磁控管驅動升壓變壓器的製作方法
2023-05-26 02:19:31 3
專利名稱：磁控管驅動升壓變壓器的製作方法
技術領域：
本發明涉及在微波爐等中利用磁控管高頻感應加熱，並且特別涉及用於通過開關電源驅動磁控管的升壓變壓器。
背景技術：
圖1為使用作為發明主題的升壓變壓器的磁控管驅動電源(electricsource)的結構圖。在圖1中，來自工業電源11的交變電流通過整流電路13整流為直流電流。該直流電流通過整流電路13輸出側的扼流圈(chokecoil)14和濾波電容器15平整，再送至逆變器16的輸入側。該直流電流通過逆變器16中的半導體開關裝置的ON/OFF動作轉變成期望的高頻(20至40KHz)。逆變器16具有兩組開關裝置，和用於驅動該兩組開關裝置的驅動電路。例如，該開關裝置組中的每一個由多個彼此並聯以實現直流電流的高速切換的大功率MOSFET構成。構成該開關裝置組的該些大功率MOSFET的漏極連接至升壓變壓器18的初級繞組181的相對端。構成這兩個開關裝置組中的一個的這些大功率MOSFET的源極分別連接至構成另一個開關裝置組的那些大功率MOSFET的源極。構成該開關裝置組的這些MOSFET的柵極連接至開關裝置驅動電路。由該些大功率MOSFET構成的開關裝置組由逆變器控制電路161驅動，使得流入升壓變壓器18初級側的電流在高速下切換ON/OFF。
整流電路13初級側的電流由CT 17探測。探測的電流輸入至逆變器控制電路161中，並作為用於控制逆變器16的輸入信號。
來自逆變器16的高頻電壓輸出供給至升壓變壓器18的初級繞組181，使得在升壓變壓器18的次級繞組182中與升壓變壓器18的匝數比成比例地獲取高電壓。在升壓變壓器18的次級側還提供了匝數少的繞組183。繞組183用於加熱磁控管12的燈絲121。升壓變壓器18的次級繞組182設置有用於整流次級線圈182的輸出的電壓倍增半波整流電路19。電壓倍增半波整流電路19具有高壓電容器191和兩個高壓二極體192和193。在正周期中(例如，假定圖1中次級繞組182的上端為正)，電流流入高壓電容器191和高壓二極體192，使得圖1中的高壓電容器的左、右電極被分別充以正電和負電。然後，在負周期中(例如，假定圖1中次級繞組182的下端為負)，電流流入高壓電容器193中，使得倍增後的電壓被施加於陽極122與陰極121之間，該倍增後的電壓為來自先前充電的高壓電容器191的電壓和來自次級繞組182的電壓之和。
儘管在上面已經描述了使用作為本發明主題的升壓變壓器的磁控管驅動電源的一個例子，該驅動電源不限於此。可使用任何包括用於提升高頻的變壓器的驅動電源。
隨著對減小微波爐尺寸的需求，必須減小升壓變壓器的尺寸。因此，此前使用的低頻裝置已經開始被上述的高頻裝置所替代。在低頻下，有助於減小尺寸、飽和度和成本的金屬磁芯(非晶的或矽鋼片)用作變壓器中的磁芯。在高頻下，因為巨大的高頻損失，此類金屬磁芯還未被使用，並且已經開始被鐵氧體磁芯所替代。
圖7示出使用鐵氧體磁芯的升壓變壓器的一個例子。在圖7中，初級繞組71、次級繞組72和加熱器線圈73在彼此相對的U形鐵氧體磁芯74和75的公共軸上彼此平行地設置。在通常用於較大電功率的磁控管驅動電源的情況下，主要是使用電壓諧振的零伏切換法(zero-volt switchingmethod)(此處稱為ZVS法)來減輕施加在大功率半導體器件上的負載。由於升壓變壓器的耦合係數需要選擇在約0.6至約0.85的範圍內，因此設置間隙G，從而通過ZVS法獲得諧振電壓。
然而，在現有技術的使用兩個彼此相對的U形鐵氧體磁芯74和75的升壓變壓器的情況下，在升壓變壓器的初級側流動的峰值電流需要被增加得更大，以便使磁控管的輸出更高。結果，由於鐵氧體磁芯在飽和磁感應強度特性上的欠缺，磁感應強度極易飽和。因此，需要增大鐵氧體磁芯的尺寸，以抑制磁性飽和。這成為需要減小電源尺寸這一主要目的的障礙。
發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種升壓變壓器，其有助於減小電源的尺寸，並且其中儘管高輸出也可以防止磁性飽和。
根據本發明的第一方面，提供一種用於向磁控管提供驅動電壓的磁控管驅動升壓變壓器，其包括一棒狀鐵氧體磁芯；以及初級和次級繞組，它們纏繞在該棒狀鐵氧體磁芯上，其中該磁控管驅動升壓變壓器還包括正方形磁芯，其通過一間隙與棒狀鐵氧體磁芯相對設置，使其從初級和次級繞組的外側朝向棒狀鐵氧體磁芯配裝。
根據本發明的第二方面，提供一種用於向磁控管提供驅動電壓的磁控管驅動升壓變壓器，其包括一棒狀鐵氧體磁芯；以及初級和次級繞組，它們纏繞在該棒狀鐵氧體磁芯上，其中磁控管驅動升壓變壓器還包括正方形形狀的磁芯，其具有一大於該主、次級繞組中的每一個外部尺寸的內徑，以及大於並排疊置的主、次級繞組總尺寸的其他內徑，該正方形磁芯通過一間隙與該棒狀鐵氧體磁芯相對設置，使其從主、次級繞組的外側朝向該棒狀鐵氧體磁芯配裝。
在如本發明的第一或第二方面的根據本發明的升壓變壓器中，高頻損失低的鐵氧體磁芯被用作主磁芯，而通過一間隙與該鐵氧體磁芯相對設置以防止磁性飽和的正方形磁芯被用於磁路。進而，該正方形磁芯易於生產、尺寸小且結實，並具有機械地保護各個繞組的外側的作用。
根據本發明的第三方面，提供一種用於向磁控管提供驅動電壓的磁控管驅動升壓變壓器，其包括一棒狀鐵氧體磁芯；以及主、次級繞組，它們纏繞在該棒狀鐵氧體磁芯上，並且沿該棒狀鐵氧體磁芯的軸向並排疊置，其中該磁控管驅動升壓變壓器還包括一由卷繞多次而成為方環形的長金屬薄片形成的金屬磁芯，該金屬磁芯具有一個大於該初級和次級繞組中的每一個外部尺寸的內徑，以及大於並排疊置的主、次級繞組總尺寸的其他內徑，該金屬磁芯通過一間隙與該棒狀鐵氧體磁芯相對設置，使其從該主、次級繞組的外側朝向該棒狀鐵氧體磁芯配裝。
在上面描述的根據本發明的升壓變壓器中，高頻損失低的鐵氧體磁芯被用作主磁芯，而尺寸小且比鐵氧體磁芯飽和磁感應強度更高的金屬磁芯以通過一間隙與該鐵氧體磁芯相對設置以防止磁性飽和的方式使用。另外，金屬磁芯按這樣一種方式形成，即金屬薄片沿著渦流的流動方向彼此層疊以抑制渦流的流動，從而提供了對抗高頻損失的對策。另外，該金屬磁芯的形狀類似方環形。進而，該金屬磁芯易於生產、尺寸小且結實，並且具有機械地保護各個線圈的外側的作用。
根據本發明的第四和第五方面，提供一種磁控管驅動升壓變壓器，其由該第一至第三方面中的任一個所限定，其中該棒狀鐵氧體磁芯的形狀類似長方體。
根據前述的本發明，形成於該棒狀鐵氧體磁芯與該金屬磁芯之間的間隙具有固定的寬度，使得可以容易地設計耦合係數等。
根據本發明的第六方面，提供一種磁控管驅動升壓變壓器，其由本發明的第四方面限定，其中形狀類似長方體的鐵氧體磁芯在其表面中與該金屬磁芯相對的一部分上具有凸起，該凸起與該金屬磁芯相接觸。
根據前述的本發明，不必在該棒狀鐵氧體磁芯與該金屬磁芯之間提供一個單獨的墊片，並因此可以省去在該升壓變壓器中置入該墊片的人力與時間。進而，可以容易地組裝該升壓變壓器，使得該升壓變壓器的生產成本可以被降低。
根據本發明的第七方面，提供一種用於向磁控管提供驅動電壓的磁控管驅動升壓變壓器，其包括一棒狀鐵氧體磁芯；以及主、次級繞組，它們纏繞在該棒狀鐵氧體磁芯上；其中該磁控管驅動升壓變壓器還包括方環形的磁芯，其具有一個大於該初級和次級繞組中的每一個外部尺寸的內徑，以及大於該棒狀鐵氧體磁芯長度的其他內徑，該棒狀鐵氧體磁芯與該初級和次級繞組一同插入該方環形磁芯中，該方環形磁芯通過該棒狀鐵氧體磁芯的軸向端部與該金屬磁芯之間的間隙與該棒狀鐵氧體磁芯相對地設置。
在上面描述的根據本發明的升壓變壓器中，高頻損失低的鐵氧體磁芯被用作主磁芯，而通過一間隙與該鐵氧體磁芯相對設置以防止磁性飽和的正方形磁芯被用於磁路。進而，該正方形磁芯易於生產、尺寸小且結實，並具有機械地保護各個線圈的外側的作用。
根據本發明的第八方面，提供一種用於向磁控管提供驅動電壓的磁控管驅動升壓變壓器，其包括一棒狀鐵氧體磁芯；以及初級和次級繞組，它們纏繞在該棒狀鐵氧體磁芯上；其中該磁控管驅動升壓變壓器還包括由多個方環形金屬薄片沿其厚度方向的疊層形成的金屬磁芯，該金屬磁芯的形狀類似方環形，其具有一個大於該初級和次級繞組的每一個外尺寸的內徑，以及大於該棒狀鐵氧體磁芯長度的其他內徑，該棒狀鐵氧體磁芯與該初級和次級繞組一同插入該金屬磁芯中，該金屬磁芯通過該棒狀鐵氧體磁芯的軸向端部與該金屬磁芯之間的間隙與該棒狀鐵氧體磁芯相對設置。
在上面描述的根據本發明的升壓變壓器中，高頻損失低的鐵氧體磁芯被用作主磁芯，而尺寸小且不易飽和的金屬磁芯以通過一間隙與該鐵氧體磁芯相對以防止磁性飽和的方式使用。另外，該金屬磁芯按照這樣一種方式形成，即多個金屬薄片沿渦流的流動方向彼此層疊，從而抑制渦流的流動。另外，該金屬磁芯的形狀類似方環形。進而，該金屬磁芯易於生產且結實，並具有機械地保護各個線圈的外側的作用。
根據本發明的第九方面，提供一種磁控管驅動升壓變壓器，由本發明的第七或第八方面所限定，其中該棒狀鐵氧體磁芯為柱形。
根據上述的本發明，當該棒狀鐵氧體磁芯為柱形時，該鐵氧體磁芯具有簡化生產的作用。另外，形成於棒狀鐵氧體磁芯與金屬磁芯之間的間隙具有恆定寬度，使得可以容易地設計耦合係數等。
根據本發明的第十方面，提供一種磁控管驅動升壓變壓器，由本發明的第一至第九方面中的任一項所限定，其中磁阻通過該棒狀鐵氧體磁芯與該磁芯之間的該間隙來改變。
根據上述的本發明，可以容易地將升壓變壓器的耦合係數調節至任何最佳值。
為了解決上述問題，根據本發明的第十一方面，提供一種用於向磁控管提供驅動電壓的磁控管驅動升壓變壓器，其包括一棒狀鐵氧體磁芯；以及初級和次級繞組，它們纏繞在該棒狀鐵氧體磁芯上，其中該磁控管驅動升壓變壓器還包括方環形的氧化鐵粉末樹脂磁芯，其包括以樹脂密封的氧化鐵粉末，該方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯從初級和次級繞組的外側朝向棒狀鐵氧體磁芯安裝，並通過形成於該方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯與該棒狀鐵氧體磁芯之間的間隙與該棒狀鐵氧體磁芯相對設置。
根據本發明的第十二方面，提供一種用於向磁控管提供驅動電壓的磁控管驅動升壓變壓器，其包括一棒狀鐵氧體磁芯；以及初級和次級繞組，它們纏繞在該棒狀鐵氧體磁芯上，並且沿該棒狀鐵氧體磁芯的軸向並排疊置，其中該磁控管驅動升壓變壓器還包括一方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯，其包括以樹脂密封的氧化鐵粉末，該氧化鐵粉末樹脂磁芯的形狀類似矩形環，其具有一個大於該初級和次級繞組的每一個外部尺寸的內徑，以及大於並排疊置的該初級和次級繞組的總尺寸的其他內徑，該氧化鐵粉末樹脂磁芯從初級和次級繞組的外側朝向該棒狀鐵氧體磁芯配裝，並設置為通過形成於該氧化鐵粉末樹脂磁芯與該棒狀鐵氧體磁芯之間的間隙與該棒狀鐵氧體磁芯相對。
在上述的根據本發明的升壓變壓器中，採用了高頻損失低的以樹脂密封的氧化鐵粉末磁芯，與鐵氧體磁芯相比，其可以被製得成本低、尺寸小，並且與鐵氧體磁芯相比，其飽和磁感應強度更高。另外，在該鐵氧體磁芯與該氧化鐵粉末樹脂磁芯之間提供了間隙以防止了磁飽和。進而，該氧化鐵粉末樹脂磁芯易於生產、尺寸小且結實，並且具有保護各個線圈的外側的作用。
根據本發明的第十三方面，提供一種磁控管驅動升壓變壓器，其在本發明的第一或第二方面中限定，其中該棒狀鐵氧體磁芯的形狀類似長方體。
根據上述的本發明，由於形成於該長方體鐵氧體磁芯與該方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯之間的間隙具有恆定寬度，因此易於設計耦合係數等。
根據本發明的第十四方面，提供一種用於向磁控管提供驅動電壓的磁控管驅動升壓變壓器，其包括一棒狀鐵氧體磁芯；以及初級和次級繞組，它們纏繞在該棒狀鐵氧體磁芯上，並且沿該棒狀鐵氧體磁芯的軸向並排疊置，其中該磁控管驅動升壓變壓器還包括方環形的氧化鐵粉末樹脂磁芯，其包括以樹脂密封的氧化鐵粉末，該氧化鐵粉末樹脂磁芯的形狀類似矩形環，其具有一個大於該初級和次級繞組的每一個外部尺寸的內徑，以及大於棒狀鐵氧體磁芯長度的其他內徑，該方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯配裝在該棒狀鐵氧體磁芯上，並且設置成通過形成於該棒狀鐵氧體磁芯的軸向端部與該方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯之間的間隙與該棒狀鐵氧體磁芯相對。
在上述的根據本發明的升壓變壓器中，採用了高頻損失低的以樹脂密封的氧化鐵粉末磁芯，與鐵氧體磁芯相比，其可以被製得成本低、尺寸小，並且與鐵氧體磁芯相比，其飽和磁感應強度更高。另外，在該鐵氧體磁芯的軸向端部與該氧化鐵粉末樹脂磁芯之間提供了間隙以防止了磁飽和。進而，該氧化鐵粉末樹脂磁芯易於生產、尺寸小且結實，並且具有保護各個線圈的外側的作用。
根據本發明的第十五方面，提供一種磁控管驅動升壓變壓器，其在本發明的第十四方面中限定，其中該棒狀鐵氧體磁芯為柱形。
根據上述的本發明，當該棒狀鐵氧體磁芯為柱形時，其具有簡化生產的作用。另外，由於形成於該棒狀鐵氧體磁芯與該金屬磁芯之間的間隙具有恆定寬度，因此易於設計耦合係數等。
根據本發明的第十六方面，提供一種磁控管驅動升壓變壓器，其在第十一至第十五方面的任一個內限定，其中棒狀鐵氧體磁芯由包含以樹脂密封的氧化鐵粉末的棒狀氧化鐵粉末樹脂磁芯所替代。
在上述的根據本發明的升壓變壓器中，當包含以樹脂密封的氧化鐵粉末的棒狀氧化鐵粉末樹脂磁芯被作為磁芯時，該磁芯可由與方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯相同的材料形成。進而，諸如購買原料、生產和管理的各項工作可更加容易。
根據本發明的第十七方面，提供一種磁控管驅動升壓變壓器，其在第十三方面中限定，其中在長方體磁芯表面中與該方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯相對的一部分上形成一凸起，使得該凸起與該方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯相接觸。
根據本發明的第十八方面，提供一種磁控管驅動升壓變壓器，其在第十七方面中限定，其中該棒狀鐵氧體磁芯由包含以樹脂密封的氧化鐵粉末的棒狀氧化鐵粉末樹脂磁芯所替代。
根據上述的本發明，不必在各磁芯之間單獨製備任何墊片，並且可以省略在升壓變壓器中置入該墊片的人力和時間。進而，可以容易地組裝升壓變壓器，使得該升壓變壓器的生產成本可以被降低。
根據本發明的第十九方面，提供一種用於向磁控管提供驅動電壓的磁控管驅動升壓變壓器，其包括一初級繞組；以及一次級繞組，其中該磁控管驅動升壓變壓器還包括兩個U形氧化鐵粉末樹脂磁芯，每一個包含由樹脂密封的氧化鐵粉末，並且這兩個U形氧化鐵粉末樹脂磁芯通過在這兩個U形氧化鐵粉末樹脂磁芯的U形的前端之間形成的間隙彼此相對設置，且兩個U形氧化鐵粉末樹脂磁芯的相應的一字腿部分彼此對接，由此形成磁芯，而初級和次級繞組圍繞該磁芯設置。
根據本發明的第二十方面，提供一種用於向磁控管提供驅動電壓的磁控管驅動升壓變壓器，其包括一初級繞組；以及一次級繞組，其中該磁控管驅動升壓變壓器還包括兩個U形氧化鐵粉末樹脂磁芯，每一個包含由樹脂密封的氧化鐵粉末，且這兩個U形氧化鐵粉末樹脂磁芯通過形成於這兩個U形氧化鐵粉末樹脂磁芯的U形的前端之間的間隙彼此相對設置，且這兩個U形氧化鐵粉末樹脂磁芯的相應一字腿部分彼此對接，由此形成磁芯，而初級和次級繞組圍繞該磁芯纏繞，使它們沿磁芯的軸向並排疊置。
在上述的根據本發明的升壓變壓器中，採用以樹脂密封的氧化鐵粉末的磁芯，其高頻損失低、且與鐵氧體磁芯相比，其可以被生產得成本更低、尺寸更小，並且與鐵氧體磁芯相比，其飽和磁感應強度更高。進而，可以獲得易於生產、尺寸小且結實的升壓變壓器。
圖1為使用作為發明主題的升壓變壓器的磁控管驅動電源的結構圖；圖2A為示出根據本發明第一實施例的升壓變壓器的前視圖；圖2B為示出該升壓變壓器的平面圖；圖2C為示出該升壓變壓器的側視圖；而圖2D為示出該升壓變壓器的透視圖；圖3A和3B為用於說明在本發明中採用的金屬磁芯形成方法的視圖；圖4A為示出根據本發明的第二實施例的升壓變壓器的前視圖；圖4B為示出該升壓變壓器的平面圖；圖4C為示出該升壓變壓器的側視圖；而圖4D為示出該升壓變壓器的透視圖；圖5A為示出根據本發明的第三實施例的升壓變壓器的前視圖；圖5B為示出該升壓變壓器的平面圖；圖5C為示出該升壓變壓器的側視圖；而圖5D為示出該升壓變壓器的透視圖；圖6A為示出根據本發明第四實施例的升壓變壓器的前視圖；圖6B為示出該升壓變壓器的平面圖；圖6C為示出該升壓變壓器的側視圖；而圖6D為示出該升壓變壓器的透視圖；圖7A為示出根據本發明第五實施例的升壓變壓器的前視圖；圖7B為示出該升壓變壓器的平面圖；圖7C為示出該升壓變壓器的側視圖；而圖7D為示出該升壓變壓器的透視圖；圖8A為示出根據本發明第六實施例的第一示例的升壓變壓器的透視圖；圖8B為示出根據第六實施例的第二示例的升壓變壓器的透視圖；圖9A為示出根據本發明第七實施例的升壓變壓器的前視圖；圖9B為示出該升壓變壓器的平面圖；圖9C為示出該升壓變壓器的側視圖；而圖9D為示出該升壓變壓器的透視圖；圖10A為示出根據本發明第八實施例的升壓變壓器的前視圖；圖10B為示出該升壓變壓器的平面圖；圖10C為示出該升壓變壓器的側視圖；而圖10D為示出該升壓變壓器的透視圖；以及圖11為示出使用鐵氧體磁芯的現有技術升壓變壓器的視圖。
在附圖中，附圖標記11表示工業電源；12表示磁控管；122表示陽極；121表示陰極；13表示整流電路；14表示扼流圈；15表示濾波電容器；16表示逆變器；161表示逆變器控制電路；17表示CT；18表示升壓變壓器；181表示初級繞組；182表示次級繞組；183表示燈絲加熱器線圈；19表示電壓倍增半波整流電路；191表示高壓電容器；192、193表示高壓二極體；20表示根據第一實施例的升壓變壓器；21表示初級繞組；22表示次級繞組；23表示加熱器線圈；26表示長方體鐵氧體磁芯；26a表示凸起部分；27表示金屬磁芯；27a表示長金屬薄片；56表示柱形鐵氧體磁芯；57表示金屬磁芯；57a表示方環形金屬薄片；220表示根據第一實施例的升壓變壓器；221表示初級繞組；222表示次級繞組；223表示加熱器線圈；226表示長方體鐵氧體磁芯；227表示方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯；230表示升壓變壓器；236表示柱形鐵氧體磁芯；237表示氧化鐵粉末樹脂磁芯；240、240′表示升壓變壓器；246表示長方體氧化鐵粉末樹脂磁芯；246′表示柱形氧化鐵粉末樹脂磁芯；247、247′表示包含以樹脂密封的氧化鐵粉末的方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯；250表示升壓變壓器；256表示長方體鐵氧體磁芯；256a表示凸起部分；260表示升壓變壓器；264、265表示U形氧化鐵粉末樹脂磁芯；而G表示間隙。
具體實施例方式
下面，將參照圖2A至10D描述根據本發明的升壓變壓器。
第一實施例圖2A為示出根據本發明的第一實施例的升壓變壓器的前視圖。圖2B為示出該升壓變壓器的平面圖。圖2C為示出該升壓變壓器的側視圖。而圖2D為示出該升壓變壓器的透視圖。在圖2A至2D中，根據本發明第一實施例的升壓變壓器20具有初級繞組21、次級繞組22和加熱器線圈23。初級繞組21的繞組截面積大於次級繞組22的繞組截面積。初級繞組21的匝數小於次級繞組22的匝數。由於加熱器線圈23的匝數與次級繞組22的匝數相比極其小，因此加熱器線圈23未在圖2A至2D中示出。由於加熱器線圈23可形成為與升壓變壓器20獨立的一部分，因此加熱器線圈23不必作為升壓變壓器20的主要部分。附圖標記26表示棒狀鐵氧體磁芯。在此實施例中，鐵氧體磁芯26形狀類似長方體。初級繞組21、次級繞組22和加熱器線圈23纏繞在長方體鐵氧體磁芯26上，並且沿該磁芯的軸向並排布置。
附圖標記27表示本發明中採用的金屬磁芯。如圖3A所示，金屬磁芯27按這樣一種方式形成，即非晶的、矽鋼等的長金屬薄片27a卷繞多次(約10次至約40次)而成為方環形，同時薄片27a的各層彼此電絕緣。另外，金屬磁芯27的形狀為方環形，該方環形的一個內部尺寸(圖2C中的金屬磁芯27的左右方向)大於初級繞組21、次級繞組22和加熱器線圈23的每一個外部尺寸，而其另一個內部尺寸(圖2C中的金屬磁芯27的上下方向)大於並排堆疊的三個線圈(初級繞組21、次級繞組22和加熱器線圈23)的總尺寸。
進而，如圖2D所示，將金屬磁芯27從主、次和加熱器線圈21、22和23的外側朝向鐵氧體磁芯26配裝，並且通過由設置於金屬磁芯27與棒狀鐵氧體磁芯26之間墊片(未示出)所限定的間隙G與鐵氧體磁芯26相對地布置。鐵氧體磁芯26與金屬磁芯27之間的間隙選擇為約0.3mm至約0.8mm。
在此結構中，高頻損失低的鐵氧體磁芯被用作主磁芯，而尺寸小且不易飽和的金屬磁芯被設置在初級繞組、次級繞組和加熱器線圈21、22和23的外側，使其通過間隙與鐵氧體磁芯相對，以抑制磁性飽和。進而，同僅具有鐵氧體磁芯的現有技術的升壓變壓器(圖11)相比，這種升壓變壓器20極有助於減小尺寸。也就是說，在現有技術的升壓變壓器中，設置在初級繞組、次級繞組和加熱器線圈21、22和23外側的鐵氧體磁芯部分74a和75a形成為具有與主鐵氧體磁芯部分基本相同的截面積，使得鐵氧體磁芯部分74a和75a從初級繞組、次級繞組和加熱器線圈21、22和23明顯地凸出。相反，在根據本發明第一實施例的升壓變壓器20中，金屬磁芯的截面積可選擇為明顯小於鐵氧體磁芯部分的截面積，使得金屬磁芯不會明顯地從初級繞組、次級繞組和加熱器線圈21、22和23中凸出(見圖2C)。
另外，作為金屬磁芯在高頻下的缺陷的高頻損失可如下地減小。如圖3A所示，金屬磁芯由卷繞10至40次的長金屬薄片27a形成，使得渦流的流動方向被調整至穿過如此多次卷繞的金屬薄片各層的方向。進而，渦流僅可以在一個金屬薄片的截面內流動。另外，一個金屬薄片的截面的電阻很大。由此，渦流幾乎無法在金屬磁芯內流動。於是，當上述結構的金屬磁芯如上地設置時，即使在高頻下也可以僅減小高頻損失。進而，可以獲得兼具鐵氧體磁芯的優點和金屬磁芯的優點的升壓變壓器。
另外，由於升壓變壓器的鐵氧體磁芯形狀類似長方體，鐵氧體磁芯26和金屬磁芯27的各個相對部分彼此平行。進而，形成於鐵氧體磁芯26與金屬磁芯27之間的間隙G具有恆定寬度，使得耦合係數等可以容易地設計。
儘管可以構想到方環形金屬磁芯由U形金屬磁芯替代，但是與U形金屬磁芯相比，方環形金屬磁芯更易於生產，並且由於方環形金屬磁芯部分地包封各個線圈而與外界隔開，因此在機械地保護各個線圈的方面還具有二級效果。
儘管本實施例已經示出了初級繞組21、次級繞組22和加熱器線圈23纏繞在棒狀鐵氧體磁芯上並且沿磁芯的軸向並排堆置的情況，本發明並不限於此，而是可以應用於三個線圈同心設置在該棒狀鐵氧體磁芯上從而第二線圈纏繞在第一線圈上而第三線圈纏繞在第二線圈上的情況。
第二實施例圖4A為示出根據本發明的第二實施例的升壓變壓器的前視圖。圖4B為示出該升壓變壓器的平面圖。圖4C為示出該升壓變壓器的側視圖。而圖4D為示出該升壓變壓器的透視圖。在圖4A至4D中，與圖2A至2D類似，根據本發明的第二實施例的升壓變壓器40具有初級繞組21、次級繞組22和加熱器線圈23。也就是說，初級繞組21的繞組截面積大於次級繞組22的繞組截面積。初級繞組21的匝數小於次級繞組22的匝數。由於加熱器線圈23的匝數與次級繞組22的匝數相比過小，因此加熱器線圈23未在圖4A至4D中示出。附圖標記26表示形狀類似長方體的棒狀鐵氧體磁芯。初級繞組21、次級繞組22和加熱器線圈23纏繞在長方體鐵氧體磁芯26上，並且沿該磁芯的軸向並排布置。附圖標記27表示與圖2A至2D中相同的金屬磁芯。也就是說，如圖3A所示，金屬磁芯27按這樣一種方式形成，即長金屬薄片27a卷繞約10次至約40次而成為方環形。此外，金屬磁芯27的形狀為方環形，該方環形的一個內部尺寸(圖4C中的金屬磁芯27的左右方向)大於初級繞組21、次級繞組22和加熱器線圈23的每一外部尺寸，而其另一內部尺寸(圖4C中的金屬磁芯27的上下方向)大於該並排堆置的三個線圈(即初級繞組21、次級繞組22和加熱器線圈23)的總尺寸。
在根據本發明第二實施例的升壓變壓器中，在長方體鐵氧體磁芯26表面中與金屬磁芯27相對的一部分上形成凸起26a。凸起26a的高度基本與圖2A至2D所示的間隙G相同。由於長方體鐵氧體磁芯26與金屬磁芯27之間的間隙G可以通過凸起26a來確保，因此不再需要使用圖2A至2D中使用的墊片。進而，不必單獨地提供墊片，而且可以省去在升壓變壓器中置入墊片的步驟。進而，可以容易地組裝該升壓變壓器。
凸起26a形成為使得在磁通路通過的方向上的截面積選擇得較小。也就是說，利用微小的磁通量就可造成磁感應強度飽和，並且防止了磁短路的形成。
儘管圖4A至4D示出了在長方體鐵氧體磁芯26的側面的中央部分內形成凸起26a的情況，但本發明還可應用於在長方體鐵氧體磁芯26的側面上、在相對端部分別形成一對凸起26a使得該對凸起26a在兩個點處與金屬磁芯27接觸的情況。在此情況下，組裝的穩定性更佳。
第三實施例圖5A為示出根據本發明的第三實施例的升壓變壓器的前視圖。圖5B為示出該升壓變壓器的平面圖。圖5C為示出該升壓變壓器的側視圖。而圖5D為示出該升壓變壓器的透視圖。在圖5A至5D中，與圖2A至2D類似，根據本發明的第三實施例的升壓變壓器50具有初級繞組21、次級繞組22和加熱器線圈23。也就是說，初級繞組21的繞組截面積大於次級繞組22的繞組截面積。初級繞組21的匝數小於次級繞組22的匝數。由於加熱器線圈23的匝數與次級繞組22的匝數相比過小，因此加熱器線圈23未在圖5A至5D中示出。
在根據本發明的第三實施例的升壓變壓器中使用柱狀鐵氧體磁芯56。初級繞組21、次級繞組22和加熱器線圈23纏繞在柱狀鐵氧體磁芯56上，並且沿該磁芯的軸向並排堆置。
另外，如圖3B所示，升壓變壓器的金屬磁芯57按這樣一種方式形成，即多個方環形金屬薄片57a(10至40個金屬薄片)通過電絕緣粘合劑沿其厚度方向彼此層疊。另外，方環形金屬磁芯57的一個內部尺寸(圖5C中的金屬磁芯57的左右方向)大於初級繞組21、次級繞組22和加熱器線圈23的每一個外部尺寸，而其另一內部尺寸(圖5C中的金屬磁芯57的上下方向)大於柱狀鐵氧體磁芯56的長度。如圖5D所示，金屬磁芯57配裝到柱狀鐵氧體磁芯56中，並通過間隙G相對柱狀鐵氧體磁芯56的軸向端部設置。
在此結構中，高頻損失低的鐵氧體磁芯被用作主磁芯，而尺寸小且不易飽和的金屬磁芯被設置在初級繞組、次級繞組和加熱器線圈21、22和23和鐵氧體磁芯56的外側，使其通過間隙與鐵氧體磁芯相對以抑制磁性飽和。由此，同僅具有鐵氧體磁芯74和75的現有技術的升壓變壓器(圖11)相比，這種升壓變壓器50極有助於減小尺寸。也就是說，在根據本發明的第三實施例的升壓變壓器50中，金屬磁芯的截面積可選擇為明顯小於鐵氧體磁芯部分的截面積，使得金屬磁芯不會明顯地從初級繞組、次級繞組和加熱器線圈21、22和23中凸出(見圖5C)。
另外，作為金屬磁芯57在高頻上的缺陷的高頻損失可如下地減小。如圖3B所示，金屬磁芯57由10至40個長金屬薄片27a層疊形成。渦流的流動方向被調整至穿過由疊置形成的多個金屬薄片層的方向。進而，渦流僅可以在一個金屬薄片的截面內流動。另外，一個金屬薄片的截面的電阻很大。進而，渦流幾乎無法在金屬磁芯內流動。
於是，當上述結構的金屬磁芯57如上地設置時，即使在高頻下也可以僅減小高頻損失。進而，可以獲得兼具鐵氧體磁芯的優點和金屬磁芯的優點的升壓變壓器。
另外，由於升壓變壓器的鐵氧體磁芯為柱狀，柱狀鐵氧體磁芯可以比長方體鐵氧體磁芯更容易製得，並且鐵氧體磁芯56和金屬磁芯57的各個相對部分彼此平行。由此，在鐵氧體磁芯56與金屬磁芯57之間形成間隙G，並且通過磁通量的間隙G具有固定的寬度，使得耦合係數等可以容易地加以設計。
另外，由於方環形金屬磁芯57部分地包封鐵氧體磁芯56以及各個線圈21、22和23而使之與外界隔開，因此方環形金屬磁芯57具有機械地保護鐵氧體磁芯56以及各個線圈21、22和23的作用。
儘管圖3A或3B中所示的金屬磁芯27或57在高頻損失等發麵表現得很好，但不是一定要採用金屬磁芯，而任何高頻損失低的材料都可被採用。例如，在圖2A至2D、圖4A至4D和圖5A至5D中當然可以採用由鐵氧體等形成的方環形磁芯。
第四實施例圖6A為示出根據本發明的第四實施例的升壓變壓器的前視圖。圖6B為示出該升壓變壓器的平面圖。圖6C為示出該升壓變壓器的側視圖。而圖6D為示出該升壓變壓器的透視圖。在圖6A至6D中，根據本發明的第四實施例的升壓變壓器220具有初級繞組221、次級繞組222和加熱器線圈223。初級繞組221的繞組截面積大於次級繞組222的繞組截面積。初級繞組221的匝數小於次級繞組222的匝數。由於加熱器線圈223的匝數與次級繞組22的匝數相比過小，因此加熱器線圈223未在圖6A至6D中示出。由於加熱器線圈223可形成為與升壓變壓器220相獨立的一部分，因此加熱器線圈223不必作為升壓變壓器220的主要部分。附圖記226表示棒狀鐵氧體磁芯。在此實施例中，鐵氧體磁芯226形狀類似長方體。初級繞組221、次級繞組222和加熱器線圈223纏繞在長方體鐵氧體磁芯226上，並且沿該磁芯的軸向並排布置。
附圖標記227表示本發明中採用的並且包括密封在樹脂中的氧化鐵粉末的方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯。氧化鐵粉末樹脂磁芯227的形狀類似矩形環，該矩形環的一個內部尺寸(圖6C中的氧化鐵粉末樹脂磁芯227的左右方向)大於初級繞組221、次級繞組222和加熱器線圈223的每一個外部尺寸，而其另一內部尺寸(圖6C中的氧化鐵粉末樹脂磁芯227的上下方向)大於該並排堆置的三個線圈(初級繞組221、次級繞組222和加熱器線圈223)的總尺寸。
作為此處使用的氧化鐵粉末，優選使用粒度不大於約0.5mm的並且每個都被高度電絕緣膜(氧化膜)塗覆的顆粒粉末。優選使用的數值的示例包括耐熱達到約100℃的溫度的PPS(聚亞苯基硫醚)、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)和PP(聚丙稀)。當佔重量約70％或更多的氧化鐵與這些樹脂中的一種混合時，可以獲得與鐵氧體相比更優的飽和磁感應強度特性和導磁率。
如上所述，在採用粒度不大於0.5mm的顆粒粉末時可獲得在磁導率和飽和磁感應強度方面比鐵氧體更高的磁路。進而，即使是在設備應用於大功率情況下時，也可以實現尺寸的減小。另外，由於採用了每個都塗覆以氧化膜的氧化鐵顆粒粉末，很難形成其中流動著由高頻產生的渦流的閉合迴路。由此，高頻損失可減小至與鐵氧體相同的情況。在此方式下，氧化鐵粉末樹脂磁芯可同時兼具鐵氧體磁芯的優點和純鐵的高飽和磁感應強度的優點。
由此，如圖6D所示，將氧化鐵粉末樹脂磁芯227從初級繞組、次級繞組和加熱器線圈221、222和223的外側朝向鐵氧體磁芯226配裝，並且通過設置於氧化鐵粉末樹脂磁芯227與棒狀鐵氧體磁芯226之間的墊圈限定的間隙G與鐵氧體磁芯226相對地布置。鐵氧體磁芯226與氧化鐵粉末樹脂磁芯227之間的間隙選擇為約0.3mm至約0.8mm。
在此結構中，高頻損失低的鐵氧體磁芯226被用作主磁芯，而尺寸小且不易飽和的氧化鐵粉末樹脂磁芯227被設置在初級繞組、次級繞組和加熱器線圈221、222和223的外側，從而通過間隙G與鐵氧體磁芯226相對以抑制磁性飽和。由此與只有鐵氧體磁芯的現有技術升壓變壓器(圖11)相比，這種升壓變壓器220極大地有助於減小尺寸。也就是說，在根據本發明的第四實施例的升壓變壓器220中，氧化鐵粉末樹脂磁芯的截面積可選擇為明顯小於鐵氧體磁芯部分的截面積，使得氧化鐵粉末樹脂磁芯不會明顯地從初級繞組、次級繞組和加熱器線圈221、222和223凸出(見圖6C)。另外，氧化鐵粉末樹脂磁芯227的高頻損失很低。
此外，由於升壓變壓器的鐵氧體磁芯226形狀類似於長方體，鐵氧體磁芯226和氧化鐵粉末樹脂磁芯227的相應的相對部分彼此平行。由此，在鐵氧體磁芯226和氧化鐵粉末樹脂磁芯227之間的間隙G具有恆定寬度，使得耦合係數等可以容易地加以設計。
另外，由於氧化鐵粉末樹脂磁芯227的形狀類似矩形環，因此易於生產氧化鐵粉末樹脂磁芯227。方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯227還具有機械地保護各個線圈的作用，這是因為方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯227部分地包封初級繞組、次級繞組和加熱器線圈221、222和223而與外部隔開。
儘管本實施例示出了初級繞組221、次級繞組222和加熱器線圈223纏繞在棒狀鐵氧體磁芯上並且沿磁芯的軸向並排堆置的情況，本發明並不限於此，而是可以應用於三個線圈同心設置在該棒狀鐵氧體磁芯上使得第二線圈纏繞在第一線圈上而第三線圈纏繞在第二線圈上的情況。
第五實施例圖7A為示出根據本發明的第五實施例的升壓變壓器的前視圖。圖7B為示出該升壓變壓器的平面圖。圖7C為示出該升壓變壓器的側視圖。而圖7D為示出該升壓變壓器的透視圖。在圖7A至7D中，與圖6A至6D相似，根據本發明的第五實施例的升壓變壓器230具有初級繞組221、次級繞組222和加熱器線圈223。也就是說，初級繞組221的繞組截面積大於次級繞組222的繞組截面積。初級繞組221的匝數小於次級繞組222的匝數。由於加熱器線圈223的匝數與次級繞組22的匝數相比過小，因此加熱器線圈223未在圖7A至7D中示出。
在根據本發明的第五實施例的升壓變壓器中使用柱狀鐵氧體磁芯236。初級繞組221、次級繞組222和加熱器線圈223纏繞在柱狀鐵氧體磁芯236上，並且沿該磁芯的軸向並排堆置。
還使用了形狀類似矩形環的氧化鐵粉末樹脂磁芯237。也就是說，氧化鐵粉末樹脂磁芯237的形狀類似矩形環，該矩形環的一個內部尺寸(圖7C中的氧化鐵粉末樹脂磁芯237的左右方向)大於初級繞組221、次級繞組222和加熱器線圈223的每一個外部尺寸，而其另一個內部尺寸(圖7C中的氧化鐵粉末樹脂磁芯237的上下方向)大於柱狀鐵氧體磁芯236的長度。如圖7D所示，柱狀鐵氧體磁芯236插入氧化鐵粉末樹脂磁芯237的內表面中，使得氧化鐵粉末樹脂磁芯237設置為通過間隙G與圓柱狀鐵氧體磁芯236的軸向端部相對。
在此結構中，高頻損失低的鐵氧體磁芯236被用作主磁芯，而尺寸小且不易飽和的氧化鐵粉末樹脂磁芯237被設置在初級繞組、次級繞組和加熱器線圈221、222和223和鐵氧體磁芯236的外側，使其通過間隙G與鐵氧體磁芯236相對，以抑制磁性飽和。進而，同僅具有鐵氧體磁芯74和75的現有技術的升壓變壓器(圖11)相比，這種升壓變壓器230極有助於減小尺寸。另外，氧化鐵粉末樹脂磁芯227的高頻損失很低。因此，當具有上述結構的氧化鐵粉末樹脂磁芯237被如上地設置時，即使是在高頻下也可以僅減小高頻損失。由此，可以獲得兼具鐵氧體磁芯236的優點和氧化鐵粉末樹脂磁芯237的優點的升壓變壓器。
另外，由於升壓變壓器的鐵氧體磁芯236為柱狀，柱狀鐵氧體磁芯226可以容易地製得。另外，由於鐵氧體磁芯236和氧化鐵粉末樹脂磁芯237的各個相對部分彼此平行，因此形成於鐵氧體磁芯236與氧化鐵粉末樹脂磁芯237之間的間隙G具有恆定的寬度。進而，耦合係數等可以容易地設計。
另外，方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯237還具有機械地保護鐵氧體磁芯236和各個線圈221、222和223的作用，這是因為方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯237部分地包封鐵氧體磁芯236和各個線圈221、222和223而與外部隔開。
第六實施例圖8A和圖8B示出了根據本發明第六實施例的升壓變壓器的示例。圖8A為示出第六實施例的第一示例的透視圖。圖8B為示出第六實施例的第二示例的透視圖。
在圖8A中，根據第六實施例的第一示例的升壓變壓器240具有初級繞組221、次級繞組222和加熱器線圈223。附圖標記247表示包含用樹脂密的氧化鐵粉末的方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯。線圈221、222和223以及方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯247與圖6A至6D中的對應部件等價。也就是說，初級繞組221的繞組截面積大於次級繞組222的繞組截面積。初級繞組221的匝數小於次級繞組222的匝數。加熱器線圈223的匝數比次級繞組22的匝數小得多。氧化鐵粉末樹脂磁芯247的形狀類似矩形環，該矩形環的一個內部尺寸大於初級繞組、次級繞組和加熱器線圈221、222和223的每一個外部尺寸，而其另一個內部尺寸大於該並排堆置的三個線圈(即主、次和加熱器線圈221、222和223)的總尺寸。
附圖標記246表示在第六實施例的第一示例中採用的棒狀氧化鐵粉末樹脂磁芯。該棒狀氧化鐵粉末樹脂磁芯246形狀類似長方體。初級繞組221、次級繞組222和加熱器線圈223纏繞在該長方體氧化鐵粉末樹脂磁芯246上，並且沿該磁芯的軸向並排堆置。方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯247從初級繞組、次級繞組和加熱器線圈221、222和223的外側朝向氧化鐵粉末樹脂磁芯246配裝，並且通過由設置於方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯247與棒狀氧化鐵粉末樹脂磁芯246之間墊片所限定的間隙G與棒狀氧化鐵粉末樹脂磁芯246相對地設置。氧化鐵粉末樹脂磁芯246與氧化鐵粉末樹脂磁芯247之間的間隙選擇為約0.3mm至約0.8mm的範圍內。
在此結構中，高頻損失低、成本和尺寸小且比鐵氧體磁芯更難飽和的氧化鐵粉末樹脂磁芯構成了主磁芯246和輔助磁芯(方環形磁芯)247。進而，同僅具有鐵氧體磁芯的現有技術的升壓變壓器(圖11)相比，升壓變壓器240極有助於減小尺寸。
另外，由於氧化鐵粉末樹脂磁芯246形狀類似長方體，氧化鐵粉末樹脂磁芯246與氧化鐵粉末樹脂磁芯247的各個相對部分彼此平行。進而，形成於氧化鐵粉末樹脂磁芯246與氧化鐵粉末樹脂磁芯247之間的間隙G具有恆定寬度，使得耦合係數等可以容易地設計。
另外，由於氧化鐵粉末樹脂磁芯247的形狀類似矩形環，因此氧化鐵粉末樹脂磁芯247容易製得。氧化鐵粉末樹脂磁芯247還具有機械地保護各個線圈的二次作用，這是因為方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯237部分地包封鐵氧體磁芯236和各個線圈而使之與外部隔開。
在圖8B中，根據第六實施例的第二示例的升壓變壓器240′具有初級繞組221、次級繞組222和加熱器線圈223。附圖標記247′表示包含由樹脂密封的氧化鐵粉末的方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯。線圈221、222和223以及方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯247′與圖7A至7D中的對應部件等價。也就是說，初級繞組221的繞組截面積大於次級繞組222的繞組截面積。附圖標記246′表示在第六實施例的第二示例中採用的柱狀氧化鐵粉末樹脂磁芯。初級繞組221、次級繞組222和加熱器線圈223纏繞在柱狀氧化鐵粉末樹脂磁芯246′上，並且沿該磁芯的軸向並排堆置。初級繞組、次級繞組和加熱器線圈221、222和223以及氧化鐵粉末樹脂磁芯246′由方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯247′所覆蓋，從而包封在方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯247′內。在氧化鐵粉末樹脂磁芯246′與方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯247′之間確保了間隙G。氧化鐵粉末樹脂磁芯246′與247′之間的間隙G選擇為在約0.3mm至約0.8mm的範圍內。
在此結構中，高頻損失低、成本和尺寸小且比鐵氧體磁芯更難飽和的氧化鐵粉末樹脂磁芯構成了主磁芯246′和輔助磁芯(方環形磁芯)247′。進而，同僅具有鐵氧體磁芯的現有技術的升壓變壓器(圖11)相比，升壓變壓器240′極有助於減小尺寸。
另外，由於氧化鐵粉末樹脂磁芯246′與247′的各個相對部分彼此平行，因此形成於氧化鐵粉末樹脂磁芯246′與247′之間的間隙G具有恆定寬度。進而，使得耦合係數等可以容易地設計。
另外，由於氧化鐵粉末樹脂磁芯247′的形狀類似矩形環，因此氧化鐵粉末樹脂磁芯247′容易製得。氧化鐵粉末樹脂磁芯247′還具有機械地保護各個線圈的二次作用，這是因為樹脂磁芯237′部分地包封各個線圈和氧化鐵粉末樹脂磁芯246′而使之與外部隔開。
第七實施例圖9A為示出根據本發明的第七實施例的升壓變壓器的前視圖。圖9B為示出該升壓變壓器的平面圖。圖9C為示出該升壓變壓器的側視圖。而圖9D為示出該升壓變壓器的透視圖。在圖9A至9D中，與圖6A至6D類似，根據本發明的第七實施例的升壓變壓器250具有初級繞組221、次級繞組222和加熱器線圈223。附圖標記256表示形狀類似長方體的鐵氧體磁芯。初級繞組221、次級繞組222和加熱器線圈223纏繞在長方體鐵氧體磁芯256上，並且沿該磁芯的軸向並排堆置。附圖標記227表示與圖6A至6D中相同的氧化鐵粉末樹脂磁芯。也就是說，氧化鐵粉末樹脂磁芯227的形狀類似矩形環，該矩形環的一個內部尺寸(圖9C中的氧化鐵粉末樹脂磁芯227的左右方向)大於初級繞組、次級繞組和加熱器線圈221、222和223的每一個外部尺寸，而其另一個內部尺寸(圖9C中的氧化鐵粉末樹脂磁芯227的上下方向)大於該並排堆置的三個線圈(即初級繞組、次級繞組和加熱器線圈221、222和223)的總尺寸。
根據本發明的第七實施例，在長方體鐵氧體磁芯256表面中與氧化鐵粉末樹脂磁芯227相對的一部分上形成凸起256a。該凸起256a的高度基本與圖6A至6D所示的間隙G相同。由於在長方體鐵氧體磁芯256與氧化鐵粉末樹脂磁芯227之間要確保的間隙G可以通過凸起256a來保證，而不再需要使用圖6A至6D中使用的墊片。由此，不必單獨地設置墊片，而且可以省去在升壓變壓器中置入該墊片的人力和時間。進而，可以容易地組裝該升壓變壓器，並且該升壓變壓器成本可被降低。
凸起256a形成為使得在磁通路通過的方向上的截面積被選擇為較小。也就是說，利用微小的磁通量就可造成磁感應強度飽和，並且防止了磁短路的形成。
儘管圖9A至9D示出了在長方體鐵氧體磁芯256的側面的中央部分形成凸起256a的情況，本發明還可應用於在長方體鐵氧體磁芯256側面上相對的端部分別形成一對凸起，使得該對凸起在兩個點處與金屬磁芯227接觸的情況。在此情況下，組裝的穩定性更佳。
儘管本實施例已經示出於凸起256a應用於圖6A至6D中所示的長方體鐵氧體磁芯226的情況，本發明還可完好地應用於凸起256a於圖8A所示的棒狀氧化鐵粉末樹脂磁芯中採用情況。
第八實施例圖10A為示出根據本發明第八實施例的升壓變壓器的前視圖。圖10B為示出該升壓變壓器的平面圖。圖10C為示出該升壓變壓器的側視圖。而圖10D為示出該升壓變壓器的透視圖。在圖10A至10D中，根據本發明第八實施例的升壓變壓器260具有初級繞組221、次級繞組222和加熱器線圈223，以及U形氧化鐵粉末樹脂磁芯264和265，U形氧化鐵粉末樹脂磁芯264和265中的每一個都包含由樹脂密封的氧化鐵粉末。線圈221、222和223是與圖6A至6D中的對應部件相同的部件。也就是說，初級繞組221的繞組截面積大於次級繞組222的繞組截面積。初級繞組221的匝數小於次級繞組222的匝數。加熱器線圈223的匝數比次級繞組22的匝數小得多。如圖10A至10D中所示，U形氧化鐵粉末樹脂磁芯264和265設置為通過形成於U形氧化鐵粉末樹脂磁芯264與265的U形狀前端之間的間隙G彼此相對。U形氧化鐵粉末樹脂磁芯264和265的各個一字腿部分彼此對接，而形成了一個磁芯，初級繞組、次級繞組和加熱器線圈221、222和223圍繞該磁芯在該磁芯的軸向並排堆置。U形氧化鐵粉末樹脂磁芯264與265之間的間隙G選擇在約0.3mm至約0.8mm的範圍內。
在此結構下，與鐵氧體磁芯相比，由高頻損失低、成本和尺寸小、且不易飽和的氧化鐵粉末樹脂磁芯264和265形成升壓變壓器的全部磁芯部分。由此，與僅具有鐵氧體磁芯的現有技術的升壓變壓器(圖11)相比，升壓變壓器260極有利於尺寸減小。
本發明是基於日本專利申請No.2002-067067和No.2002-067068，其在此引入作為參考。雖然僅本發明特定實施例在此具體描述，但是不言自明，可對它們進行很多改動而不脫離本發明的實質和範圍。
發明優點如上所述，在根據本發明的升壓變壓器中，高頻損失低的鐵氧體磁芯被用作主磁芯，而尺寸小且飽和磁感應強度比鐵氧體磁芯高的金屬磁芯被採用，使得其通過間隙與該鐵氧體磁芯相對，以抑制磁性飽和。另外，金屬磁芯按這樣一種方式形成，即沿渦流的流動方向將金屬薄片彼此層疊，從而防止渦流的流動。另外，金屬磁芯的形狀類似方環形。進而，該金屬磁芯易於生產、尺寸小且堅硬，並且具有保護各個線圈的外側的作用。
另外，由於在長方體鐵氧體磁芯表面中與金屬磁芯相對的一部分上形成凸起，因此就不必單獨製備墊片，並且可以省去在升壓變壓器中置入任何墊片的人力和時間。進而，可容易地組裝該升壓變壓器。
另外，由於形成於棒狀鐵氧體磁芯與金屬磁芯之間的間隙可被適當地選擇，因此可以輕鬆地調整升壓變壓器的耦合係數至最佳值。
另外，在根據本發明的升壓變壓器中，採用了由樹脂密封的氧化鐵粉末的磁芯，其高頻損失低，且可以製得成本和尺寸更小，並且比鐵氧體磁芯的飽和磁感應強度更高。另外，間隙設置成防止磁性飽和。進而，可以獲得容易製造、尺寸小、成本低並且結實的升壓變壓器。
權利要求
1.一種用於向磁控管提供驅動電壓的磁控管驅動升壓變壓器，其包括棒狀鐵氧體磁芯；初級和次級繞組，它們纏繞在所述棒狀鐵氧體磁芯上；以及方環形磁芯，其設置為通過間隙與所述棒狀鐵氧體磁芯相對，使其從所述初級和次級繞組的外側朝向所述棒狀鐵氧體磁芯配裝。
2.如權利要求1所述的磁控管驅動升壓變壓器，其中，所述方環形磁芯具有一個大於所述初級和次級繞組的每一個外尺寸的內徑，以及大於並排堆置的所述初級和次級繞組的總尺寸的其他內徑。
3.如權利要求2所述的磁控管驅動升壓變壓器，其中，所述初級和次級繞組沿所述棒狀鐵氧體磁芯的軸向並排堆置；以及其中所述方環形磁芯由金屬製成，並且由卷繞多次成為方環形的長金屬薄片形成。
4.如權利要求1或2所述的磁控管驅動升壓變壓器，其中，所述棒狀鐵氧體磁芯的形狀類似長方體。
5.如權利要求3所述的磁控管驅動升壓變壓器，其中，所述棒狀鐵氧體磁芯的形狀類似長方體。
6.如權利要求5所述的磁控管驅動升壓變壓器，其中，所述鐵氧體磁芯在其表面與所述金屬磁芯相對的一部分上具有一凸起；以及所述凸起與所述金屬磁芯相接觸。
7.一種用於向磁控管提供驅動電壓的磁控管驅動升壓變壓器，其包括棒狀鐵氧體磁芯；初級和次級繞組，它們纏繞在所述棒狀鐵氧體磁芯上；以及方環形磁芯，其具有一個大於所述初級和次級繞組的每一個外部尺寸的內徑，以及大於所述棒狀鐵氧體磁芯長度的其他內徑，其中，所述棒狀鐵氧體磁芯與所述初級和次級繞組一同插入所述方環形磁芯中，以及所述方環形磁芯通過所述棒狀鐵氧體磁芯的軸向端部與所述金屬磁芯之間的間隙與所述棒狀鐵氧體磁芯相對地布置。
8.如權利要求7所述的磁控管驅動升壓變壓器，其中，所述方環形磁芯由金屬製成，並且由多個方環形金屬薄片沿其厚度方向的疊層形成。
9.如權利要求7或8所述的磁控管驅動升壓變壓器，其中，所述棒狀鐵氧體磁芯為柱狀。
10.如權利要求1至9中任一項所述的磁控管驅動升壓變壓器，其中，磁阻通過所述棒狀鐵氧體磁芯與所述磁芯之間的所述間隙來改變。
11.一種用於向磁控管提供驅動電壓的磁控管驅動升壓變壓器，其包括棒狀鐵氧體磁芯；初級和次級繞組，它們纏繞在所述棒狀鐵氧體磁芯上；以及方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯，包括以樹脂密封的氧化鐵粉末；其中，所述方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯從所述初級和次級繞組的外側朝向所述棒狀鐵氧體磁芯配裝，並且設置為通過形成於所述方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯與所述棒狀鐵氧體磁芯之間的間隙與所述棒狀鐵氧體磁芯相對。
12.如權利要求11所述的磁控管驅動升壓變壓器，其中，所述初級和次級繞組沿所述棒狀鐵氧體磁芯的軸向並排堆置；以及所述方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯具有一個大於所述初級和次級繞組的每一個外部尺寸的內徑，以及大於並排堆置的所述初級和次級繞組的總尺寸的其他內徑。
13.如權利要求11或12所述的磁控管驅動升壓變壓器，其中，所述棒狀鐵氧體磁芯的形狀類似長方體。
14.一種用於向磁控管提供驅動電壓的磁控管驅動升壓變壓器，其包括棒狀鐵氧體磁芯；初級和次級繞組，它們纏繞在所述棒狀鐵氧體磁芯上，並且沿所述棒狀鐵氧體磁芯的軸向並排堆置；以及方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯，其包括以樹脂密封的氧化鐵粉末；其中，所述氧化鐵粉末樹脂磁芯具有一個大於所述初級和次級繞組的每一個外部尺寸的內徑，以及大於所述棒狀鐵氧體磁芯長度的其他內徑，配裝到所述棒狀鐵氧體磁芯上，並設置為通過形成於所述棒狀鐵氧體磁芯的軸向端部與所述矩形環氧化鐵粉末樹脂磁芯之間的間隙與所述棒狀鐵氧體磁芯相對。
15.如權利要求14所述的磁控管驅動升壓變壓器，其中所述棒狀鐵氧體磁芯為柱狀。
16.如權利要求11至15中任一項所述的磁控管驅動升壓變壓器，其中，所述棒狀鐵氧體磁芯由包含以樹脂密封的氧化鐵粉末的棒狀氧化鐵粉末樹脂磁芯所替代。
17.如權利要求13所述的磁控管驅動升壓變壓器，其中，在所述長方體磁芯表面的與所述方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯相對的一部分上形成一凸起，使所述凸起與所述方環形氧化鐵粉末樹脂磁芯相接觸。
18.如權利要求17所述的磁控管驅動升壓變壓器，其中，所述棒狀鐵氧體磁芯由包含以樹脂密封的氧化鐵粉末的棒狀氧化鐵粉末樹脂磁芯所替代。
19.一種用於向磁控管提供驅動電壓的磁控管驅動升壓變壓器，其包括初級繞組；次級繞組；以及兩個U形氧化鐵粉末樹脂磁芯，每一個包含由樹脂密封的氧化鐵粉末，並且所述兩個U形氧化鐵粉末樹脂磁芯通過形成於所述兩個U形氧化鐵粉末樹脂磁芯的U形的前端之間的間隙彼此相對設置；其中，磁芯由彼此對接的所述兩個U形氧化鐵粉末樹脂磁芯的相應的一字腿部分形成，並且該磁芯設置有所述初級和次級繞組。
20.一種用於向磁控管提供驅動電壓的磁控管驅動升壓變壓器，其包括初級繞組；次級繞組；以及兩個U形氧化鐵粉末樹脂磁芯，每一個包含由樹脂密封的氧化鐵粉末，並且所述兩個U形氧化鐵粉末樹脂磁芯通過形成於所述兩個U形氧化鐵粉末樹脂磁芯的U形的前端之間的間隙彼此相對設置；其中，磁芯由彼此對接的兩個U形氧化鐵粉末樹脂磁芯的相應的一字腿部分形成，並且該磁芯設置有所述初級繞組和次級繞組，使得後者沿所述磁芯的軸向並排堆置。
全文摘要
本發明公開了一種用於微波爐的升壓變壓器，其高頻損失低、不易飽和、尺寸小且易於生產。該升壓變壓器包括一棒狀鐵氧體磁芯；以及，初級繞組、次級繞組和加熱器線圈，它們纏繞在該棒狀鐵氧體磁芯上，並且沿該棒狀鐵氧體磁芯的軸向並排疊置。其還包括由長金屬薄片卷繞多次成為方環形而形成的金屬磁芯，該方環形具有一大於該初級繞組、次級繞組和加熱器線圈中的每一個外尺寸的內徑，以及大於並排疊置的該三個線圈的總尺寸的另一內徑，該金屬磁芯設置為通過間隙與所述棒狀鐵氧體磁芯相對，使其從初級繞組、次級繞組和加熱器線圈的外側朝向所述棒狀鐵氧體磁芯配裝。
文檔編號H01F3/00GK1533681SQ0380001
公開日2004年9月29日 申請日期2003年1月15日 優先權日2002年3月12日
發明者三原誠, 安井健治, 北泉武, 治 申請人:松下電器產業株式會社