专利名称：绕制高压变压器线圈的方法
技术领域：
本发明属于高压变压器线圈的绕制方法的技术领域，这种高压变压器尤其是用于为监视器(显示器)或者电视机的阴极射线管的栅极提供高压。
从制造技术的角度来说，这种变压器可以分为两个主要种类，即分室型(chamber-type)变压器和分层型(layered)变压器。这两个种类的变压器均包括一个铁磁性的磁路和围绕此磁路的至少一部分绕制的初级和次级绕组。在分室型变压器中，初级和次级绕组是相互电绝缘的，因为它们分别被容纳于由绝缘隔板隔离的初级和次级容室中。这些容室沿磁路的一个轴线分布。在分层型变压器中，初级和次级绕组是以同心和同轴的层的形式围绕磁路的一部分固定。根据本发明的变压器属于后一种类，即分层型变压器。这种变压器已经广为公知并且在多种出版物中已有描述。本申请人的法国专利FR2726686或者Murata的专利申请GB 2298318-A可以引证作为这些出版物的例子。
图1中示出了一种公知的分层变压器的分解图，下面将对该变压器进行详细描述。
图1中示出的该高压变压器100用于为阴极射线管(未示出)供电。它包括一个第一线圈架1，此线圈架围绕一个由铁磁性材料制成的铁心(未示出)，并且此线圈架承载总体以参考数字2表示的初级和次级绕组。一个由参考数字3表示的第二线圈架承载被称为第三级绕组4的绕组，将这些绕组称为第三级绕组是为了将它们与线圈架1承载的次级绕组区分开。正是这个第二线圈架承载用于为阴极射线管的栅极供电的高压绕组。这两个线圈架1和3彼此同心地处于装配位置，第一线圈架1位于第三级绕组线圈架3内部。这两个线圈架以及铁心的用于围绕安装线圈架1和3的部分被一起容纳于一个壳体5中，此壳体通常是由绝缘塑料材料制成的。这个壳体5包括两个高压输出引线柱，它们分别由参考数字6和7表示，第一输出6用于提供阳极高压，第二输出7用于提供聚焦高压。后者可能通过一个电位(调整)部件8调整，此部件以可拆除的方式安装在绝缘壳体5的敞开面9上。
还将注意到，第二线圈架3承载有二极管10。这些二极管10用于连接组成第三级绕组的绕组的端头，正如下面将结合图2描述的那样。
这个图是电路连接图，它表示图1中以实物形式示出的各绕组连接关系。自然，图2的电路图仅仅是以举例的方式给出的，它有多种也已公知的变化形式。该变压器的初级绕组是由绕组11构成的，绕组11连接在被标示为1和2的接点P之间。当涉及参考数字之外的接点时，标示数字在图2中是被圈画出的。这个初级绕组11跨越在图2中由两根垂直线表示的磁路30耦合至多个次级绕组，这些次级绕组被称为辅助次级绕组和高压次级绕组，因为前者产生辅助电压，后者产生阴极射线管工作时所需的高压。辅助次级绕组在图2中由参考数字12-15表示。连接在接点3、4之间的绕组12用于产生4V(伏)的稳定电压。绕组13、14和15用于分别产生40V、14V的电压和热丝电压，热丝电压用于加热阴极射线管的阴极。实际上，绕组11-15是围绕第一线圈架1定位的，它们一起构成图1中由参考数字2表示的初级和次级绕组。
高压次级绕组为参考数字16-18表示的绕组。第一绕组16的第一端头19通过该变压器的接点7接地。绕组16的第二端头20通过一个二极管10连接至第二绕组17的第一端头21。此绕组17的第二端头22通过第二二极管10连接至第三级绕组4的第三绕组18。为清楚起见，图2的电路图局限于由两个中间二极管10互连的三个绕组，同样在图1中也仅仅表示出三个中间二极管10。但是，本领域的普通技术人员公知的是，这些绕组的数量是更多的，并且第三级绕组通常包括5-7个二极管。例如，在已被引用的GB2298318-A的摘要附图中示出了这些二极管。聚焦电压表示为从第三级绕组的第二绕组17的第一端头21分接出的电压。这些电压在经电位(调整)部件8调整后用于为阴极射线管的栅极G2和那些聚焦电极供电。最后，在初级绕组11的接点1和2之间示出了为这种变压器100的初级绕组供电的电路的一个例子，在此将不对此电路进行描述。另外，还示出了分别设在辅助绕组12和13的接点3、4和6、8之间的负载电路例子。
图3中示出了第三级绕组按照公知方式实际安装在线圈架3上的状态。这个图示意性地示出了线圈架3的轴向截面，以便显示出由这个线圈架承载的绕组。围绕线圈架3缠绕的导线的截面用黑点23表示。导线是以密排(adjoining turns)方式缠绕的。这意味着，在缠绕过程中，每缠绕一匝导线前进的节距等于导线的截面直径。这个节距是按照公知的方式通过对几乎平行于线圈轴线的导线导向装置(wire-guide)的运动进行程序控制得到的。导线导向装置使导线基本上垂直于线圈的轴线。如果需要大量的匝(圈)数，线圈架3的长度必须等于匝数和绕制线圈所用的导线的直径的乘积。这导致线圈架长度与用于将变压器插入电源的装配架不协调。为了满足小尺寸的限制，公知的方法是将多个绕组层相互叠置。每一绕组层通过一个绝缘薄片24与相邻层隔开。一个绕组的每一端头通过一个二级管10连接至续接的绕组的一端，于是每一绕组端头的电压加在一起，从而得到例如阴极射线管的阳极电压所需的30kV量级的高压。在图3中仅仅示出了两个绕组层，这两个绕组层由一个二极管10连接在一起并且通过一个绝缘层24彼此绝缘。然而，很清楚，正如上面已经指出的，这种类型的变压器通常包括6-8层，因此有5-7个二极管10以及同样多的隔离层24。
由于其同心分层装配方式，诸如刚刚描述的这种分层型变压器呈现出良好的电磁性能，尤其是其小的漏电感。各层之间的杂散电容的干扰是很小的。由于这些原因，它们没有在阴极射线管的屏幕上可见的干扰信号。另一方面，由于其缠绕方式和二极管的数量，它们与分室型变压器相比是较为昂贵的。分室型变压器较便宜，因为它们绕制容易，并且可以全自动地进行绕制。其杂散电容是低的。另一方面，由于结构原因，它们具有较大的磁漏，这会在屏幕上表现为可见的被称为“跳动”的干扰。
为了减小尺寸并减少层数。日本专利申请JP 59041811已提出这样一种方案借助于一种导线导向装置进行绕制，而导线导向装置的对应于导线围绕线圈架缠绕一匝的节距小于导线的直径。正如在此专利申请中所描述的，这种绕制方法使得有可能得到一种紧凑的绕组，这种绕组具有较少的二极管数并且允许容易地调整输出接点，这种接点用于输出诸如聚焦电压之类的中间电压。但是，这种方法存在一定的偶然因素，即使象此专利申请中描述的那样采取措施来保持导线导向装置相对于线圈架的轴线的角度和距离也会如此。所采取的措施是采用一种树脂涂敷导线，这种树脂在紫外线的作用下硬化，以防止层叠的绕组的散落。但这种措施不能减轻这种偶然效果，反而增加了成本，使制造工艺复杂化，并且增大了绕组厚度。因为偶然因素依然存在，一个生产线上的变压器不一定是确实彼此相同的，并且也不一定与评价产品用的样品确实相同。
本发明的目的是以可以重复的方式制造分层型的变压器，这种变压器的制造成本低于公知的分层型变压器，并且呈现更好的电磁特性，以致于在屏幕上觉察不到“跳动”干扰。
根据本发明，这个目的是通过以一种控制的方式如此制造(绕组)层实现的，即，对于相同的导线直径和相同的线圈架长度，每一层包括更多的匝数。按这种方式，可以减少层数，并因此减少二极管的数量和各层之间的中间绝缘层的数量。为此，本发明人已经设计出这样一种绕制方法，即，通过在绕制过程中赋予导线导向装置一种局部的从前向后并接着从后向前的摆动式运动来绕制每一层。多个相邻匝以如此方式相互叠置，即，直观地看好象是无序的，但事实上是受控制的，并且本发明人已将其称为“松疏放置”[法语中称为“en vrac range”]。由于多个相邻匝的叠置，每一层的匝数更多了，这就具有了上述的优点。
概括地讲，本发明涉及一种用于制造高压变压器的方法，所述变压器包括导线绕组(绕丝wire winding)、初级绕组和用于产生高压的绕组，这些绕组的每一个均包括两个端头，即第一和第二端头，用于产生高压的绕组是以相互叠置的同心层的方式定位的，每一在前的层均通过一个电绝缘材料层与一个在后的层隔离，一个在后的绕组的一端通过一个二极管连接至一个在前的绕组的一端，在该方法中，用于产生高压的绕组是通过围绕一个轴线旋转一个线圈架制造的，待制造绕组的导线由一个导线导向装置导引，此导线导向装置使导线基本上垂直于线圈架的旋转轴线，此导线导向装置可以在平行于线圈架的旋转轴线的方向上移动，每缠绕一匝此导线导向装置前进的距离等于导线的直径，该方法的特征在于，对于至少一个用于产生高压的绕组而言，导线导向装置具有平行于线圈架的旋转轴线的方向的一种运动，这种运动是局部摆动方式的(locally oscillatory)。
局部摆动方式应理解为是指一种运动，按照这种方式，沿线圈架的轴向从线圈架的一端向另一端前进的导线导向装置，以相对于其从线圈架的一端向另一端前进的方向周期性换向的方式进行这种运动。
下面将借助附图对本发明进行详细描述，附图中的图1-3(已经作了描述)分别表示图1是根据现有技术的一种变压器的主要部件的分解立体图；图2是显示变压器的各绕组的连接关系的电路图3是现有技术的一个线圈架的轴向剖视图，此线圈架承载用于产生高压的绕组并且要装入分层型变压器中。
图4是根据本发明的一个线圈架的轴向剖视图，此线圈架承载用于产生高压的绕组并且要装入所制造的变压器中。
首先应当指出的是，本发明仅涉及用于产生高压的绕组的绕制方法。因此，虽然图1和2表示的是现有技术，但它们也表示了根据本发明的方法制造的变压器的结构和电连接关系。
图4示意性地示出了一个线圈架3的轴向截面，此线圈架承载用于产生高压的绕组。与图3相比，可以看出，本发明引入的新颖性特征涉及绕制绕组的排列结构。相邻匝互相叠置的事实使得有可能获得较大的绕组厚度。下面将清楚地阐述相邻匝的含义。一匝就是指这样一段导线，此段导线的长度实质上等于线圈的周长，导线缠绕在从线圈上。一匝可能与另一匝相邻，因为它在轴向非常靠近另一匝。但是，仅在此第一方向(sence)相邻的两匝可能是由相互分离的导线绕组通过长导线形成的。在本专利申请中，被说成相邻的两匝不仅是指它们彼此隔开一个小的轴向距离，而且是指分离这两匝的端头的导线的距离是小的，例如并且设定小于20倍线圈周长的数量级。这意味着，导线导向装置的换向将被限制为每次换向对应20倍导线直径。由此，图4示出三个子导线层，三个子导线层一起形成一个层，该层通过一个绝缘薄片24与相邻层隔离。正如现有技术中那样，形成一个绕组的导线的一端20通过一个二极管10连接至形成相邻绕组的导线的一端21。但是，对于一个相同长度的线圈而言，由于每一绕组包括更多的匝数，因此层数可以减少，使得可以相应地减少中间绝缘薄片24的数量和二极管10的数量。由此可以获得较低造价的变压器100。本申请人所作的试验已经表明，如此获得的变压器不会在阴极射线管的屏幕上呈现任何眼睛可以觉察到的“跳动”，并且产品是质量均匀的。
权利要求
1.一种用于制造高压变压器(100)的方法，所述变压器包括导线绕组、初级绕组和用于产生高压的绕组(16，17，18)，这些绕组的每一个均包括两个端头，即第一和第二端头，用于产生高压的绕组是以相互叠置的同心层的方式定位的，除了最后一层外，每一在前的层均通过一个电绝缘材料层(24)与一个在后的层隔离，一个在后的绕组的一端通过一个二极管连接至一个在前的绕组的一端，在该方法中，用于产生高压的绕组是通过围绕一个轴线旋转一个线圈架(3)制造的，待制造绕组的导线由一个导线导向装置导引，此导线导向装置使导线基本上垂直于线圈架的旋转轴线，此导线导向装置可以在平行于线圈架的旋转轴线的方向上移动，每缠绕一匝此导线导向装置前进的距离等于导线的直径，该方法的特征在于，对于至少一个用于产生高压的绕组而言，导线导向装置具有平行于线圈架的旋转轴线的方向的一种运动，这种运动是局部摆动方式的(locally oscillatory)，以便相邻匝相互叠置并且所制成的绕组包括多个相互叠置的导线层。
2.安装有根据权利要求1的方法制造的变压器的电视机或监视器。
全文摘要
一种绕制阴极射线管的高压变压器的线圈的方法。根据本发明,通过使导线导向装置在线圈架的轴向作局部摆动式运动绕制第三级绕组,导线导向装置导引导线缠绕至旋转的线圈架上。根据本发明制造的变压器的第三级绕组是这样的:构成绕组的相邻匝相互叠置。结果在相同长度的线圈上可以绕制更多的匝数。因此,本发明的变压器包括设置在第三级绕组的各绕组之间的更少量二极管10和中间绝缘层24。电磁耦合特性保持良好。该方法允许获得良好的产品重复性。
文档编号H01F41/04GK1186312SQ97125548
公开日1998年7月1日 申请日期1997年12月19日 优先权日1996年12月26日
发明者丹尼尔·古迪, 帕斯卡尔·珍妮尔, 塞缪尔·恩格弗 申请人:汤姆森电视器件法国公司