CN1199207C - 磁控管驱动升压变压器和磁控管驱动电源的变压器 - Google Patents

Abstract

将初级绕组1和次级绕组2同心式层叠，并带有形成主磁路13的磁体，调节设置在初级绕组1和次级绕组2之间的次磁路14的磁阻，由此能够提供具有任何耦合系数的同心多层绕组变压器。

Description

磁控管驱动升压变压器和磁控管驱动电源的变压器

技术领域

本发明涉及一种使用磁控管进行电介质加热的高频加热器(诸如微波炉)，尤其是使用开关电源驱动磁控管的升压变压器的配置，本发明尤其涉及一种包含用于将大功率从市电转换为高频、高压电源来驱动磁控管的变换器的变压器。

另外，本发明涉及一种使用磁控管进行电介质加热的高频加热器(诸如微波炉)的磁控管驱动升压变压器单元，尤其是变压器结构，用于加强用于加热磁控管灯丝的加热器电流的稳定性，和防止电源的短路行为。

背景技术

至今，作为这种类型的使用开关电源的磁控管驱动升压变压器，由于以下的原因，已经使用了图22所示的升压变压器，它包含初级绕组1、次级绕组2、和平行放置在作为U形磁体4和5的相同轴上的加热器绕组3。

对于经常处理大功率的磁控管驱动电源，对以电压谐振为基础的零电压切换技术(ZVS技术)的使用是主流，使功率半导体器件的负载减轻；在这种ZVS技术中，需要将升压变压器的耦合系数设置在大约0.6到0.85的范围内，以提供谐振电压。因此，难以使用同心的多层绕组的变压器(耦合系数是0.9或更大，因为绕组之间的耦合强)。

但是，在现有技术中的上述结构中，对产生更高磁控管的输出的尝试容易陷入这种情况，即流入升压变压器的初级侧的峰值电流更加增加，由此和升压变压器一起使用的磁体容易饱和。为了解决这一个问题，必须扩大磁体，即变压器，这在使电源小型化时引起阻碍。

图23是现有技术中升压变压器的外视图。在该附图中，标号201表示由树脂制成的线圈骨架，其中，初级绕组202、次级绕组203、用于防止初级和次级绕组短路的短路绕组204，和用于提供功率加热磁控管的阴极的加热器绕组205绕在该线圈骨架上。线圈骨架201卷绕着次级绕组203的部分由分隔物206分为四个绕组凹糟。首先，次级绕组卷绕在第一绕组凹糟上，在完成预定量的绕组时，将剩余绕组卷绕在第二绕组凹槽上。在完成预定量的绕组之后，将剩余绕组卷绕在第三绕组凹糟上。然后，将剩余绕组卷绕在第四绕组凹槽上，从而完成次级绕组的分隔绕组。由此，如果在各个绕组凹槽中没有完成排列好的绕组，并且有部分的绕组是杂乱的，则次级绕组卷绕的分隔凹槽通过树脂绝缘，由此排除了在次级绕组部分之间产生电击穿的危险。由于次级绕组构成了绕组分隔，由次级绕组上的铜耗产生的热散布到绕组凹槽中，并被辐射，从而能够提供极好的辐射特性，即提供了抑制温度上升的优点。标号207表示由铁氧体等制成的磁芯。磁芯207提供磁路，用于将由初级绕组202的电流产生的磁能传输到次级绕组203。涂上用于使磁芯207与绕组绝缘的树脂磁芯涂层208。现在已对现有技术中的升压变压器进行了描述。

但是，这种升压变压器包含平行放置的初级和次级绕组，由此可以使用初级绕组202的绕组宽度加宽而扩大于冷却的暴露的面积扩大，或依次级绕组20额度绕组宽度加宽，或增加次级绕组203的分隔数，而扩大用于提供良好的热辐射性能的暴露面积的方法，从而提供了良好的辐射特性和温度性能。

对于由微波炉等使用升压变压器，增加输出是快速加热的不可缺少的因素，为了增加输出，通过变压器传递的能量也增长，并且为了避免绝缘性能的恶化，需要抑制温度的升高。由此，为了提供良好的热辐射性能以降低温度，必须使变压器更宽，并且增大尺寸，这是一个问题。

另外，迄今为止，对于这种类型的变换器供电单元(用于驱动磁控管的高压电源)，第Hei5-121159号日本未审查专利公告中揭示了单端型单片电路电压谐振变压器。这种变换器供电单元将由变换器转换为高频的功率通过升压变压器转换为高压，并通过倍压整流电路产生适合于驱动磁控管的DC直流高压。根据这种结构，能够通过由变换器使功率转换为高频，并在单个电路板上形成电路而使升压变压器小型化，从而能够提供小型和轻巧的磁控管驱动电源(变换器电源)。

在现有技术的上述结构中，对产生更高的磁控管输出的尝试容易陷入这种情况，即流入升压变压器的初级侧的峰值电流更加增加，由此与升压变压器一起使用的磁体容易饱和。为了解决这个问题，必须使磁体(即变压器)增大，这使电源的小型化进程受阻。

另外还有，迄今为止，对于用于将市电转换为高频的变换器供电单元(用于驱动磁控管的高压电源)，在第Hei-5-121159号日本未审查专利公告中揭示了一种单端型单片电路电压谐振变换器。这种变换器供电单元将由变换器转换为高频的功率通过升压变压器转换为高压，并通过使用多倍压整流器电路和整流器电路，产生适合于驱动磁控管的DC高压，由此能够通过由变换器将功率转换为高频，并在单个电路板上形成电路，使升压变压器小型化，从而能够提供小型和轻巧的磁控管驱动电源(变换器电源)。

图24是现有技术中的磁控管驱动升压变压器的升压变压器408的侧视图。在该图中，标号401表示由树脂制成的线圈骨架，初级绕组402、次级绕组403、用于提供加热磁控管阴极的功率的加热器绕组404卷绕该线圈骨架。标号405表示由铁氧体等磁体制成的磁芯。磁芯407提供磁路的功能，用于将由初级绕组402的电流产生的磁能传输给次级绕组403。绕组绑在引线插头406上，并浸焊。升压变压器408具有上述结构。将引线插头406插入印刷电路板407中制成的孔，并浸焊。

另一方面，图25是磁控管驱动升压变压器单元的电路图的一个例子，它是典型的单片电路电压谐振型变换器，通常与电磁蒸煮机、电饭堡等使用(包括微波炉)。

全波整流器电路410将市电409转换为单项电源。由扼流圈416和平滑电容器417构成的整流滤波器413使电流平滑，并阻碍了泄漏和噪声的进入。从升压变压器408的初级侧看的自感应和谐振电容器414构成谐振电路。标号415表示由IGBT(绝缘栅双极型晶体管)和FWD(正二极管)构成的开关元件。这些部分构成切换电流的变换器部分416，整流滤波器413的DC电源由开关元件415快速切换，并转换为高频电源。将高频功率通过升压变压器408转换为高频高压功率，并再由半波倍压电路420(由高压二极管417和418，以及高压电容器419构成)转换为DC高压，驱动磁控管421，以产生微波能量。

另一方面，将功率从加热器绕组401提供给磁控管421的灯丝，使温度升高，由此促进电子的激活。控制电路422控制变换器部分416，并且通过控制开关元件415控制从磁控管421产生的微波能量的量。为了阻止高频噪声从磁控管421泄流，为接到灯丝的电源线设置扼流圈423。在这种类似于单端型单片电路电压谐振的变换器系统中，一般控制电路422改变开关元件415的导通时间，来控制提供给磁控管421的控制电源。

根据控制技术，给予食物的能量可以按照理想地改变，并且能够提供用于控制线性加热食物的功率的方式。这是无法通过传统烙铁型变压器提供的特点；这时，变换器的工作频率改变。当功率降低时，磁控管电流流过时间缩短，并且次级绕组的电压和初级绕组的电压相比显著地降低。由此，如果加热器绕组与初级绕组的耦合尽可能地比与次级绕组的耦合强，则在功率控制时间内流入磁控管421的阴极的电流变化较小。如在图24中的变换器中，在初级绕组402和次级绕组403之间设置加热器绕组404。磁控管的阳极-阴极电压ebm和灯丝电流If的时间变化成为图27所示的情况，并且If由功率控制改变相对较小。

如果趋向于随着较低的输出而更降低，但是对于振荡模式时有利的，并且可使输出到低功率的高频输出变窄，所述较低的输出是因为在下降时间的更高的频率和次级绕组的耦合所引起的扼流圈423的电感分量而引起的功率传输衰减。

另一方面，考虑到安全的观点，用于在次级电路中产生最高电压的加热器绕组404接近于初级绕组402，而这种结构从电源的短路观点看非常危险。尤其的，次级侧是高压，并且由此，在微波炉的电路(其中外壳(cabinet chassis)在次级侧的地电位)中，如果外壳不接地，则当电源发射短路时，外壳在大约4kV到7kV的高压上浮动，这种结构对于使用者非常危险。

将重点放在安全的观点，如图26所示的结构是可能的，其中，将危险的加热器绕组放置在初级绕组402的相对侧。在这种情况下，几乎可以回避电源的短路的危险，并且这种结构是安全的。

但是，见图27中的灯丝电流If的时间变化，If的值根据功率控制而趋向于极低，从磁控管振荡模式的观点看，这非常不利。

由此，在安全和性能之间要折衷选择。

更进一步地，迄今，在这种使用开关电源的磁控管驱动升压变压器中，已经把初级绕组501、次级绕组502，以及加热器绕组503卷绕在一个线圈骨架504上，并已经平行放置在作为U形磁性材料505和506的同一个轴上，如图28所示。已经把初级绕组线端507已经被放置在邻近初线圈骨架504的级绕组501的线圈骨架凸缘部分508中，而处于高电位的次级绕组线端509和加热器绕组线端510放置在邻近线圈骨架504的加热器绕组503的线圈骨架凸缘部分511中(这是考虑到初级绕组501和初级绕组线端507的绝缘结构，如图29所示)。在印刷了高压电路、磁控管加热器和开关短电路布线的印刷电路板512中已经制造了用于插入初级绕组线端507、次级绕组线端509和加热器绕组线端510的插孔513，用于固定升压变压器；在插入线端之后，已经实现了焊接固定和印刷布线。

现有技术中的上述磁控管驱动升压变压器具有这样的优点，即可以有多于一个的绕组卷绕在一个线圈骨架上；但是，在将升压变压器焊接、固定和布线在印刷电路板上的情况下，它包括下面的问题：在印刷电路板的正反面的容限内，连接印刷布线到连接市电的开关电路的初级绕组与印刷布线到在高电位处的高压电路和磁控管加热器的次级绕组线端和加热器绕组线端。如果由于沿海区域的盐空气，灰尘沉积在印刷电路板上，或者印刷电路板上有露水凝聚(dew condensation)，有可能由于容限放电，从高电位的次级绕组线端或加热器绕组线端到初级绕组线端高压短路。

为了防止事故发生，如图30所示，在印刷电路板514的铜箔印刷面上把和外壳接地线具有系统的电位的铜箔部分515印刷在初级绕组线端507和次级绕组线端509和加热器绕组线端510之间，并且将来自高电位的次级绕组线端509或加热器绕组线端510的电荷引到铜箔部分515，并连接到外壳接地线，用于防止高压短路到初级绕组线端507。将导电金属部分516放置在初级绕组线端507和次级绕组线端509，和加热器绕组线端510之间(在印刷电路板514的安装测部分上)，并且印刷布线该金属部分516，以便和外壳接地线电位相同，由此，来自高电位的次级绕组线端509或加热器绕组线端510的电荷引到金属部分516，并连接到外壳接地线，用于防止高压短路到初级绕组线端507。如果由于这种结构无法防止导电金属部分，则使印刷电路板517形成有切口518，以以提供如图31所示的初级绕组线端507和次级绕组线端509以及加热器绕组线端510之间的边缘距离，由此难以在有切口518的地方出现从高电位的次级绕组线端509或加热器绕组线端510到初级绕组线端507的容限放电。

但是，为了因此而通过在印刷电路板安装测部分上容限放电而防止高压从高电位的次级绕组线端或加热器绕组线端短路到初级绕组线端，需要在磁控管驱动升压变压器的初级绕组线端和次级绕组线端和加热器绕组线端之间放置金属部分，或者需要形成有切口的印刷电路板。为了放置金属部分，必须在金属部分和绕组之间提供绝缘，由此使磁控管驱动升压变压器高度方向变大，这是一个问题。为了形成切口，用于放置初级绕组线端、次级绕组线端和加热器绕组线端的线圈骨架凸缘之间的距离，即磁控管驱动升压变压器线圈骨架的绕组宽度方向变大，并且由于印刷电路板形成有切口，故由于摔打和振动引起的印刷电路板破裂的危险增加，这也是一个问题。

发明内容

在本发明中，为了解决这一问题，将初级绕组和次级绕组相对于形成主磁路的磁体同心式分层卷绕，并且将形成次磁路的磁体放置在初级绕组和次级绕组之间，由此产生漏磁通。

根据本发明，设置在初级绕组和次级绕组之间的次磁路使得可以控制初级绕组和次级绕组之间的漏磁的量，并且可以在同心分层绕组变压器中提供任何理想的耦合系数。

在绕组之间有强耦合的同心式多层绕组变压器具有这样的特点，它使磁体即使在大电流情况下也难以饱和，因此，即使对于更高的输出，仍然能够有效地使升压变压器最小化。

根据本发明中第1、2或3方面，在有次磁路的情况下可随心所欲调节耦合系数，同心式多层绕组变压器能够提供采用AVS技术的磁控管驱动升压变压器，并可以得到小型化了的电源，该电源能够防止磁体由于更高输出而饱和。

根据本发明的第4、5或6方面，可以调节漏磁通量来提供任何理想耦合系数。

因此，本发明的一个目的是提供一种变压器，它具有同心式的初级绕组和次级绕组，其中初级绕组设置在外面，次级绕组设置在里面，并且在初级绕组和次级绕组之间具有预定的间隔。

根据本发明的第7、8或9方面，可以将次级绕组设置在初级绕组线圈骨架内侧，从而大大减小了空间系数。另外，将空气层设置在初级绕组和次级绕组之间，用于增强初级绕组和次级绕组的绝缘，从而几乎不会发生电源短路的不安全模式，因此整个初级绕组(其中几十安培的大电流流入该初级绕组，并产生大的热量)暴露于外面的空气中，由此大大改进了冷却性能，从而可以使用小型升压变压器产生微波炉的大输出。

在本发明中，为了解决这个问题，磁控管驱动升压变压器包含：初级绕组，设置在初级绕组中，并与初级绕组之间有预定间隙的次级绕组，用于在初级绕组和次级绕组之间产生漏磁通的次磁路，其中次磁路包含一端设置在初级绕组和次级绕组外面，相对一端设置在初级绕组和次级绕组之间的E形磁体。

根据本发明的第10方面，提供了一种磁控管驱动升压变压器，它包括初级绕组、设置在初级绕组内并与初级绕组之间有预定间隙的次级绕组，用于在初级绕组和次级绕组之间产生漏磁通的次磁路；其中次磁路包含E形磁体，其一端设置在初级绕组和次级绕组外面，其相对的另一端设置在次级绕组和次级绕组之间，由此可以大大减小空间系数。另外，空气层设置在初级绕组和次级绕组之间，用于加强初级绕组和次级绕组之间的绝缘，从而难以发生电源短路的不安全模式，并且初级绕组(有几十安培大电流流入该初级绕组，并产生大热量)暴露到外面的空气中，由此大大改进了冷却性能，并可以使用小型升压变压器产生微波炉大输出。

设置在初级绕组和次级绕组之间的次磁路使得可以随心所欲调节耦合系数，同心使多层绕组变压器能够提供使用电压谐振技术的磁控管驱动升压变压器，并能够得到小型化了的电源，该电源能够防止磁体由于更高的输出而饱和。

在本发明第11方面中，如此确定E性磁体厚度和分析，从而通过调节次磁路的磁力，将耦合系数设置为0.7到0.9。由此，如果检查E形磁体的厚度，可以设置磁力不饱和的稳定区域，并且如果调节E形磁体，则可以将耦合系数调节到0.7到0.9。因此，相对于E形磁体的厚度确定外部线圈骨架最佳尺寸的孔，因而能够提供小型化的升压变压器。

在本发明的第12方面，将设置在次磁路的分析中的间隔与外部线圈骨架整体模制，因此避免了将小间隔深入安置到用于插入E形磁体相对一端的孔内的困难。，并从孔两侧插入E形磁体，因此E形磁体相对线端不直接相互接触，并且将树脂分隔物设置在E形磁体相对的两端；不产生刺耳的声音，并且不需要再次插入间隔，即可加工性好。

在本发明中，为了解决问题，升压变压器包含初级绕组、次级绕组和加热器绕组三种类型绕组，用于将切换电路的功率以磁通量从初级绕组转换到另一个绕组的磁体，初级绕组所卷绕的外部线圈骨架，和次级绕组和加热器绕组卷绕的内部线圈骨架，内部线圈骨架放置在外部线圈骨架内，并且绕组相对于磁体磁路同心式分层卷绕。

根据本发明，在包含初级绕组的外部线圈骨架内插入包含次级绕组和加热器绕组的内部线圈骨架以两片的结构)，从而在这种安全的结构中极难发生电源的短路，并且加热器绕组正好在初级绕组下面，由此，初级绕组和加热器绕组之间的磁耦合高，功率控制时磁通量变化小，从而流入灯丝的电流中的变换减小。因此，能够提供一种具有稳定性能的磁控管驱动升压变压器，其中灯丝电流if中的变化减小，并且几乎不发生模制。

根据本发明中的第13方面，提供了一种磁控管驱动升压变压器单元，它包含磁控管、将驱动电压提供给磁控管的升压变压器，连接到升压变压器的初级侧的切换电路，其中升压变压器包含初级绕组、次级绕组、加热器绕组三种类型绕组，用于以磁通量将切换电路的功率从初级绕组转换到另一个绕组的磁体，初级绕组所卷绕的外部线圈骨架、次级绕组和加热器绕组所卷绕的内部线圈骨架，其中内部线圈骨架设置在外部线圈骨架内，绕组相对于磁体的磁路同心式分层卷绕。

由此，加强了初级绕组和次级绕组的绝缘，减小了功率变化时间中灯丝电流的变化，并几乎不发生模变。

在本发明的第14方面，绕组相对于形成主磁路的磁体同心式分层卷绕，并且外部线圈骨架和形成次磁路的磁体在初级绕组和次级绕组以及加热器绕组之间。由此，次磁路使得可以随心所欲调节耦合系数，加强了谐振电压的激励，能够实现稳定的零电压切换，可以显著减小开关元件的切换损失。

在本发明中，为了解决问题，将升压变压器的第一绕组、第二绕组和第三绕组相对于形成磁路的磁体，同心分层卷绕在两个或更多线圈骨架上，将线圈骨架通过绕组线端设置在适当位置，为线圈骨架设置磁体接地的线端，它与磁体接触，如此设置第一绕组的线端和第二和第三绕组线端，以便相对，并且它们之间有磁体，将升压变压器的绕组线端焊接并装配到印刷电路板，并将第一绕组连接到切换电路，将第二和第三绕组连接到高压电路和磁控管加热器，并将磁体接地的一端连接到外壳接地线。

根据本发明，图祖国印刷电路板上沉积灰尘，或在印刷电路板上产生露水凝结(由于沿海区域的盐空气)，并进入一种状态，其中沿从第二和第三绕组线端(它们连接到高压电路和处于高电位的磁控管的加热器)连接到切换电路的第一绕组的线端方向容限放电，第二和第三绕组的线端面对第一绕组线端，它们之间有磁体，从而从第二和第三绕组线端到磁体发生放电，并且电流流入外壳接地线，该接地线从磁体通过磁体接地端子连接，适当可以防止高压短路到连接到切换电路的第一绕组线端。

因此，这种结构避免了如在现有技术中那样，对在印刷电路板上的第一绕组线端和第二及第三绕组线端之间设置导电金属部件，以及通过印刷对金属部件布线，以便电位和外壳接地线相同的需要，还避免了对通过在印刷电路板上的第一绕组的线端和第二和第三绕组线端之间位置设置切口来扩大空余距离的需要；能够使升压变压器或印刷电路板小型化，并且还可以增加强度，而不会由于衰落或振动破坏印刷电路板。

换句话说，虽然输出大，但是仍然可以使升压变压器小型化，并且能够使电源小型化。

根据本发明中第15方面，提供了一种磁控管驱动升压变压器单元，包含磁控管；用于将高压提供给所述磁控管的高压电路；用于将驱动电压提供给所述磁控管的加热器以及所述高压电路的升压变压器；连接到所述升压变压器初级侧的切换电路；和印刷电路板，其上通过印刷对所述高压电路、所述磁控管加热器和所述切换电路布线，以确定所述升压变压器，其中，所述升压变压器的第一绕组、第二绕组和第三绕组相对于形成磁路的磁体，以同心式分层卷绕在两个或更多线圈骨架上：所述线圈骨架通过所述绕组线端设置在适当位置(例如凸缘部分)；所述线圈骨架中的一个设置有磁体接地的线端，它与磁体接触；如此设置所述第一绕组的线端和所述第二和第三绕组线端，从而使它们相对，并有磁体在它们之间；将所述升压变压器的所述绕组线端焊接并固定到所述印刷电路板，并且所述第一绕组连接到所述切换电路，并且所述第二和第三绕组连接到所述高压电路和所述磁控管的所述加热器，并且所述磁体接地的线端连接到外壳接地线。

因此，如果在印刷电路板上沉积灰尘，或者在印刷电路板上有露水凝结(由于沿海区域的盐空气)，并进入一种状态，其中沿从第二和第三绕组线端(它们连接到高压电路和处于高电位的磁控管的加热器)连接到切换电路的第一绕组的线端方向容限放电，第二和第三绕组的线端面对第一绕组线端，它们之间有磁体，从而从第二和第三绕组线端到磁体发生放电，并且电流流入外壳接地线，该接地线从磁体通过磁体接地端子连接，可以防止高压短路到连接到切换电路的第一绕组线端。

在第16方面的磁控管驱动升压变压器中，使第二绕组和磁体之间的空间距离小于第一绕组线端和第二绕组线端之间的空间距离的一半，并使第三绕组的线端和磁体之间的空间距离小于第一绕组线端和第三绕组线端之间空间距离的一半。能够使防止高压短电路的效果更大。

附图说明

图1是示出使用本发明的磁控管驱动升压变压器的磁控管驱动电源的结构的示图；

图2是在本发明的第一实施例中升压变压器的结构的截面图；其中1是初级绕组；2是次级绕组；11和12是磁体；12是主磁路；以及14是次磁路。

图3是本发明的第二实施例的升压变压器的略图；

图4是本发明的第三实施例的升压变压器的略图；

图5是本发明的第四实施例的升压变压器的略图；

图6是示出本发明中的磁控管驱动电源的变压器的一个例子的截面图；

图7是示出在本发明的一个实施例中的磁控管驱动电源的变压器的一个例子的截面图；

图8是磁控管驱动电源的主要部分的电路图；

图9A是当漏磁通大时，产生半导体开关元件的电压和电流的波形图；图9B是当漏磁通小时，半导体开关元件的产生电压和电流的波形图；

图10是示出本发明的变压器的制造方法的略图；

图11是示出本发明的第八实施例的磁控管驱动升压变压器的截面图，其中315是初级绕组；316是次级绕组；318和319是E形磁性材料；320是主磁路；321是次磁路；322是外线圈骨架；324是空隙；328和329中每一个是E形磁体的一端；330和331的每一个是E形磁体材料的相对的一端；以及333是气隙。

图12是本发明的变压器的制造方法的略图；

图13是在本发明的第十三实施例中的磁控管驱动升压变压器的升压变压器的截面侧视图；

图14是示出图13中的磁控管驱动升压变压器单元的灯丝电流和阳极一阴极电压的时间变化和功率控制特性的特性图；

图15是本发明的第十四实施例中的磁控管驱动升压变压器单元的升压变压器的截面侧视图；

图16是图15所示的升压变压器的分解透视图；

图17A是图15中升压变压器的外表的透视图；图17B是图15所示的升压变压器的外表的侧视图；图17C是图15中的升压变压器的外表的俯视图；

图18是本发明的第十五实施例的磁控管驱动升压变压器的电路图；

图19是本发明的第十五实施例的升压变压器单元的截面图；

图20是本发明的第十五实施例的升压变压器的截面图；

图21是本发明的第十六实施例的升压变压器的截面图；

图22是现有技术中的升压变压器的略图；

图23是示出现有技术中的磁控管驱动单元的变压器的结构的外视图；

图24是现有技术中的磁控管驱动升压变压器的升压变压器的截面图；

图25是图24中的磁控管驱动升压变压器单元的电路图；

图26是另一个现有技术中的磁控管驱动升压变压器单元的升压变压器的截面图；

图27是示出图13所示的磁控管驱动升压变压器单元的灯丝电流和阳极-阴极电压的时间变化以及功率控制特性的特性图；

图28是现有技术中磁控管驱动升压变压器的截面图；

图29是现有技术中磁控管驱动升压变压器的截面图；

图30是另一个现有技术中的磁控管驱动升压变压器单元的截面图；

图31是另一个现有技术中磁控管驱动升压变压器单元的截面图。

具体实施方式

第一实施例

图1是示出使用本发明的磁控管驱动升压变压器8的磁控管驱动电源的结构的示图。图2是该升压变压器的结构截面图。

磁控管驱动电源具有磁控管6、用于电压倍压整流的高压倍压整流器电路7、用于将分级电压提供给磁控管6的升压变压器8、连接到升压变压器8的初级侧的开关部分9，以及DC电源10。

升压变压器8由初级绕组1、次级绕组2、加热器绕组3，以及E形磁体11和12构成，并且初级绕组1和次级绕组2对于主磁路13以同中心层卷绕。

在初级绕组1和次级绕组2之间有次磁路14。考虑到功率从初级侧传输到次级侧，尝试在主磁路13和次磁路14中将功率从初级绕组1传输到次级绕组2，但是，功率不传输到次磁路14中的次级绕组2，而产生漏磁通。

由此，调整次磁路14的磁阻，从而可将初级绕组1和次级绕组2之间的耦合系数设置为任何理想值。

在实施例的描述中，将初级绕组1放置在外侧，而将次级绕组2放置在内侧；但是，如果将初级绕组1放置在内侧而将次级绕组2放置在外侧，则当然可以提供类似的优点。加热器绕组3可以放置在任何希望的位置。

第二实施例

图3是本发明的第二实施例中的升压变压器的略图。和对照图2描述的一样的部分在图3中由相同标号表示，并且不再详细讨论。

在图3中，如果E形磁体11、12的次磁路14部分的面积由虚线部分减小到实线部分，则次磁路14的磁阻增加(假设气隙15恒定)；从而初级绕组1和次级绕组2的耦合系数变大。

由此，次磁路的截面面积增加或减小，由此可调节耦合系数。

第三实施例

图4是本发明的第三实施例中的升压变压器的略图。和参照图2描述的一样的部分在图4中由相同标号表示，并不再详细描述。

在图4中，如果将E形磁体11、12的次磁路14部分的长度从虚线缩短到实线，则气隙15变大以及次磁路的磁阻增加；从而初级绕组1和次级绕组2的耦合系数变大。

由此，次磁路的铁心长度(即，气隙)增加或减小，由此可调节耦合系数。

不用说，可以结合第二和第三实施例，以根据两个实施例的特性调节耦合系数。

第四实施例

图5是本发明的第四实施例的升压变压器的略图。

图5中，升压变压器8由初级绕组1、次级绕组2、加热器绕组3、E形磁体11和I形磁体16构成，并且初级绕组1和次级绕组2关于主磁路13同一个中心层卷绕。

在初级绕组1和次级绕组2之间有次磁路14。如在第二和第三实施例中，次磁路14的磁体的铁心部分的面积或长度或这两者增加或减小(在与I形磁体的耦合点上)，因此可调节耦合系数。

由此，任意组合各种磁体，由此可以容易调节。

第五实施例

下面将参照附图讨论本发明的第五实施例。图7是磁控管驱动电源的变压器从其一侧看的截面图，用于示出本发明的第五实施例。变压器209包含初级绕组202所卷绕的外部线圈骨架210和次级绕组203所卷绕的内部线圈骨架211，并且将内部线圈骨架211滑到外部线圈骨架210的内径中，作为同心绕组结构。有了这种插入外部线圈骨架210的内部线圈骨架211，外部线圈骨架210使初级绕组201和次级绕组203绝缘。另外，卷绕在线圈骨架上的次级绕组203没有绕满线圈骨架，由此形成空间绝缘层212。另外，为了使变换器工作正确，将两个磁芯207插入带有气隙213的内部线圈骨架211的内径中。

根据这种结构，有大电流流入，并产生大的热量的次级绕组202暴露在外侧大气中的面积扩大，并且冷却装置的冷却风扇的风从整个表面带走产生的热，这彻底改进了冷却效果。另一方面，因为升压变压器，次级绕组203比初级绕组202具有更多圈数，但是比初级绕组202产生更少热量，从而虽然次级绕组203安装在处于密封状态的外部线圈骨架210中，并且没有暴露于冷却风中，但是仍不产生较高的温度。另外，空间绝缘层212可以证实隔热效果，用于回避初级绕组的热干扰次级绕组而反常地使温度升高的情况。

另外，对于由电击穿引起的短路(对用于在次级绕组上产生高压的微波炉的升压变压器最致命的因素)，提供了外部线圈骨架210的绕组假底的树脂厚度与空间绝缘层212的双绝缘结构，并且由此大大增强了可靠性。在这种连接中，初级绕组202使用Litz绕组，防止铜耗的增加，特别是对于高频，诸如由高频大电流引起的趋肤效应或邻近效应。通常，使用单根导线或几根导线交合的简单Litz绕组作为次级绕组。

将磁芯内有气隙的磁漏型变压器用作微波炉的升压变压器。其原因如下：

将参照图8简单讨论使用磁控管驱动电源的工作。全波整流器组215(单项电源部分)将市电214转换为单项电源。用于对单项电源整流和平滑的整流滤波器部分226包含扼流圈216和平滑电容器217。整流滤波器部分226提供的DC电压由变换器部分217转换为高频功率。

当半导体开关元件218接通时，将DC电压施加到升压变压器209的初级侧。同时，电流流入磁漏电感，并激励电感，使能量聚集。通常，将绝缘栅双极型晶体管(IGBT)用作半导体开关元件218。

如果一些时间以后断开半导体开关元件218，在谐振电容器224和电感元件的储能电路中产生谐振，并在变压器的初级侧上产生谐振电压。根据导通和截止的周期，将AC电压施加到升压变压器209上，开关控制电路222将导通/截止信号发送到半导体开关元件218。加速导通和截止周期，从而把高频AC电流施加到升压变压器的初级侧，由此将市电转为高频电源。由电容器219、二极管220和221构成，并用作半波倍压变压器电路的高频电路228将次级高频高压转换为DC高压，并将该电压施加给磁控管222。半波变压器电路的工作是已知的，因此将不讨论其详细的工作原理。磁控管222的阴极温度变高，因为从加热器绕组205和施加的功率和电子被激励，产生微波。

在磁芯的气隙213中提供漏磁通，由此使变压器工作改变。图9A和9B是示出半导体开关元件218的控制器反射器电压Vce和电流Ic的波形的附图。图9A示出磁芯内设置有气隙213时，磁漏电感大的状态。当电流流入Ic负侧，电流流入由IGBT放置的飞轮二极管(FWD)；当电流流入Ic正侧时，电流流入IGBT。这里，当IGBT接通时，电流如斜坡波形产生，当IGTB在一个时间断开时，进入谐振模式。当谐振电压回到负侧时，电流再次流入FWD。如果同时接通IGBT，则可以完成零电压切换，并且在IGBT上没有过载。

图9B示出磁漏电感小的状态。此时，谐振电路的激励受阻，Vce不降到零电压以下，并且激励产生朝上升模式的转换，如由虚线所指。如果此时接通IGBT，则在Vce电压保留的情况下接通，从而切换困难，并且过度电流流动，IGBT上的负载增加，并且在某些情况下可能发生放热破裂。

从这样的观点，如果磁漏电感不适当，则发生这种困难切换。在本发明中，由于将次级绕组放置在初级绕组下面，绕组之间的直接的磁能传输非常多，并且发生密耦合，容易进入图9B所示的状态。但是，在初级绕组和次级绕组之间设置了空间绝缘层，用于将这些绕组分开，因此其状态接近于粗耦合状态，并进入图9A所示的状态，并且不产生由困难切换引起的IGBT上过载。

第六实施例

下面，将参照附图讨论本发明的第六实施例。图6示出本发明的磁控管驱动电源的变压器。次级绕组203所卷绕的内部线圈骨架211分为四个部分；如果绕组在一端开始，则在另一端结束。在这种情况下，卷绕这次级绕组203的附近的分隔部分通过树脂绝缘，由此，可以排除在次级绕组203的部分之间产生电击穿的危险。由于次级绕组203由绕组分隔部分构成，故由次级绕组203上的铜耗产生的热分散到绕组凹槽内，并辐射，从而可以提供极好的辐射特性，即，抑制温度升高的优点。

设置空间绝缘层212。由此，如果没有在每一个绕组凹槽中达到排列成一行的绕组，而是部分的绕组产生混乱，次级绕组203卷绕的分隔凹槽与树脂绝缘，由此可以排除在次级绕组203部分之间产生电击穿的危险，并且另外，空间绝缘层212可以证明隔热效应，来回避初级绕组202的热干扰次级绕组203，使温度反常地升高的条件。另外，对于由电击穿引起的电源的短路(对在次级绕组上产生高压的微波炉的升压变压器的致命因素)，提供了外部线圈骨架210的绕组假底树脂厚度和空间绝缘层212的双绝缘结构，由此大大增强了可靠性。

第七实施例

下面将参照附图讨论本发明的第七实施例。在图10中，初级绕组卷绕的外部线圈骨架210和次级绕组卷绕的内部线圈骨架211设置为分开的部件，并将内部线圈骨架211滑入外部线圈骨架内径中。标号225表示插入塞，由此能够临时固定内部线圈骨架211和外部线圈骨架210的插入程度，并且不会发生诸如在较后时间插入磁芯207以后使线圈骨架分离而降低可工作性。由此，可把这些部分分开制造和对接，能够同时处理在内部线圈骨架卷绕绕组和在外部线圈骨架卷绕绕组，并且可以缩短制造时间。通过装配和插入，可以根据简单的结构精确地确定初级绕组和次级绕组之间的相对位置关系，并减少变压器中电特性的变化。

图11是示出本发明的第八实施例的磁控管驱动升压变压器的截面图。图1是示出使用这个升压变压器的磁控管驱动电源的结构的示图。图12是示出本发明的变压器的制造方法的略图。

图1中，磁控管驱动电源具有磁控管6、倍压整流电路7、用于将升高的电压施加到磁控管6的升压变压器8、连接到升压变压器的初级侧的切换电路9，以及DC电源电路10。

在图11中，升压变压器8由初级绕组315、次级绕组316、加热器绕组317、E型磁体318和319，并且初级绕组315和次级绕组316相对于主磁路320卷绕为同心层。次磁路321存在于初级绕组315和次级绕组316之间。考虑到从初级侧到次级侧的功率传输，尝试在主磁路320和次磁路321中，将功率从初级绕组315传输到次级绕组316，但是功率未传输到次磁路321中的次级绕组316，还产生漏磁通。因此，调节次磁路321的磁阻，由此可以将初级绕组315和次级绕组316之间的耦合系数设置为任何理想值。

升压变压器8包含初级绕组315卷绕的外部线圈骨架322和次级绕组316卷绕的内部线圈骨架323。

如图12所示，将内部线圈骨架323滑入外部线圈骨架322的内径中作为同心绕组结构。通过插入外部线圈骨架322的内部线圈骨架323，外部线圈骨架322使初级绕组315和次级绕组316绝缘。另外，次级绕组316不完全地线圈骨架接着线圈骨架卷绕，由此形成空间324作为绝缘层。另外，为了使变换器正确工作，将E形磁体318和319的中心端326和327插入有气隙325的内部线圈骨架323的内径。E型磁体318和319的一端328和329位于初级绕组315的外侧上，并且E型磁体318和319的相对端330和331位于初级绕组315和次级绕组315卷绕的外部线圈骨架之间，并并插入外部线圈骨架322为插入E型磁体318和319形成的孔332内。

下面将讨论与次磁路321的磁特性相关的E型磁体318和319的尺寸，这是决定本发明的磁控管驱动升压变压器的尺寸的一个因素。如此确定次磁路321，从而从变换器特性将耦合系数设置为大约0.7到0.9。如果检测形成次磁路321(t1和t2)的E型磁体318和319的厚度，可以设置磁力不饱和的稳定区域。如果调节形成次磁路321的E型磁体318和319的气隙333，可以将耦合系数调节到0.7到0.9。因此，为外部线圈骨架322确定对于E型磁体318和319(t1和t2)的厚度来说最佳尺寸的孔332，并可以提供一种小型和紧凑的升压变压器。

接着，对于形成次磁路321和主磁路320的E型磁体318和319，在缝隙325、333等内，将铁氧体彼此吸引，或彼此分离，在切换电流9的工作期间，产生刺耳的金属声音。因此分别将树脂分隔物334和335插入气隙325和333。由于在次磁路321中的树脂分隔物335附近有树脂外部线圈骨架322，故树脂分隔物335可以与设置外部线圈骨架322模制成一个部件。树脂分隔物335与树脂外部线圈骨架322以一个部件模制，由此排除了将小的分隔物深入安装到孔332内的困难，并且从孔332两侧插入E型磁体318和319，由此E型磁体318和319的相对端330和331不直接相互接触，并且将树脂分隔物335放置在E型磁体318和319的相对端330和331之间；使可用性更好，不用说，另外，不产生反常的刺耳声音。

接着，将讨论磁控管驱动升压变压器的工作和性能。根据结构，高频大电流所流入并产生大的热的初级绕组315有暴露在外侧大气中的扩大的面积，并且冷却装置(图中未示)的风扇从整个表面带走产生的热，大大改善了冷却效应。另一方面，由于升压变压器，次级绕组316并初级绕组315具有更多匝数，但是产生的热比初级绕组315少，从而虽然将次级绕组316安装在气密状态的外部线圈骨架322中，并且不暴露于冷却风，仍不会发生大的温度升高。另外，分隔物324可以证实隔热效应，以回避初级绕组315的热干扰次级绕组316而反常地升高温度的条件。

另外，对于由电击穿引起的电源短路(对于在次级绕组上产生高压的微波炉的升压变压器最致命的因素)，提供外部线圈骨架322的绕组假底的树脂厚度和分隔物324的双绝缘结构，由此使可靠性大大增强。在这种连接中，初级绕组315使用Litz绕组防止铜耗增加，特别是对于高频，诸如由高频大电流引起的趋肤效应或邻近效应。通常，使用单根导线或几根导线交合的简单Litz绕组作为次级绕组。

因此，本发明的磁控管驱动升压变压器具有初级绕组和与初级绕组同心的次级绕组，初级绕组放在外侧，次级绕组放在内侧，并在初级绕组和次级绕组之间有预定的分隔物，从而大电流所流入，并产生大的热量的初级绕组可以大大暴露到大气中，由此，可以增强温度性能(冷却性能)，并且由于设置在初级绕组和次级绕组之间的空气层空间的绝缘层，还可以改进次级绕组的温度性能，而不将初级侧上的热传到次级侧，使绕组温度升高。

通过设置空气层的空间可以进一步增强初级绕组和次级绕组的电绝缘，对安全性上有更多改善。

将初级绕组的线圈骨架滑动，插入并安装到次级绕组的线圈骨架内径中，从而能够分离地制造部件，并切短，内部线圈骨架周围的绕组和外部线圈骨架周围的绕组可以同时工作，并且可以缩短制造时间。

通过安装和插入，可以容易地精确确定初级绕组和次级绕组之间的相对位置关系，并且减小变压器的电特性的变化。

第九实施例

图13是本发明的第九实施例的磁控管驱动升压变压器的升压变压器从其一侧看的截面侧视图。与参照图24描述的一样的部件在图13中由相同标号表示，并省略了详细描述。

将次级绕组403和加热器绕组404卷绕在内部线圈骨架424上，形成一片。初级绕组402所卷绕的外部线圈骨架425的直径大小允许内部线圈骨架424滑入外部线圈骨架的内径。另外，磁芯405的腿正好滑入内部线圈骨架424内。磁芯405由两片构成，并且调节成对的磁芯405的腿的底部的相对的距离，由此，可以在升压变压器的初级绕组402和次级绕组403之间提供耦合系数，其中变换器工作稳定。但是，因为绕组之间大量直接转移通量，难以将耦合系数降低到0.9或更少。

采用这种同心多层结构，由此初级绕组402和加热器绕组404之间的耦合系数可以升高，并且在功率控制时间灯丝电流中的变化能够减少，由此，变换器特征的功率控制可以降低，从而降低输出，而不需考虑磁控管的模现象，并且食物能够以低输出加热，可以实现只有低输出才能很好地完成的加热烹调菜单。

由于升压变压器408的初级绕组和次级绕组卷绕在分立片的斜轴上，对于微波炉的升压变压器408的致命的电源短路极不可能发生，由此能够提供一个高度安全的微波炉。

在这个例子中，次级绕组403和加热器绕组404卷绕在内部线圈骨架424上，并且初级绕组402卷绕在外部线圈骨架425上。相反，如果初级绕组403卷绕在内部线圈骨架424上，而次级绕组403和加热器绕组404卷绕在外部线圈骨架425上，则可以得到等效的优点。希望考虑冷却性能和选择噪声的发射性能。

第十实施例

图15是本发明的第十实施例的磁控管驱动升压变压器的升压变压器从其一侧看的截面侧视图。与前面参照图24和13描述相同的部分在图15中由相同标号表示，并不再详细讨论。

磁控管驱动电源由浅薄整流器电路410和产生DC电源的整流滤波器413、用于将直流转换为高频功率的切换电流的变换器部分416、升压变压器408、和用于将高频功率转换为DC高压的倍压整流器电路构成。

升压变压器408由初级绕组402、次级绕组403、加热器绕组404、E形磁体(E形磁芯)426和427构成，并且初级绕组402、次级绕组403和加热器绕组404相对于主磁路428以同心层卷绕。

在初级绕组402和次级绕组403之间有次磁路。

考虑到从初级侧到次级侧的功率切换，尝试在主磁路427和次磁路429中将功率从初级绕组402切换到次级绕组403，但是功率不切换到次磁路429中的次级绕组，并产生漏磁通。

因此，调节次磁路429的磁阻，由此可以将初级绕组402和次级绕组403之间的耦合系数设置为任何理想值。如在第一实施例中隐含的，除非在次磁路429中调节耦合系数以强化谐振电压的激发，并通过稳定的零电压切换减小开关元件415的切换损失，否则无法使用变换器技术。对于这种类型的变换器技术，使用本技术的耦合系数调节非常有效。

图16是实施例的升压变压器408的分解透视图。将次级绕组403和加热器绕组404所卷绕的内部线圈骨架424插入外部线圈骨架425的内径，其中初级绕组402卷绕在外部线圈骨架425上。将E形磁芯426和427的中心轴从顶部和底部插入内部线圈骨架424的内径中，将磁芯夹片430从磁芯两侧插入，并通过弹力将应力从顶部和底部施加到磁芯。通过磁芯气隙431调节和保持E形磁芯426和427之间的空间。

图17A到17C中更加精确地示出升压变压器408的外貌。

第十一实施例

图18是示出使用本发明的磁控管驱动升压变压器的磁控管驱动升压变压器单元的结构的视图。图19和20是升压变压器的截面图。

如图18所示，磁控管驱动电源由磁控管519、高压倍压整流器电路部分520(用于倍压整流)、升压变压器521(用于将升高的电压提供给磁控管519)、外壳接地线522、连接到升压变压器521的初级侧的切换电流部分523和DC电源524构成。

如图19所示，升压变压器521由卷绕在初级线圈骨架525上的初级绕组、卷绕在次级线圈骨架527上的次级绕组528和加热器绕组529、以及E形磁体530和531构成，并且初级绕组526、次级绕组528和加热器绕组529相对于主磁路532卷绕成同心层。如图20所示，初级线圈骨架525设置有初级绕组线端533，次级线圈骨架527设置有次级绕组线端534和加热器绕组线端535，并且如此放置初级绕组线端533和次级绕组线端534以及加热器绕组线端535，以便相对，并有E形磁体531在它们之间。设置与E型磁体531接触的磁体接地线端536。将线端插入在印刷电路板537上制作的插入孔538以焊接和固定升压变压器521，其中线端插入印刷电路板537中制作的插孔538，并且将初级绕组526连接到切换电路523，将次级绕组528连接到高压倍压整流器电路部分520，将加热器绕组529连接到磁控管519的加热器，并将E形磁体531的磁体接地线端536连接到外壳接地线522。

接着，将讨论工作和性能。初级线圈骨架525设置有初级绕组线端533，次级线圈骨架527设置有次级绕组线端534，并且加热器绕组线端535、初级绕组线端533和次级绕组线端534和加热器绕组线端535如此放置，从而相对，并有E形磁体放置在其中。设置磁体接地线端536，它与E形磁体531接触。因此，如果灰尘沉积到印刷电路板上，或者在印刷电路板上发生露水凝结(由于沿海区域的盐空气)，并进入一个状态，其中沿着从连接到高压倍压整流器电路520和在高电流的磁控管519的加热器的次级绕组线端534和加热器绕组线端535的方向容易发生容限放电，并且磁控管519的加热器处于高电压，E形磁体531在初级绕组线端533和次级绕组线端534以及加热器绕组线端535之间干涉，并且E形磁体531的磁体接地线端536连接到外壳接地线522，从而电流从次级绕组线端534或加热器绕组535流入E形磁体531，并通过磁体接地线端536流入外壳接地线522，这防止了高压短路到连接到切换电路部分523的初级绕组线端533。

在本发明的说明中，将初级绕组526放置在外侧，并将次级绕组528和加热器绕组529放置在内侧，但是不需要说明的，如果将初级绕组526放置在内侧，而将次级绕组528和加热器绕组529放置在外侧，则提供类似的优点。

在本发明的描述中，采用一对E型磁体，或者磁体的截面是矩形的，但是，如果采用一对EI形磁体，或者磁体是圆形或椭圆形的，若采用相同的线端和磁体结构，则提供类似的优点。

第十二实施例

图21示出本发明的第十二实施例的磁控管驱动升压变压器。与前面参照图19和20描述的相同的部分在图21中由相同标号表示，并不再讨论。

图21中，设初级绕组线端533和次级绕组线端534以及加热器绕组线端535之间的空间距离为尺寸A，设次级绕组线端534和E形磁体531之间的空间距离是尺寸B，使尺寸B小于尺寸A的一半。

下面将讨论工作和性能。尺寸B小于尺寸A一半。因此，如果灰尘沉积在印刷电路板上，或露水凝结在印刷电路板上(由于沿海区域中的盐空气)，并进入一种状态，即沿着从次级绕组线端534连接到切换电路部分523的初级绕组线端533的方向，和连接到高压倍压整流器电路部分520的加热器绕组线端535的方向，以及处于高电位的磁控管519的加热器方向发生容限放电，电流更加容易从次级绕组线端534或加热器绕组线端535流入EE形磁体531，并通过磁体接地线端536流入外壳接地线522，这增加了防止高压短路到连接到切换电路部分523的初级绕组线端533的效果。

工业应用

如上所述，根据本发明的升压变压器，可在存在防止在初级绕组和次级绕组之间的次磁路的情况下，控制初级绕组和次级绕组之间的漏磁量，并可使用同心的多层绕组变压器提供任何理想的耦合系数。

根据同心多层绕组变压器，绕组之间的耦合是强的，从而即使对于大的电流，仍然能够使磁体难以饱和，即使要提供大的输出，仍然能够使升压变压器最小化。

可以通过调节次磁路磁体的面积、长度(间隙长度)提供理想耦合系数，并且可以对应于升压变压器的结构和安装的环境随心所欲地设计磁体形状；可以制造任何最适宜的升压变压器形状。

如上所述，根据本发明中第七和第八方面，变压器具有初级绕组和次级绕组，其中初级绕组放置在外面，而次级绕组放置在里面，并且在初级绕组和次级绕组之间设置有预定的间隔，从而有大量电流流入，并产生大量热的初级绕组可以很大程度暴露于大气中，由此，可以增强温度性能，并且由于设置在次级绕组和次级绕组之间的空间(空气层)，还可以改进次级绕组的温度性能，而不会将初级侧上的热传导到次级侧上而升高绕组温度。

通过设置空气层，能够更加增强初级绕组和次级绕组的电气绝缘。

根据本发明中的第九方面，将初级绕组的线圈骨架滑动插入并装配到次级绕组的线圈骨架内径，从而可以分开的制造这些部件并使之回合，能够同时处理卷绕内部线圈骨架的绕组和卷绕外部线圈骨架的绕组，并且可以缩短生产时间。通过装配和插入，可以容易地精确地确定初级绕组和次级绕组之间的相对位置关系，并可以减少变压器电特性中的变化。

如上所述，根据本发明在第十和第十二方面中主张的，可以达到缩短空间因子。

如上所述，根据本发明中的第十三方面，能够提供一种高度可靠的磁控管驱动升压变压器，其中提供了升压变压器的初级电路与市电电压以及次级电路(具有柜式金属底盘，作为地电位)的电气绝缘强度强化了初级绕组和加热器绕组之间的磁性耦合，即使在变换器的功率控制时间，仍能减小灯丝电流中的变化，并且磁控管不引起从低输出到高输出的模变。

根据本发明的第十四方面，还可以为变换器技术提供具有理想耦合系数的升压变压器，其中，由于含有次磁路的漏磁通型升压变压器，操作不会在高耦合系数情况下运行，故能够提供与任何变换器技术相协调的改进的普通的通用性。

如上所述，根据本发明，如果进入以下的状态，从连接到高压电路和处于高电位的磁控管加热器的第二和第三绕组的线端到连接到切换电路的单一绕组的线端方向容易发生容限放电，第二和第三绕组的线端面对第一绕组的线端，它们之间有磁体，从而从第二和第三绕组的线端到磁体发生放电，并且电流流入从磁体通过磁体接地终端连接的外壳接地线，产生防止高压短路到连接到切换电路的第一绕组线端的效果。

Claims (15)

1.一种磁控管驱动升压变压器，包含：

用于将驱动电压提供给磁控管的升压变压器；和

连接到所述升压变压器的初级侧的开关电路；其中

所述升压变压器包括：

主磁路，对所述升压变压器的初级绕组和次级绕组同心地分层卷绕；和

次磁路，至少在所述初级绕组和次级绕组之间的至少一部分中产生漏磁通，

其中，形成所述主磁路和所述次磁路的磁体都具有气隙，所述次磁路穿过所述初级绕组和所述次级绕组之间。

2.如权利要求1所述磁控管驱动升压变压器，其特征在于通过组合一对彼此相对的E形磁体形成所述主磁路和次磁路。

3.如权利要求1所述的磁控管驱动升压变压器，其特征在于

通过组合彼此相对的E形磁体和I形磁体形成所述主磁路和次磁路。

4.如权利要求2和3所述的磁控管驱动升压变压器，其特征在于

所述次磁路的磁阻与必须的漏磁通量相对应。

5.如权利要求4所述的磁控管驱动升压变压器，其特征在于

所述次磁路的所述磁体具有实现预定磁阻的截面而积。

6.如权利要求4所述的磁控管驱动升压变压器，其特征在于

所述次磁路的所述磁体具有实现预定磁阻的气隙。

7.一种磁控管驱动电源的变压器，其特征在于包含：

升压变压器，用于使变换器部分的输出升压；和

高压电路，用于对所述升压变压器的输出倍压整流，其中，

所述升压变压器包括：

初级绕组和次级绕组，它们是同心的，并且在设置在外面的所述初级绕组和设置在里面的所述次级绕组之间设置预定空间；以及

主磁路和次磁路，

其中，次磁路穿过所述初级绕组和所述次级绕组之间。

8.如权利要求7所述的磁控管驱动电源变压器，其特征在于

所述次级绕组卷绕在多个绕组凹槽内，在它们之间设有预定的空间绝缘层。

9.如权利要求7或8所述的磁控管驱动电源的变压器，其特征在于

所述初级绕组的线圈骨架设置在所述次级绕组线圈骨架的内径中。

10.一种磁控管驱动升压变压器，其特征在于包含：

初级绕组；

次级绕组，放置在所述初级绕组内侧，它们之间有预定空隙；和

次磁路，用于在所述初级绕组和所述次级绕组之间产生漏磁通，其中

所述次磁路包括：

E形磁体，其一端放置在所述初级绕组和次级绕组外侧，另一端放置在所述初级绕组和次级绕组之间，

其中，所述次磁路穿过所述初级绕组和所述次级绕组之间。

11.如权利要求10所述的磁控管驱动升压变压器，其特征在于，所述E形磁体气隙和厚度被设置成通过调节所述次磁路的磁力，将耦合系数设置为0.7到0.9。

12.如权利要求10所述的磁控管驱动升压变压器，其特征在于，

放置在所述次磁路的气隙内的定位片与外部线圈骨架是一体形成的。

13.一种磁控管驱动升压变压器单元，其特征在于包含：

磁控管；

用于将驱动电源提供给所述磁控管的升压变压器；和

连接到所述升压变压器的初级侧的切换电路，其中

所述升压变压器包括：

初级绕组、次级绕组和加热器绕组的三种类型绕组；

将作为磁通量的所述切换电路的功率从所述初级绕组传送到次级绕组的磁体；

所述初级绕组所卷绕的外部线圈骨架；和

所述次级绕组和所述加热器绕组所卷绕的内部线圈骨架，所述内部线圈骨架设置在所述外部线圈骨架内侧，所述绕组相对于磁体的磁路同心式分层卷绕，

所述绕组相对于形成主磁路的磁体同心式分层卷绕；并且

形成次磁路的外部线圈骨架和磁体在所述初级绕组和所述次级绕组以及所述加热器绕组之间。

14.一种磁控管驱动升压变压器单元，其特征在于包含：

磁控管；

用于将高压提供给所述磁控管的高压电路；

用于将驱动电压提供给所述磁控管的加热器以及所述高压电路的升压变压器；

连接到所述升压变压器初级侧的切换电路；和

印刷电路板，其上通过印刷对所述高压电路、所述磁控管加热器和所述切换电路布线，以确定所述升压变压器，其中，

所述升压变压器的第一绕组、第二绕组和第三绕组相对于形成磁路的磁体，以同心式分层卷绕在两个或更多线圈骨架上；

所述线圈骨架通过所述绕组线端设置在适当位置；

所述线圈骨架中的一个设置有磁体接地的线端，它与磁体接触；

如此设置所述第一绕组的线端和所述第二和第三绕组线端，从而使它们相对，并有磁体在它们之间；

将所述升压变压器的所述绕组线端焊接并固定到所述印刷电路板，并且

所述第一绕组连接到所述切换电路，并且所述第二和第三绕组连接到所述高压电路和所述磁控管的所述加热器，并且所述磁体接地的线端连接到外壳接地线，

所述磁路的一部分穿过所述第一绕组和所述第二绕组之间。

15.如权利要求14所述的磁控管驱动升压变压器单元，其特征在于

使所述第二绕组线端和所述磁体之间的间隔距离小于所述第一绕组线端和第二绕组线端之间的间隔距离的一半；和

使所述第三绕组的线端和所述磁体之间的间隔距离小于所述第一绕组线端和所述第三绕组线端之间的间隔距离的一半。

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