(施工中)
調相耦合變壓器 調相耦合的含義是:在泄漏磁通式變壓器的二次線圈一側加以電容性負載,由此使二次線圈一側引起諧振,從而在一次線圈與二次線圈之間產生強烈耦合。 相對而言,一般的變壓器的一次線圈與二次線圈的耦合稱之為通常耦合或者一般耦合,以示區別。 變壓器的一次線圈與二次線圈的卷數比稱為編成比,加於一次線圈上的電壓在二次側反應為幾倍的倍數稱為昇壓比。對於理想的無磁通泄漏變壓器而言,編成比=昇壓比,是極為一般的常識。
但是﹐因為實際的變壓器肯定會有磁通泄漏﹐所以昇壓比比編成比要低。 即使卷數比為1:100的變壓器﹐其昇壓比也小於100。 然後﹐對於泄漏磁通式變壓器而言﹐這個比值更低。 這種狀態可以稱之為一次線圈與二次線圈之間的結合低下﹐或者結合係數大大的小於1﹐等來表現。
昇壓比與編成比或非常接近﹐或得到的昇壓比遠高於編成比的情形。 這稱為諧振變壓器。 獲得這種強烈耦合的原因是什麼呢﹖ 究其原因﹐如果對電容性負載的情況下所產生的在二次線圈下的磁通的流動(相位)進行慎重的研究就會明白。詳細內容請參閱月刊DISPLAY的報導。 |
這個現象雖然在以前就已經得到認知﹐但是將其應用到電力變換中的先例卻幾乎沒有。 以史為例﹐尼古拉•特思拉在無線送電的實驗中使用的諧振變壓器-特思拉•線圈中可以找到細微的痕跡。 儘管特思拉•線圈是空芯,但是其一次線圈與二次線圈的耦合非常強烈,對此被認為存在許多奇怪之處。 然而這些疑問都得到了解決。 可以相信,特思拉•線圈的一次線圈與二次線圈之間的強烈耦合可以用調相耦合的原理來對其進行說明。 另一方面,在無線電的世界裡,磁通的引入現象是極為普遍的現象。 用於無線電廣播的超外差(法)的中頻變壓器正是利用了調相耦合的原理(磁通的引入現象)。 另外,如果是無線電愛好者又有過自制發信機的經驗,應該有過這種親身體驗:將兩條諧振的線圈靠近時會引起非常強烈的耦合。 這種諧振耦合線圈被用於RF功率放大器的整流子與下一段的基極輸入之間。 為了對耦合進行調整,將線圈之間的距離使其接近或使其遠離,但是即使隔開很遠的距離也仍然有強烈耦合,為此煞費苦心。 另外,柵極浸漬記錄(Grid Dip Meter, FET式Gate Dip Meter也同樣)的原理也是調相耦合的原理。 可以說冷陰極管用調相耦合變壓器是這些經驗的集大成而取得的結果。
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1992年,卡西歐的事業部長在談話中提到,希望能夠在當時正開始流行的掌上通(現在的PDA的最原始的種類的黑白液晶)安裝上背光照明,這樣在夜間也能夠看得見。 但是據說還有問題。 那時的變換器體積過大,沒有辦法裝進掌上通。 唯一剩余的空間是液晶與本體相連接的鉸鏈折葉的部分有直徑5毫米,長6.5厘米的僅有的間隙﹐如果要安裝變換器,只能在此處。 粗略的計算一下容積﹐大概只有當時的一般的變換器的1/8的容積。 若是平常對這種不可能的事都會拒絕﹐但是卡西歐的事業部長認真的態度使我決定即使可能性不大也試試看。 接著就立即開始使用市面上出售的AM無線電收音機用棒形天線進行了基礎實驗。 在用冷陰極管進行實驗之前,首先使用市面銷售的4W的熒光燈(熱陰極管)進行了實驗。 很快就有了結果。 使與熒光燈並聯的電容器和二次線圈之間發生諧振時,細長的變壓器就簡單地點亮了熒光燈。 而且產生的熱量非常少。也就是說效率非常好。 直徑8毫米的細長變換器的試驗品就這樣產生了。 進而確認了在相同條件下10W左右的熒光燈也能點亮。 雖然與目標的大小相比仍然較大,但是與迄今為止的變換器相比絕對要小得多。 正好在同一時期,一家名為明拓SYSTEM﹐生產液晶背光(導光板)的公司與本公司接洽﹐於是開始了共同開發。 採用冷陰極管作為液晶背光光源的熒光管,將其在高電壓驅動,為了更好的提高光的利用效率,使用反光鏡反射熒光管發出的光。 由于這個反光鏡與熒光管之間的距離極端接近,熒光管內的氣體與反光鏡之間形成了回路圖中沒有的電容器。這被稱為液晶背光寄生電容(俗稱泄漏電流)。 雖然液晶背光寄生電容的數值為10pF前後的小數值,對高頻高電壓驅動的冷陰極管的影響卻非常大。 明拓SYSTEM為了解決這個寄生電容的影響而煞費苦心。 在當時的液晶背光用變換器行業內將此寄生電容稱為泄漏電流﹐浪費隨之而生的說法在業內流傳﹐其結果﹐泄漏電流被認為是只會礙事的存在﹐應儘量將其排除﹐這種想法很普遍。 其實﹐明拓SYSTEM並不是電氣專業。 電氣方面的事情不是很清楚﹐這是熒光管製造商的責任等為借口把難題推給他人。熒光製造商又稱可以保證產品出廠時的特性﹐而出貨之後由于組裝的緣故而使特性發生了變化的場合則在保證之外﹐那應當是屬于液晶製造商的責任。 液晶製造商則說﹐我們雖然生產液晶部分的內行﹐但是背光是從承包製造商那裡買來的﹐因此上述問題不屬于自己的責任範疇。 就這樣﹐液晶背光的寄生電容問題的責任被三者相互推諉﹐成為浮在空中的問題。 最終﹐這個問題由本公司出面來解決。 在此﹐我們最初進行的實驗就是研究這個麻煩的液晶背光寄生電容與本公司製作的調相耦合變壓器是否能順利諧振。 很意外的﹐簡單的獲得了結果。 沒有料到﹐很偶然的﹐液晶背光的寄生電容值﹐居然正好是與本公司製作的調相耦合變壓器的二次旁側發生諧振的適當數值。 有此基礎更增加了我們的信心﹐準備向製成直徑5毫米、長6.5厘米的變換器的目標發起挑戰。
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