專利名稱:電視機(jī)用的變壓器繞組配置的制作方法
本發(fā)明涉及變壓器線圈的繞制并特別關(guān)系到具有高壓應(yīng)力的變壓器用的繞制技術(shù)。
例如一電視接收機(jī)或一電腦監(jiān)視器的視頻顯示裝置用的高壓變壓器通常包含繞制于一卷線軸或線圈架上的一個(gè)或多個(gè)初級(jí)線圈或次級(jí)線圈。一第二卷線軸圍住初級(jí)繞組卷線軸并接受能產(chǎn)生供一陰極射線管用的高壓或陽(yáng)極電位的三次繞組。
在變壓器操作時(shí)，電壓電位被產(chǎn)生于初級(jí)繞組接線軸上的每一繞組兩端。不同繞組兩端的電壓電位差產(chǎn)生加在這些繞組間的電壓，因而，必需將諸如mylar這樣的絕緣材料放在卷線軸上的繞組層之間。相對(duì)于初級(jí)繞組放置的次級(jí)線圈的個(gè)別線圈可能在繞組之間產(chǎn)生局部化的不希望高的電壓應(yīng)力，特別是當(dāng)次級(jí)線圈具有重載的時(shí)候，例如將高壓變壓器用于一種諧振回程偏向電路的時(shí)候。此外，由次級(jí)線圈對(duì)初級(jí)繞組加上負(fù)載時(shí)會(huì)影響初級(jí)繞組對(duì)三次繞組所加的負(fù)載，此舉可順次影響變壓器的諧波調(diào)諧。變壓器的調(diào)諧可影響高壓電位及高壓電路輸出阻抗。如果不小心地控制繞組的空間關(guān)系，則可能需要額外的變壓器調(diào)諧組件，以求得所期望的變壓器的操作特性。
依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種視頻顯示裝置用的高壓變壓器含有一繞制于線圈架上的三次繞組的三次線圈架。將一可透磁鐵心配置在此三次線圈架內(nèi)。一初級(jí)繞組組合體配置在三次線圈架與鐵心之間并包含一線圈架以及繞制于此線圈架上的一初級(jí)繞組。此初級(jí)繞組占用一預(yù)定繞組區(qū)。至少一個(gè)額外繞組與初級(jí)繞組重疊并含有所均勻分布于預(yù)定繞組區(qū)上面的多個(gè)繞圈。
在附圖中，圖1為視頻顯示裝置的一部份的圖解方塊圖。
圖2為依據(jù)本發(fā)明所制造的變壓器卷線軸及線圈組合件的橫斷面圖。
圖3為依據(jù)本發(fā)明所制造的高電壓變壓器的橫斷面圖。
圖4為諸如用于繞制圖3所示變壓器繞組的金屬線的橫斷面圖。
圖1例示一視頻顯示裝置的一部份，其一未調(diào)節(jié)的直流電壓加在調(diào)節(jié)電路5上，此電路示例性地可為一SCR型式或一種交換型調(diào)節(jié)器，以產(chǎn)生一加至高壓變壓器初級(jí)繞組201一頭的一調(diào)節(jié)B+電壓。初級(jí)繞組201的另一接頭則耦合至一水平偏向電路6，此偏向電路可示例性地為諧振回程式的。高壓變壓器21經(jīng)由高壓或三次繞組23在一接頭U處產(chǎn)生一高壓電位，此高壓加至一陰極射線管(未在圖中表示)的陽(yáng)極接頭。變壓器21示例性地可為產(chǎn)生視頻顯示裝置的若干其他負(fù)載電路(未在圖中表示)用的多電源型式。變壓器次級(jí)繞組202、203及204分別配合電源電路7、8及9，產(chǎn)生其相應(yīng)負(fù)載電路用的合意電位。現(xiàn)將變壓器21的構(gòu)造配合圖2的說(shuō)明更詳細(xì)說(shuō)明于下。
圖2表示一變壓器繞組線圈架或卷線軸10，此卷線軸系由諸如在Noryl或Valox名稱下銷售的塑膠材料所制成。卷線軸或線圈架10包括一基座11及一柱形本體12，變壓器繞組繞制于此本體周圍。卷線軸10亦包含一上部繞組擋塊13及一下部繞組擋塊14，此兩擋塊包含了在繞組區(qū)15內(nèi)的變壓器繞組。基座11含有多個(gè)徑向元件16，這些元件的每一個(gè)均含有標(biāo)示為17a至17h的電氣接頭。卷線軸10的內(nèi)部做成可接納一可透破鐵心(未在圖中表示)。
多個(gè)變壓器繞組20被表示繞制于卷線軸10上。每一繞組含有具有兩個(gè)接頭的多個(gè)金屬線圈，該接頭將繞組耦合到一負(fù)載電路上。一個(gè)接頭耦合到卷線軸上的電氣接頭17a至17h中之一上。為了圖解說(shuō)明以一種套大方式表示包含在卷線軸10上卷繞的每一個(gè)繞組的金屬線圈數(shù)。每一繞組中的實(shí)際圈數(shù)采用傳統(tǒng)式變壓器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)于以決定。變壓器繞線組20的每一繞組以分層方式繞制在卷線軸10上的繞組區(qū)15內(nèi)。每個(gè)繞組各可包含一層或多層金屬線圈數(shù)，但在圖1所示的組合體中，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)每一繞組圖解地只包含一層金屬線圈數(shù)而已。亦可將額外繞組繞制于卷線軸10上。
在圖2中由識(shí)別編號(hào)「1」所標(biāo)示的金屬線圈為初級(jí)繞組201的金屬線圈。在圖2中由識(shí)別編號(hào)「2」、「3」及「4」所標(biāo)示的的金屬線圈則分別為次級(jí)繞組202、203及204的金屬線圈。將繞組201、202、203及204分別經(jīng)由導(dǎo)體201c、202c、203c及204c連接至接頭17f、17c、17b及17a。依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特征，乃系將初級(jí)繞組201與次級(jí)繞組202、203及204均勻地分布于繞組區(qū)25上面，因而使各個(gè)金屬線圈的間隔對(duì)一已知繞組而言實(shí)質(zhì)上固定不變。在圖2中，每一繞組202、203及204均伸展于初級(jí)繞組201的全部橫向(亦即，繞線區(qū)15)上面。這樣就在每一繞組202、203和204與初級(jí)繞組201之間在其整個(gè)長(zhǎng)度上有一種均勻的或固定不變程度的磁性耦合。從而使初級(jí)繞組201被每一繞組202、203及204均勻加上負(fù)載。當(dāng)卷線軸10包含電視接收機(jī)或視頻監(jiān)視器高壓變壓器的一部份時(shí)，如圖3所示者，則次級(jí)繞組對(duì)初級(jí)繞組的均勻負(fù)載會(huì)使初級(jí)繞組201對(duì)三次繞組或高壓繞組23產(chǎn)生均勻負(fù)載，因?yàn)?，次?jí)繞組對(duì)初級(jí)繞組加上負(fù)載的激勵(lì)過(guò)程能反映至三次繞組23。將自初線繞組傳至變壓器三次繞組的每一線圈的網(wǎng)路諧振均保持固定不變，將容許將三次繞組調(diào)諧至一單諧振極性，這種諧振極性示例性可為第九次或更高次的高諧波。
依據(jù)本發(fā)明的另一特征，每一繞組202、203及204均直接重疊前繞組而沒(méi)有在繞組層之間放置任何絕緣材料。圖4表示典型絕緣金屬線35，此種金屬線可用來(lái)繞制任何繞組201、202、203或204。金屬線35包含被一絕緣套或涂層37所包圍的一導(dǎo)電金屬線心36。由于不同繞組的金屬線圈間的高交流電壓應(yīng)力，慎重決定絕緣套37的厚度及其電氣特性需求是很重要的。采用絕緣大于所需的金屬線時(shí)，會(huì)增加變壓器的體積及成本，并可能降低繞組間的耦合。而絕緣太少則會(huì)增加電弧機(jī)會(huì)及變壓器失靈。
對(duì)在一個(gè)分子水平時(shí)的金屬線絕緣的分析產(chǎn)生了有關(guān)電壓應(yīng)力容許極差及絕緣失效時(shí)間的資料。一種材料分子間的耦合能量為材料組合成分及其制造方法的函數(shù)。在分子之間可具有一個(gè)或多個(gè)耦合極性，每一耦合極性含有一單個(gè)份量的耦合能量。金屬線絕緣的分子均以其全部耦合極性耦合，故造成極高阻力。
然而，在交流場(chǎng)改變的每一周期內(nèi)在絕緣體的分子鍵上有應(yīng)力產(chǎn)生。此應(yīng)力則減低每一應(yīng)力循環(huán)中的耦合能量。電壓應(yīng)力愈大，則每一交流循環(huán)中所損失的耦合能量的總量也越大。這有時(shí)可使分子上的耦合鍵產(chǎn)生破裂。此時(shí)分子變成源流，有如在一導(dǎo)體中，能在某種阻力時(shí)使電減連續(xù)通過(guò)。對(duì)變壓器金屬線絕緣的電壓應(yīng)力所產(chǎn)生的接合鍵崩潰的分析產(chǎn)生了下列關(guān)系
式中t 為至失效止以小時(shí)計(jì)的絕緣時(shí)間;K為由金屬線制造商所供給的絕緣特性資料所決定的常數(shù);s為交流電壓波形的函數(shù)，就一具有不平衡工作循環(huán)的波形而言，諸如回程脈沖電壓，此函數(shù)實(shí)質(zhì)上等于一;tf為以Vrms/mil計(jì)的已施加電壓值;T為以Kelvin計(jì)的操作溫度。
采用上述分析時(shí)，可就一已知線規(guī)決定最佳金屬線絕緣特性，諸如確保變壓器可靠操作所需的材料厚度及類型。采用此分析時(shí)，即可繞制變壓器繞組而不用將諸如mylar此類絕卷片放在單個(gè)繞組層之間，同時(shí)保持可靠操作而不用冒變壓器失效的明顯風(fēng)險(xiǎn)。繞組層次間絕緣的省去改善了繞組之間的磁性耦合，從而改善了功率變換及負(fù)載電路輸出阻抗特性。
依據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)特征，一應(yīng)用了上述的纏繞技術(shù)的變壓器21表示在圖3中。變壓器21包含一卷線軸10，此卷線軸上繞有繞組201、202、203及204。圍住卷線軸10的是一個(gè)三次繞組卷線軸22，在此卷線軸上繞有高壓或三次繞組23。一可透磁線心24配置在卷線軸10的內(nèi)部，此鐵心包含上部鐵心段片25和下部鐵心段片26以及一中間鐵心間隔器27。這個(gè)繞組組合體配置在一變壓器殼套30內(nèi)以及用一種環(huán)氧化合物40予以合意地裝在殼套30內(nèi)。將一高壓或陽(yáng)極引線31耦合至三次繞組23的高壓端以及將此高壓電位供至一陰極射線管(未在圖中表示)的陽(yáng)極接頭。
所以，上述變壓器包含了有優(yōu)越性的繞制技術(shù)，其中將初級(jí)繞線軸上的后續(xù)繞組層直接繞制于以前層次上面而沒(méi)有中間絕緣層，從而使得功率變換及輸出阻抗持性達(dá)到最佳。將次級(jí)繞組的繞制圈數(shù)均勻分布于初級(jí)繞組的全部橫向上面，從而容許將變壓器調(diào)諧至一單諧波，例如，第九次諧波這樣的高諧波。所以，這些技術(shù)簡(jiǎn)化了變壓器的調(diào)諧，提供了一可靠組合件，以及有助于減少變壓器的體積及成本。
權(quán)利要求
1.供一視頻顯示裝置用的高壓變壓器，其特征在于包括一變壓器殼套30；配置在殼套內(nèi)部并于其上繞制有一個(gè)三次繞組23的三次線圈架22；配置在三次線圈架22內(nèi)部的可透磁鐵心24；以及配置在三次線圈架22與鐵心24之間的一初級(jí)繞組組合體，此組合體包括一線圈架10；繞制在該線圈架10上的一預(yù)定繞組區(qū)15上面的初級(jí)繞組201；以及繞制于所說(shuō)線圈架10上并與初級(jí)繞組重造的至少一個(gè)額外繞組202，203，此額外繞組202，203包含均勻分布于預(yù)定繞組區(qū)15上面的多個(gè)繞圈2，3。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的高壓變壓器，其特征在于，所說(shuō)的額外繞組202在被激勵(lì)時(shí)，對(duì)一負(fù)載電路7提供電力，此負(fù)載電路7使額外繞組202受到重載，因而，額外繞組202的均勻分布防止了高電壓變壓器21因額外繞組的重載而引起的諧波調(diào)諧的減低。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的高壓變壓器，其特征在于，所說(shuō)額外繞組202直接繞制于初級(jí)繞組201上面，除了在繞組201和202的線上有絕緣層37外，在初級(jí)繞組201與額外繞組202間沒(méi)有中間絕緣層。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1和2的高壓變壓器，其特征在于，所說(shuō)的變壓器21調(diào)諧至一單諧波極性。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4的高壓變壓器，其特征在于，所說(shuō)的單諧波極性為第九次或更高次的高諧波。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1的高壓變壓器，其特征在于，一第二額外繞組204，此第二額外繞組204具有與一額外繞組203的繞圈4交織的多個(gè)繞圈3，此額外繞組203與第二額外繞組204的繞圈3和4均系予以均勻分布而與其他額外繞組無(wú)關(guān)。
7.一變壓器，其特征在于包括一卷線軸10;繞制于卷線軸10上并占有其上的繞組區(qū)15的第一變壓器繞組201;繞制于卷線軸10上并直接重疊于所說(shuō)的第一變壓器繞組201之一第二變壓器繞組202，第二繞組202包括均勻分布于繞組區(qū)15上的多個(gè)繞圈2。
專利摘要
一高電變壓器含有一卷線軸10，在此卷線軸上的是初級(jí)繞組201。除了在線36上有涂層37外，變壓器輔助線圈202，203，204被直接繞制于初級(jí)繞組上面而沒(méi)有中間絕緣層。將輔助線圈202，203，204的線圈2，3，4均勻分布于初級(jí)繞組的全部橫向面上，以改良磁性耦合并簡(jiǎn)化變壓器的調(diào)諧。
文檔編號(hào)H01F38/42GK86101721SQ86101721
公開日1986年9月24日 申請(qǐng)日期1986年3月12日
發(fā)明者勒魯瓦·威廉·尼羅 申請(qǐng)人:美國(guó)無(wú)線電公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan