从上述板状部向与上述基板相反一侧伸出。
8. 根据权利要求7所述的线團组件，其特征在于， 上述板状部在包含与上述线圏的孔对应的位置的区域，具有贯通上述线圏侧和上述基板侧的贯通孔。
9. 根据权利要求5~8的任意一项所述的线围组件，其特征在于， 上述支承部件由热传导性树脂形成。
全文摘要
本发明为线圈组件及开关型电源装置。本发明提供一种提高线圈的冷却效率的技术。线圈组件具有线圈(L1)、和固定安装于线圈(L1)的基座(700)。该基座(700)具备支承部件(720)，该支承部件(720)以在线圈(L1)向基座(700)的安装面上形成能供气流通过的空隙的方式支承线圈(L1)。
文档编号H01F5/02GK101651003SQ200910165420
公开日2010年2月17日 申请日期2009年8月3日 优先权日2008年8月5日
发明者塩入贤一, 津田昌秀 申请人:精工爱普生株式会社