JP2023514519A - トランスフォーマー及びこれを含むフラットパネルディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

一実施例によるトランスフォーマーは、上部コア及び下部コアを有するコア部と、前記コア部内に配置されたコイル部とを含み、前記コイル部は、第１方向に巻線された第１コイルと、前記第１方向と反対の第２方向に巻線された第２コイルと、平板状を有する第３コイルとを含み、前記上部コアは、ボディー部と、前記ボディー部から突出した第１レッグ部及び第２レッグ部と、前記第１レッグ部及び前記第２レッグ部の間に形成された離隔部とを含み、前記第１レッグ部は、二つの第１外足、及び前記二つの第１外足の間に配置される第１中足を含み、前記第２レッグ部は、二つの第２外足、及び前記二つの第２外足の間に配置される第２中足を含み、前記第１コイルは前記第１中足を取り囲むように配置され、前記第２コイルは前記第２中足を取り囲むように配置される。【選択図】図３

Description

本発明はトランスフォーマー及びこれを含むフラットパネルディスプレイ装置に関する。

一般に、電子装置が駆動するためには駆動電源が必要であり、このような駆動電源を電子装置に供給するために電源供給装置、例えばパワー供給ユニット（ＰＳＵ：Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｕｎｉｔ）が必須に採用される。

特に、平面ＴＶのようなディスプレイ装置ではディスプレイサイズの大型化とともにスリム化が要求されているので、大型化したディスプレイの増加した消費電力を満たしながらも厚さを減らさなければならない課題がある。

パワー供給ユニット（ＰＳＵ）では他の構成要素に比べてトランスフォーマーが相対的に大きい容積を占めるので、スリム化のためにはトランスフォーマー自体の厚さを減らすことが最大課題であると言える。

図１は一般的なスリム型トランスフォーマー構成の一例を示す分解斜視図である。

図１を参照すると、一般的なスリム型トランスフォーマー１０は、上部コア１１と下部コア１２との間に２次コイル１３及び１次コイル１４を含む。２次コイル１３は複数枚の導電性金属プレートから構成され、１次コイル１４は導電線を巻き取ってなる形態を有するものが一般的である。構成によっては、上部コア１１と下部コア１２との間にボビン（図示せず）が配置されることもある。

ところが、トランスフォーマーの厚さを一定の大きさ（例えば、１１ｍｍ）以下に減らす場合、漏洩インダクタンス及び寄生キャパシタンス特性による性能低下が著しく発生する問題点がある。これを図２ａ及び図２ｂを参照して説明する。

図２ａはスリム型トランスフォーマーの高さ変化と漏洩インダクタンスとの関係を示し、図２ｂは１次コイルと２次コイルとの間の距離変化と寄生キャパシタンスとの関係を示す。

まず、図２ａを参照すると、上部コア１１と下部コア１２とが互いに接する部位（一般的に、中足）に形成されるギャップ（ｇａｐ）の相対的大きさによる多少の差はあるが、トランスフォーマーの高さ、例えば上部コア１１の上面と下部コア１２の底面との間の距離が１３ｍｍ以下になれば、漏洩インダクタンスが非常に低くなる。漏洩インダクタンスが低ければ、負荷変動による性能偏差が大きくなって好ましくない。これは、パワー供給ユニット（ＰＳＵ）においてトランスフォーマーが構成するＬＣ共振回路が動作周波数の比較的狭い狭帯域で動作し、よって使用電力によるゲイン変化が大きいからである。低い漏洩インダクタンスの解消のために漏洩インダクタンスを確保するために、別にコア及びコイルを含むインダクタを追加する方案を考慮してみることができる。これは、ＬＣ共振回路がＬＬＣ共振回路になり、ＬＬＣ共振回路では動作周波数によるゲイン変化がＬＣ共振回路に比べて低くなるからである。しかし、追加的にインダクタを備える場合、パワー供給ユニット（ＰＳＵ）にインダクタ実装のための別途の空間がさらに要求される問題点がある。

また、図２ｂを参照すると、１次コイル１４と２次コイル１３との間の垂直距離が小さくなるほど寄生キャパシタンスが急激に増加する。例えば、１次コイル１４と２次コイル１３との間の距離が２００μｍ以下になれば、寄生キャパシタンスの大きさは１００ｐＦ以上になる。一般的なスリム型トランスフォーマーで、寄生キャパシタンスが１００ｐＦ以上になれば、電気カップリングによる性能劣化、例えば低電力で電圧上昇、絶縁性弱化、ＥＭＩ（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）特性劣化などが現れる問題点がある。

このような寄生キャパシタンスの減少のために、２次コイル１３の構成を導電性金属プレートから導電線（ｗｉｒｅ）型に交替することも考慮してみることができるが、導電線型に構成する場合、コア１１、１２の内側に２次コイルの収容空間がもっと必要になってトランスフォーマーの高さが増加する問題点がある。また、トランスフォーマーの高さを維持しながら２次コイルの収容空間を確保するためにコア１１、１２の厚さを減らす場合、コア内の磁束密度の増加によって発熱が大きくなる問題が発生する。

本発明が達成しようとする技術的課題は、もっと小型化が可能なスリム型トランスフォーマー及びこれを用いたフラットパネルディスプレイ装置を提供することである。

特に、本発明の技術的課題は、漏洩インダクタンスを確保しながらも小型化が可能なスリム型トランスフォーマー及びこれを用いたフラットパネルディスプレイ装置を提供することである。

さらに、本発明の技術的課題は、寄生キャパシタンスを低めながらも小型化が可能なスリム型トランスフォーマー及びこれを用いたフラットパネルディスプレイ装置を提供することである。

本発明が達成しようとする技術的課題は以上で言及した技術的課題に限定されず、言及しなかった他の技術的課題は以下の記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明らかに理解可能であろう。

一実施例によるトランスフォーマーは、上部コア及び下部コアを有するコア部と、前記コア部内に配置されたコイル部とを含み、前記コイル部は、第１方向に巻線された第１コイルと、前記第１方向と反対の第２方向に巻線された第２コイルと、平板状を有する第３コイルとを含み、前記上部コアは、ボディー部と、前記ボディー部から突出した第１レッグ部及び第２レッグ部と、前記第１レッグ部及び前記第２レッグ部の間に形成された離隔部とを含み、前記第１レッグ部は、二つの第１外足、及び前記二つの第１外足の間に配置される第１中足を含み、前記第２レッグ部は、二つの第２外足、及び前記二つの第２外足の間に配置される第２中足を含み、前記第１コイルは前記第１中足を取り囲むように配置され、前記第２コイルは前記第２中足を取り囲むように配置される。

例えば、前記第２コイルは前記第１コイル上に厚さ方向に一部が重畳するように配置されることができる。

例えば、前記第３コイルは前記第１中足を取り囲むように配置されることができる。

例えば、前記第１コイルの端部及び前記第２コイルの端部は第１側に引き出され、前記第３コイルの端部は前記第１側と対向する第２側に引き出されることができる。

例えば、前記第１コイルから第３コイルのうちので少なくとも一つは一部が前記コア部の外側にもっと突出することができる。

例えば、前記二つの第１外足及び前記二つの第２外足は平面上で並んで配置され、前記第１中足及び前記第２中足は平面上に並んで配置されることができる。

例えば、前記第１レッグ部の総平面積は前記第２レッグ部の総平面積より大きくてもよい。

例えば、前記第１中足の平面積に対する前記二つの第１外足の平面積の比、または前記第２中足の平面積に対する前記二つの第２外足の平面積の比は０．６５～０．８であることができる。

例えば、前記コア部の平面積に対する前記第２レッグ部の平面積の比は０．０４～０．０８であることができる。

例えば、前記第１コイルと第２コイルとの間に絶縁層がさらに配置されることができる。

例えば、前記第１コイルと第３コイルとの間に絶縁層がさらに配置されることができる。

例えば、トランスフォーマーは、前記コア部内に配置されたボビンをさらに含むことができる。

例えば、前記上部コア及び前記下部コアのうちの少なくとも一つは、前記第１中足と前記第２中足との間にリセスを有することができる。

例えば、トランスフォーマーは、前記上部コアと前記下部コアとを電気的に短絡させるコア短絡部をさらに含むことができる。

また、一実施例による回路基板は、基板と、前記基板上に形成された回路部と、前記回路部と電気的に連結されたトランスフォーマーとを含み、前記トランスフォーマーは、上部コア及び下部コアを有するコア部と、前記コア部内に配置されたコイル部とを含み、前記コイル部は、第１方向に巻線された第１コイルと、前記第１方向と反対の第２方向に巻線された第２コイルと、平板状を有する第３コイルとを含み、前記上部コアは、ボディー部と、前記ボディー部から突出した第１レッグ部及び第２レッグ部と、前記第１レッグ部及び前記第２レッグ部の間に形成された離隔部とを含み、前記第１レッグ部は、二つの第１外足と、前記二つの第１外足の間に配置される第１中足とを含み、前記第２レッグ部は、二つの第２外足と、前記二つの第２外足の間に配置される第２中足とを含み、前記第１コイルは前記第１中足を取り囲むように配置され、前記第２コイルは前記第２中足を取り囲むように配置されることができる。

実施例によるトランスフォーマーは、コアの共有によって漏洩インダクタンスを確保するためのインダクタを内蔵するので、小型化が可能である。よって、これを含むフラットパネルディスプレイ装置もスリム化に有利である。

また、本発明は、一コアと他のコアとを短絡させるコア短絡部によって寄生キャパシタンスを低めることができるので、電気カップリングによる性能劣化を防止することができる。

本発明で得られる効果は以上で言及した効果に限定されず、言及しなかった他の効果は以下の記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明らかに理解可能であろう。

一般的なスリム型トランスフォーマー構成の一例を示す分解斜視図である。 スリム型トランスフォーマーの高さ変化と漏洩インダクタンスとの関係を示すグラフである。 １次コイルと２次コイルとの間の距離変化と寄生キャパシタンスとの関係を示すグラフである。 一実施例によるトランスフォーマー構成の一例を示す分解斜視図である。 一実施例によるコア構成の一例を示す図である。 一実施例によるボビン形態の一例を示す図である。 一実施例によるトランスフォーマーの巻線方向を説明するための図である。 一実施例によるトランスフォーマーの巻線方向が有する効果を説明するための図である。 一実施例によるトランスフォーマーの放熱部を説明するための図である。

本発明は多様な変更を加えることができ、さまざまな実施例を有することができるが、特定の実施例を図面に例示しながら説明しようとする。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解しなければならない。

「第１」、「第２」などのような序数を含む用語は多様な構成要素を説明するのに使えるが、前記構成要素は前記用語によって限定されない。前記用語は一構成要素を他の構成要素と区別する目的のみで使われる。例えば、本発明の権利範囲を逸脱しない範囲内で第２構成要素は第１構成要素と名付けることができ、同様に第１構成要素も第２構成要素と名付けることができる。及び／またはという用語は複数の関連した記載の項目の組合せまたは複数の関連した記載の項目のうちのいずれか項目を含む。

ある構成要素が他の構成要素に「連結」されているまたは「接続」されていると言及したときには、その他の構成要素に直接的に連結されているかまたは接続されていることもできるが、中間にさらに他の構成要素が存在することもできると理解しなければならないであろう。一方、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結」されているか「直接接続」されていると言及したときには、中間にさらに他の構成要素が存在しないものと理解しなければならないであろう。

実施例の説明において、各層（膜）、領域、パターンまたは構造が基板、各層（膜）、領域、パッドまたはパターンの「上（ｏｎ）」にまたは「下（ｕｎｄｅｒ）」に形成されるという記載は、直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）または他の層を介在して形成されるものを全部含む。各層の上または下に対する基準は図面を基準に説明する。また、図面で各層（膜）、領域、パターンまたは構造物の厚さや大きさは説明の明確性及び便宜のために変形可能であるので、実際の大きさをそのまま反映するものではない。

本出願で使用する用語は単に特定の実施例を説明するために使用するものであり、本発明を限定しようとするものではない。単数の表現は、文脈上で明白に他に指示しない限り、複数の表現を含む。本出願で、「含む」又は「有する」などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらの組合せが存在することを指定しようとするものであり、一つ又はそれ以上の他の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらの組合せの存在又は付加の可能性を予め排除しないものと理解しなければならない。

他に定義しない限り、技術的又は科学的な用語を含めてここで使う全ての用語は本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が一般的に理解しているものと同じ意味を有している。一般的に使われる辞書に定義されているもののような用語は関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有するものと解釈しなければならなく、本出願で明白に定義しない限り、理想的に又は過度に形式的な意味と解釈しない。

以下、添付図面に基づいて本実施例によるトランスフォーマーを詳細に説明する。

図３は一実施例によるトランスフォーマー構成の一例を示す分解斜視図であり、図４は一実施例によるコア構成の一例を示す図である。

説明の便宜のために、図３でボビンの図示は省略し、ボビンの一構成例は図５を参照して後述する。

図３及び図４を一緒に参照すると、一実施例によるトランスフォーマー１００は、コア部１１１、１１２と、コイル部１２０、１３０、１４０とを含むことができ、コイル部１２０、１３０、１４０は、１次コイル１２０、２次コイル部１３０、及びインダクタコイル１４０を含むことができる。以下、各構成要素を詳細に説明する。

コア部１１１、１１２は磁気回路の特性を持って磁束通路の役割を果たすことができる。コア部１１１、１１２は、上側で結合される上部コア１１１と、下側で結合される下部コア１１２とを含むことができる。二つのコア１１１、１１２は互いに上下に対称状であることもでき、非対称状であることもできる。ただ、以下の開示では、説明の便宜のために、上下に対称状であるものと仮定し、よって図４ではその一つである上部コア１１１のみを示す。

コア部１１１、１１２を構成する上部コア１１１及び下部コア１１２のうちの少なくとも一つは平板状のボディー部、及びボディー部から厚さ方向に突出し、所定の方向に延びた複数のレッグ部を含むことができる。複数のレッグ部は、平面上で一軸（ここでは、ｙ軸）方向に沿って延び、他軸（ここでは、ｘ軸）方向に沿って互いに離隔して配置された二つの第１外足ＴＯＬ１、ＴＯＬ２及び二つの第１外足ＴＯＬ１、ＴＯＬ２の間に配置された一つの第１中足ＴＣＬを含む第１レッグ部と、一軸（すなわち、ｙ軸）方向に沿って延び、他軸（すなわち、ｘ軸）方向に沿って互いに離隔して配置された二つの第２外足ＩＯＬ１、ＩＯＬ２及び二つの第２外足ＩＯＬ１、ＩＯＬ２の間に配置された一つの第２中足ＩＣＬを含む第２レッグ部とを含むことができる。ここで、第１レッグ部と第２レッグ部との間には互いに離隔してなる隙間、すなわち離隔部が形成されることができる。

ここで、第１レッグ部ＴＯＬ１、ＴＣＬ、ＴＯＬ２はトランスフォーマーのコアとして主に機能し、第２レッグ部ＩＯＬ１、ＩＣＬ、ＩＯＬ２は漏洩インダクタンスを確保するためのインダクタのコアとして主に機能する。言い換えれば、一実施例によるコア部１１１、１１２は単一（すなわち、一体型）のコア部の構成によってトランスフォーマー及びインダクタの両磁性素子のコアの機能を一緒に果たす。このような構成により、トランスフォーマーのみのためのコアとインダクタのみのためのコアとを別に備える場合に比べて、小型化に有利である。

四つの外足ＴＯＬ１、ＴＯＬ２、ＩＯＬ１、ＩＯＬ２は互いに同じ幅ａ１を有することができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、トランスフォーマーとして主に機能する第１外足ＴＯＬ１、ＴＯＬ２の幅は互いに同一であるが、インダクタとして主に機能する第２外足ＩＯＬ１、ＩＯＬ２の幅とは互いに異なることができる。また、二つの中足ＴＣＬ、ＩＣＬの幅ａ２は互いに同一であることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、二つの中足ＴＣＬ、ＩＣＬの幅は互いに異なることもできる。

トランスフォーマーのコアとして主に機能する第１レッグ部ＴＯＬ１、ＴＣＬ、ＴＯＬ２とインダクタのコアとして主に機能する第２レッグ部ＩＯＬ１、ＩＣＬ、ＩＯＬ２とは一方向（ｙ軸）に沿って一定の距離ｂ２で離隔することで、二つの第１外足ＴＯＬ１、ＴＯＬ２と二つの第２外足ＩＯＬ１、ＩＯＬ２との間、及び第１中足ＴＣＬと第２中足ＩＣＬとの間にはそれぞれ離隔部が形成されることができる。

ここで、離隔部は中足及び外足のｙ軸方向への延長を遮断し、コアでインダクタとして主に機能する部分とトランスフォーマーとして主に機能する部分とを分割する境界になることができる。

このような離隔部のうち、第１中足ＴＣＬと第２中足ＩＣＬとの間に形成された中足離隔部では、図６ａに示すように、１次コイル１２０及びインダクタコイル１４０の少なくとも一部が厚さ方向（すなわち、ｚ軸方向）に重畳することができる。二つのコイル１２０、１４０が重畳するというのは、中足離隔部で厚さ方向にもっと大きな収容空間が必要であることを意味することができ、各コイル１２０、１４０の発熱も重畳するので、より大きい発熱が発生することを意味することができる。したがって、コイル収容空間の確保と放熱の促進のために、上部コア１１１及び下部コア１１２のうちの少なくとも一方には中足離隔部の中央部にリセスＲＣが配置されることができる。リセスＲＣが配置されることにより、当該部分のコア厚さが薄くなってコイル配置のための空間が確保されることはもちろんのこと、上部コア１１１では上方に、かつ下部コア１１２では下方に伝熱経路が短縮して放熱性能が向上することができる。図４を基準に、上部コア１１１の場合、リセスＲＣはｚ軸方向に陥没した形態に形成されることができ、平面形状は四角形であるものとして示されているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、大きさも多様に変更されることができることは当業者に明らかである。

一方、コア部１１１、１１２を構成する一つのコア、例えば図４の上部コア１１１を基準に総平面積（すなわち、ａ＊ｂ）に対する四つの外足ＴＯＬ１、ＴＯＬ２、ＩＯＬ１、ＩＯＬ２及び二つの中足ＴＣＬ、ＩＣＬの平面積の和の比は０．１５～０．３０であることができる。よって、総平面積に対する、外足や中足が配置されていない残りの領域（以下、便宜上「オープン領域」または「溝部」という）の比は０．７～０．８５であることができる。

総平面積に対して外足及び中足の平面積が占める比が増加すれば、直列インダクタンスは増加し、トランスフォーマーの磁化インダクタンスは減少する。反対に、総平面積に対するオープン領域の比が増加すれば、直列インダクタンスは減少し、トランスフォーマーの磁化インダクタンスは増加する。

中足の面積に対する外足の面積の比はａ２：２＊ａ１で、０．６５～０．８であることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。これは、巻線による磁路形成は主に中足を中心に形成されるからである。

また、第１レッグ部ＴＣＬ、ＴＯＬ１、ＴＯＬ２の総平面積は第２レッグ部ＩＣＬ、ＩＯＬ１、ＩＯＬ２の総平面積より大きくてもよい。

また、コアの総平面積に対する、インダクタとして主に機能するインダクタ部の面積比、すなわちｂ：ｂ３は０．０４～０．０８であることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。この面積比が大きくなるほど直列インダクタンスは増加する。

これまで説明した各面積比は１次コイル１２０とインダクタコイル１４０の巻線比が１：１の場合を仮定したものであり、コイル間の巻線比による調整が可能であることは当業者に明らかである。

上部コア１１１と下部コア１１２とが上下に結合されるとき、上部コア１１１の四つの外足ＴＯＬ１、ＴＯＬ２、ＩＯＬ１、ＩＯＬ２及び二つの中足ＴＣＬ、ＩＣＬのそれぞれは、下部コア１１２の対応する外足及び中足と対向するようになる。ここで、互いに対向する外足対または中足対のうちの少なくとも一部の間には所定の距離（例えば、１０～１００μｍであるが、必ずしもこれに限定されるものではない）のギャップ（ｇａｐ）が形成されることができる。言い換えれば、上部コア１１１と下部コア１１２とが結合されるとき、二つの中足対と四つの外足対が形成されるので、最大６個のギャップが形成されることができる。よって、ギャップが形成される位置及び個数を制御して多様な仕様を具現することができる利点もある。例えば、トランスフォーマーとして主に機能する中足ＴＣＬ対、インダクタとして主に機能する中足ＩＣＬ対、及び二つの外足ＩＯＬ１、ＩＯＬ２対のそれぞれに総４地点にギャップを形成する場合、インダクタンス偏差の管理に有利であることができる。他の例として、６個のギャップを全部形成する場合、発熱部位が最大に分散されるので、発熱特性に有利であることができる。ギャップの形成には、所定の厚さを有し、絶縁性を有するスペーサーを互いに対向する中足または外足の間に挿入する方式を適用することができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。

一方、コア部１１１、１１２は、磁性物質、例えば鉄またはフェライトを含むことができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。

１次コイル１２０はトランスフォーマーとして主に機能する中足ＴＣＬを中心に巻線されることができ、インダクタコイル１４０はインダクタとして主に機能する中足ＩＣＬを中心に巻線されることができる。各コイル１２０、１４０の上下にはコア部１１１、１１２及び隣接した他のコイル１２０、１３０、１４０の間の絶縁のための絶縁層（図示せず）が配置されることもできる。絶縁層は、ケトン、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）系、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、シリコン、及びエポキシ系のうちの少なくとも１種の物質を含むことができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。

１次コイル１２０及びインダクタコイル１４０は、剛性導体金属、例えば銅導電線が螺旋形または平面螺旋形に数回巻かれた多重巻線（ｗｉｎｄｉｎｇ）であることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、各コイル１２０、１４０としては、繊維原糸で包まれたエナメルワイヤ（ＵＳＴＣ ｗｉｒｅ）、リッツ（Ｌｉｔｚ）ワイヤ、三重絶縁ワイヤ（ＴＩＷ：Ｔｒｉｐｌｅ Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｗｉｒｅ）などを適用することができる。

１次コイル１２０及びインダクタコイル１４０のそれぞれを構成する両導電線の４端部は同じ方向に引き出されることができる。

２次コイル部１３０は、平板状の第１プレート１３１及び第２プレート１３２を含むことができる。第１プレート１３１及び第２プレート１３２は導電性金属（例えば、銅またはアルミニウム）を含むことができ、それぞれは互いに左右対称の平面形状を有することができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。第１プレート１３１及び第２プレート１３２はトランスフォーマーとして主に機能する中足ＴＣＬを中心に整列及び積層されてそれぞれ１ターンを形成することができ、少なくとも両プレート１３１、１３２の間には上述した絶縁層が配置されることが好ましい。各プレート１３１、１３２の端部は同じ方向に引き出されることができる。ここで、引出方向は１次コイル１２０及びインダクタコイル１４０のそれぞれを構成する両導電線の４端部が引き出される方向とは反対であることが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。

一方、上述したコイル部１２０、１３０、１４０のうちの少なくとも一つは一部が前記コア部１１１、１１２の外側にもっと突出することもできる。

図５は一実施例によるボビン形態の一例を示す。図５では、図２とは違い、１次コイル１２０、２次コイル部１３０、及びインダクタコイル１４０の図示が省略され、ボビン１５０がさらに示されている。

図５を参照すると、上部コア１１１と下部コア１１２との間にボビン１５０が配置されることができる。ボビン１５０は、上部プレート１５１、下部プレート１５２、第１中空１５３、第２中空１５４、第１ターミナルＴ１、及び第２ターミナルＴ２を含むことができる。

上部プレート１５１と下部プレート１５２とは厚さ方向（すなわち、ｚ軸方向）に所定の間隔で離隔することができ、離隔空間には１次コイル１２０及びインダクタコイル１４０が巻線及び収容されることができる。前述したように、１次コイル１２０及びインダクタコイル１４０を構成する各導線の端部が同じ方向に引き出される場合、引き出された各端部は第１ターミナルＴ１を構成する複数の個別ターミナルに電気的に連結されることができる。ここで、下部プレート１５２の第１中空１５２の側部には１次コイル１２０及びインダクタコイル１４０を構成する各導線の端部が第１ターミナルＴ１に引き出される通路を所定の角度に形成する傾斜部１５５が配置されることができる。傾斜部１５５が配置される場合、ターンを形成せず、第１ターミナルＴ１の方向に引き出される各導線の端部が厚さ方向に上部プレート１５１と下部プレート１５２との間の空間を占めなくなるので、巻線数の増大に寄与することができる。

下部プレート１５２の底面には２次コイル部１３０が配置されることができ、２次コイル部１３０を構成する第１プレート１３１及び第２プレート１３２のそれぞれの端部は第２ターミナルＴ２と電気的に連結されることができる。すなわち、下部プレート１５２によって２次コイル部１３０は１次コイル１２０及びインダクタコイル１４０から少なくとも下部プレート１５２の厚さの分だけ離隔し、これにより絶縁距離の確保が可能である。

第１ターミナルＴ１及び第２ターミナルＴ２のそれぞれを構成する複数の個別ターミナルは、ボビン１５０の中心から遠くなる方向に延びるとき、一定の傾斜路を成して高さを確保してから垂直方向に折り曲げられる、いわゆるフランジ型構造を有することができる。このようなフランジ型構造を有することにより、トランスフォーマー１００がパワー供給ユニット（ＰＳＵ）の基板に配置された中空内に実装されることができ、これによりパワー供給ユニット（ＰＳＵ）内でトランスフォーマー１００の高さによる影響を減少させてスリム化にもっと寄与することができるようになる。ここで、パワー供給ユニット（ＰＳＵ）は、基板及び基板上に形成された回路部を含む回路基板を含み、トランスフォーマー１００は回路基板上で回路部と電気的に連結されることができる。

一方、第１中空１５３はコア部１１１、１１２のインダクタとして主に機能する中足ＩＣＬが貫通することができ、第２中空１５４はコア部１１１、１１２のトランスフォーマーとして主に機能する中足ＴＣＬが貫通することができる。

以下では、図６ａ及び図６ｂを参照して１次コイル１２０及びインダクタコイル１４０の巻線方向を説明する。

図６ａは一実施例によるトランスフォーマーの巻線方向を説明するための図であり、図６ｂは一実施例によるトランスフォーマーの巻線方向が有する効果を説明するための図である。

まず、図６ａを参照すると、実施例による１次コイル１２０とインダクタコイル１４０とは互いに反対方向に巻線されることができる。例えば、１次コイル１２０は時計方向に、かつインダクタコイル１４０は反時計方向に巻線されることができる。もちろん、これは例示的なものであり、１次コイル１２０は反時計方向に、かつインダクタコイル１４０は時計方向にそれぞれ巻線されることもできる。このように、１次コイル１２０とインダクタコイル１４０との巻線方向が反対である理由は図６ｂを参照して説明する。

まず、図６ｂの上端を参照すると、１次コイル１２０が時計方向に、かつインダクタコイル１４０が反時計方向にそれぞれ巻線される場合、１次コイル１２０によって発生する磁束の方向とインダクタコイル１４０によって発生する磁束の方向とが各中足では同一であるので磁束補強の形態が現れる。反対に、各外足では、１次コイル１２０によって発生する磁束の方向とインダクタコイル１４０によって発生する磁束の方向とが反対になって磁束相殺の形態が現れる。このような場合、実験で１次コイル１２０及びインダクタコイル１４０のそれぞれが１３ターンの場合は４１００μＨのインダクタンスが発生し、１２ターンの場合は３６１０μＨのインダクタンスが発生した。

これとは違い、図６ｂの中間のように、１次コイル１２０及びインダクタコイル１４０のそれぞれの巻線方向が同一である場合、図６ａとは反対に、各中足では磁束相殺が、各外足では磁束補強が現れる。このような場合、実験で、１次コイル１２０及びインダクタコイル１４０のそれぞれが１３ターンの場合は１９４６μＨのインダクタンスが発生し、１２ターンの場合は１７０６μＨのインダクタンスが発生することから、図６ａのように巻線方向が反対の場合に比べて格段なインダクタンスの下落を示した。結局、優れた漏洩インダクタンス値を得るためには、１次コイル１２０及びインダクタコイル１４０のそれぞれの巻線方向が互いに反対であることが好ましいことが分かる。

一方、図６ｂの下端に示すように、外足が一体型に形成される場合には、１次コイル１２０及びインダクタコイル１４０のそれぞれの巻線方向が反対であると言っても、各外足で発生する磁束相殺の影響が各中足領域まで及ぶことにより、中足領域での補強特性が低下する。このような場合、漏洩インダクタンス値の低下だけでなく発熱の増大まで引き起こすので、離隔部によって外足の延長を遮断することが好ましい。

本発明の一実施例によれば、放熱性能の向上のために、コア部１１１、１１２に放熱部を配置することもできる。これを図７に基づいて説明する。

図７は一実施例によるトランスフォーマーの放熱部を説明するための図である。

図７を参照すると、コア部１１１、１１２を構成する上部コア１１１及び下部コア１１２のうち少なくとも一つのオープン領域に、例えば上部コア１１１の場合は底面のオープン領域、下部コア１１２の場合は上面のオープン領域に放熱部１６０が配置されることができる。放熱部１６０は耐熱性及び熱伝導性に優れた素材、例えばグラファイト（Ｇｒａｐｈｉｔｅ）及びＰＩ（ポリイミドカプトン）テープのうちの少なくとも１種を含むフィルム形態を有することができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。放熱部１６０はコア部１１１、１１２の外部まで延びてパワー供給ユニット（ＰＳＵ）などのハウジングまたは放熱板に接触することで、トランスフォーマー１００の内部で発生する熱を迅速に放出させることに寄与することができる。

一方、他の実施例によれば、１次コイル１２０と２次コイル部１３０との間の垂直距離が低くなるほど増加する寄生キャパシタンスを制御するために、トランスフォーマーはコア短絡部（図示せず）をさらに含むことができる。コア短絡部はコア部１１１、１１２の互いに対向する両側面または一側面に配置されて上部コア１１１と下部コア１１２とを電気的に互いに短絡させる機能を果たすことができる。短絡のために、コア短絡部の少なくとも一部は上部コア１１１と接触（すなわち、電気的に連結）し、上部コア１１１と接触する部分を除いて残った部分の少なくとも一部は下部コア１１２と接触することができる。また、上部コア１１１と下部コア１１２との短絡のためにコア短絡部は伝導性物質を含むことができ、トランスフォーマー全体のスリム化のために薄膜形態を有することができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、コア短絡部は銅薄膜（ｃｏｐｐｅｒ ｆｏｉｌ）であってもよく、円形または多角形の断面形状を有する導線形態を有してもよい。他の例として、コア短絡部は四角形ではない多角形または円形の平面形状を有する薄膜形状を有することもできる。

以上で実施例に基づいて説明したが、これはただ例示のものであるだけで、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば本実施例の本質的特性を外れない範囲内で以上で例示しなかったさまざまな変形及び応用が可能であることが分かるであろう。例えば、実施例に具体的に示した各構成要素は変形して実施することができるものである。そして、このような変形及び応用に関連した相違点は添付の特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈しなければならない。

Claims (10)

1. 上部コア及び下部コアを有するコア部と、
   前記コア部内に配置されたコイル部と、を含み、
   前記コイル部は、
   第１方向に巻線された第１コイルと、
   前記第１方向と反対の第２方向に巻線された第２コイルと、
   平板状を有する第３コイルと、を含み、
   前記上部コアは、
   ボディー部と、
   前記ボディー部から突出した第１レッグ部及び第２レッグ部と、
   前記第１レッグ部及び前記第２レッグ部の間に形成された離隔部と、を含み、
   前記第１レッグ部は、二つの第１外足、及び前記二つの第１外足の間に配置される第１中足を含み、
   前記第２レッグ部は、二つの第２外足、及び前記二つの第２外足の間に配置される第２中足を含み、
   前記第１コイルは前記第１中足を取り囲むように配置され、
   前記第２コイルは前記第２中足を取り囲むように配置される、トランスフォーマー。
2. 前記第２コイルは前記第１コイル上に厚さ方向に一部が重畳するように配置される、請求項１に記載のトランスフォーマー。
3. 前記第３コイルは前記第１中足を取り囲むように配置される、請求項２に記載のトランスフォーマー。
4. 前記第１コイルの端部及び前記第２コイルの端部は第１側に引き出され、前記第３コイルの端部は前記第１側と対向する第２側に引き出される、請求項１に記載のトランスフォーマー。
5. 前記第１コイルから第３コイルのうちので少なくとも一つは一部が前記コア部の外側にもっと突出する、請求項１に記載のトランスフォーマー。
6. 前記二つの第１外足及び前記二つの第２外足は平面上に並んで配置され、
   前記第１中足及び前記第２中足は平面上に並んで配置される、請求項１に記載のトランスフォーマー。
7. 前記第１レッグ部の総平面積は前記第２レッグ部の総平面積より大きい、請求項１に記載のトランスフォーマー。
8. 前記第１中足の平面積に対する前記二つの第１外足の平面積の比、または前記第２中足の平面積に対する前記二つの第２外足の平面積の比は０．６５～０．８である、請求項６に記載のトランスフォーマー。
9. 前記コア部の平面積に対する前記第２レッグ部の平面積の比は０．０４～０．０８である、請求項１に記載のトランスフォーマー。
10. 前記上部コア及び前記下部コアのうちの少なくとも一つは、前記第１中足と前記第２中足との間にリセスを有する、請求項１に記載のトランスフォーマー。

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