KR100657645B1 - 보조코어가 구비된 트랜스포머 - Google Patents

보조코어가 구비된 트랜스포머 Download PDF

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KR100657645B1
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Abstract

본 발명은 인버터에 사용되는 트랜스포머에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LCD의 액정셀 후면에서 광을 제공하는 백라이트를 구동하기 위한 인버터의 회로를 보호하고 상부와 하부에 누설되는 자속을 차단하거나 분할하여 자계의 영역을 축소함으로써 트랜스포머의 효율성을 증대시킨 보조코어가 구비된 트랜스포머에 관한 것이다.
본 발명에 따른 보조코어가 구비된 트랜스포머는, 외주면에 저압코일과 고압코일을 권선하고 내부에는 중공부를 형성하며 양단에는 접속단자가 구비된 보빈과, 상기 보빈의 중공부에 결합하는 내부코어와 상기 보빈의 둘레에 결합하는 외부코어로 이루어진 주코어를 포함하는 트랜스포머에 있어서, 상기 외부코어의 하측 중앙부에 직교방향으로 설치된 하부 보조코어를 더 포함하여 구성한다.
또한, 상기 외부코어의 상측 중앙부에 직교방향으로 상부 보조코어를 더 포함하여 구성한다.
이와 같이 구성한 본 발명은, 트랜스포머의 상부 또는 하부로 누설되는 자속을 상기 상·하부 보조코어로 분할함으로써 자계 영역을 줄여 상기 트랜스포머의 상부 또는 하부에 위치하는 회로 장치에 대한 전자파 장애를 감소한다. 또한, 트랜스포머의 전력 손실을 개선하고 발열에 따른 열화현상을 제거하여 트랜스포머의 특성값을 우수하게 하는 효과를 가져온다.
트랜스포머, 코어, 보빈, 보조코어, 인버터, 백라이트, 램프.

Description

보조코어가 구비된 트랜스포머{A transformer having auxiliary core}
도 1은 종래 기술에 따른 트랜스포머를 사용한 LCD 모듈에 형성되는 자속을 보여주는 개략적인 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 보조코어가 구비된 트랜스포머를 보여주는 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 보조코어에 의해 트랜스포머의 하부로 형성되는 자속이 분할된 모습을 보여주는 개략적인 단면도.
도 4와 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 보조코어가 구비된 트랜스포머를 보여주는 분해 사시도와 결합 사시도.
도 6(a)(b)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 보조코어가 구비된 트랜스포머를 보여주는 단면도.
도 7(a)(b)(c)(d)는 본 발명의 제2 실시예에 사용되는 캡코어를 보여주는 사시도.
도 8과 도 9(a)(b)는 본 발명의 제3 실시예에 따라 상·하부에 보조코어가 구비된 트랜스포머를 보여주는 정면도 및 단면도.
도 10(a)(b)와 도 11(a)(b)(c)는 본 발명의 상·하부 보조코어가 구비된 트랜스포머의 또다른 실시예를 보여주는 정면도 및 단면도.
도 12(a)(b)는 본 발명의 상·하부 보조코어가 구비된 트랜스포머의 또다른 실시예를 보여주는 사시도 및 단면도.
도 13(a)(b)는 본 발명에 따라 다수의 보빈을 사용한 보조코어가 구비된 트랜스포머를 보여주는 사시도 및 개략도.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
100 : 트랜스포머 110 : 보빈
120, 120' : 주코어 130 : 하부 보조코어
131, 151 : 바닥판부 132, 152 : 지지부
133 : 153 : 돌출 지지부 140 : 캡코어
121, 121', 141 : 외부코어 122, 122', 142 : 내부코어
150 : 상부 보조코어
본 발명은 인버터에 사용되는 트랜스포머에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LCD의 액정셀 후면에서 광을 제공하는 백라이트를 구동하기 위한 인버터의 회로를 보호하고 상부와 하부에 누설되는 자속을 차단하거나 분할하여 자계의 영역을 축소함으로써 트랜스포머의 효율성을 증대시킨 보조코어가 구비된 트랜스포머에 관한 것이다.
최근 들어 디스플레이 디바이스의 발전으로 LCD 모니터 및 LCD TV가 널리 보급되고 있는데, 이러한 LCD와 같은 디스플레이의 대부분은 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 장치이기 때문에 광을 조사하기 위한 별도의 광원 즉, 소형이면서 고전력 효율을 가진 백라이트 유닛(BLU)을 요구한다. 또한, 상기 백라이트 유닛에 사용되는 인버터는 트랜스포머에 의해 LCD 액정셀에 역광을 제공하는 백라이트 어셈블리에 설정된 주파수의 안정된 구동 전압을 제공한다.
이때, 상기 트랜스포머는 교류 전류의 전압을 증가시키거나 감소시키는 장치로서 일반적으로 큰 자석 코어 주위에 몇 개의 전선코일을 와인딩함으로써 제조된다. 그리고, 전압을 변경해야 할 입력회로와 상기 변경(변환)된 전압이 사용되는 출력회로에 코일을 연결하고 입력회로의 교류전류가 저압코일을 통과할 때, 상기 교류전류에 응답하여 세기와 방향이 변화되는 자속(磁束)에 의해 자계가 발생된다. 자속 변화는 고압코일에서의 교류전압을 유도하고 각 코일에서의 권선비가 변압비를 결정한다.
이러한 상기 인버터에 사용되는 종래의 트랜스포머는 코일이 와인딩되는 보빈과 자로(磁路)를 형성하는 코어의 결합으로 구성한다. 이때, 상기 보빈은 중공부를 형성한 보빈몸체부의 양측에 저압단자와 고압단자를 구비한 저압 단자기판과 고압 단자기판을 형성하고 상기 보빈몸체부에 코일격벽을 중심으로 한측에는 저압코일을 또다른 한측에는 고압코일을 권선한다.
그리고, 상기 코어는 상기 보빈에 결합되어 보빈을 감싸 양측 코일에 흐르는 전류에 의해 자로가 형성되는 것으로 상기 보빈몸체부의 중공부에 삽입되는 내부코어와 상기 내부코어와 일체형의 외부코어로 형성되는 두개의 "E"형 코어의 결합으로 이루어지거나, 상기 중공부에 꽉차게 삽입되는 일자형의 "I" 코어와 상기 "I" 코어가 삽입된 보빈의 상부에서 "U"형 코어를 끼워 파지시키는 방식의 코어로 이루어져 트랜스포머를 구성한다.
이와 같이, 보빈과 코어의 결합으로 구성되는 트랜스포머는 인버터에 장착되어 전압, 전류의 크기를 변환하거나 임피던스를 바꾸는데 사용되는데, 종래 LCD 모듈에 사용되는 트랜스포머에서 누설되어 형성되는 자속을 도 1을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
LCD 모듈(30)은 도시한 바와 같이, 액정 LCD 플레이트(5) 후면에 광을 제공하는 백라이트 유닛(BLU, 4)이 지지판넬(3)에 의해 구성된다. 그리고, 백라이트 유닛(4)에 포함된 EL, LED, CCFL 등의 램프(32)에 전력을 공급하는 트랜스포머(1)가 인쇄회로기판(2)에 실장되어 인버터를 구성하고, 상기 지지판넬(3)의 후방에 위치하게 된다.
이때, 인쇄회로기판(2)에 실장된 트랜스포머(1)는 트랜스포머의 효율성을 위해 상기 금속으로된 지지판넬(3)과 소정간격 이격되게 위치한다. 그러나, 이격된 간격은 트랜스포머의 성능이 향상되고 고전압을 발생하면서 기능을 상실하게 되고, 입력회로의 교류전류가 저압코일을 통과할 때 상기 교류전류에 응답하여 자속에 의해 세기와 방향이 변화되는 자계가 발생하게 되는데 이때 코어에 의해 형성되는 자로이외를 통과하는 누설자속은 상기 금속으로 된 지지판넬(3)에 영향을 미쳐 트랜 스포머(1)의 전력 손실을 일으키고 특성값을 내리는 등의 문제점을 발생한다.
또한, 트랜스포머(1)의 하부로 누설되는 자속은 지지판넬(3)에 영향을 미쳐 전자파장애(EMI)가 발생하게 되고 트랜스포머(1)의 전류편차가 커지게 되며 열화현상을 야기한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 인쇄회로기판에 실장된 트랜스포머의 상부와 하부에 누설되는 자속을 분할할 수 있도록 보조코어가 구비된 트랜스포머를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 트랜스포머의 전력 손실을 개선하고 발열에 따른 열화현상을 제거하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 트랜스포머는, 외주면에 저압코일과 고압코일을 권선하고 내부에는 중공부를 형성하며 양단에는 접속단자가 구비된 보빈과, 상기 보빈의 중공부에 결합하는 내부코어와 상기 보빈의 둘레에 결합하는 외부코어로 이루어진 주코어를 포함하는 트랜스포머에 있어서, 상기 외부코어의 하측 중앙부에 직교방향으로 설치된 하부 보조코어를 더 포함하여, 상기 트랜스포머의 하부에 형성되는 자속을 분할할 수 있도록 구성한다.
이때, 상기 주코어는 서로 마주보는 두 개의 캡코어로 이루어지는데, 상기 캡코어는 상기 보빈의 양측면의 절반을 덮을 수 있는 양측부와 상기 보빈의 전면 또는 후면을 완전히 덮을 수 있는 수직부로 이루어진 외부코어와, 상기 수직부에 일체로 형성되고 상기 중공부의 절반의 길이를 갖는 내부코어로 이루어진다.
그리고, 상기 하부 보조코어는 상기 보빈의 폭보다 긴 길이를 갖는 직사각형의 바닥판부와, 상기 외부코어의 양측부의 저면에 근접하도록 상기 바닥판부의 양 끝단부에서 돌출된 지지부로 이루어진다.
바람직하게 상기 하부 보조코어의 바닥판부의 길이는 보빈에 결합한 주코어의 폭과 동일한 길이를 가지도록 구성되고, 상기 하부 보조코어의 바닥판부의 폭은 상기 보빈 길이의 1/3 ∼ 1/5를 가진다.
또한, 상기 하부 보조코어의 지지부의 두께는 상기 외부코어 양측부의 두께와 동일하도록 구성하고, 상기 지지부는 상기 외부코어의 양측부 저면으로부터 이격되게 위치하도록 구성한다.
그리고, 또다른 실시예로 상기 주코어는 서로 마주보는 두 개의 캡코어로 이루어지고, 상기 캡코어는 상기 보빈의 상면의 절반을 덮을 수 있는 크기의 상판부와 상기 보빈의 양측면의 절반을 덮을 수 있는 양측부와 상기 보빈의 전면 또는 후면을 완전히 덮을 수 있는 수직부로 이루어진 외부코어와, 상기 수직부에 일체로 형성되고 상기 중공부의 절반의 길이를 갖는 내부코어로 이루어진다.
이때, 상기 외부코어의 양측부는 일부 또는 전체가 개방되도록 구성될 수 있다.
또한, 또다른 실시예로 외주면에 저압코일과 고압코일을 권선하고 내부에는 중공부를 형성하며 양단에는 접속단자가 구비된 보빈과, 상기 보빈의 중공부에 결합하는 내부코어와 상기 보빈의 둘레에 결합하는 외부코어로 이루어진 주코어를 포 함하는 트랜스포머에 있어서, 상기 외부코어의 하측 중앙부에 직교방향으로 설치된 하부 보조코어뿐만 아니라 상기 외부코어의 상측 중앙부에 직교방향으로 설치된 상부 보조코어를 더 포함하여 상기 트랜스포머의 상부와 하부에 형성되는 자속을 분할하도록 구성한다.
이에 더하여, 별도로 상기 주코어는 상기 주코어의 외부코어는 상기 내부코어와 동일한 높이로 형성되어 상기 보빈에 결합되고, 상기 외부코어의 하측 중앙부에 직교방향으로 설치된 하부 보조코어와, 상기 외부코어의 상측 중앙부에 직교방향으로 설치된 상부 보조코어를 더 포함하여 구성할 수 있다.
그리고, 상기 상·하부 보조코어는 상기 보빈의 폭보다 긴 길이를 갖는 직사각형의 바닥판부와, 각각 상기 외부코어의 양측부 상면과 외부코어의 양측부 저면에 근접하도록 상기 바닥판부의 양 끝단부에서 돌출된 지지부로 이루어진다.
바람직하게, 상기 상·하부 보조코어의 바닥판부는 상기 보빈 길이의 1/3 ∼ 1/5 의 폭을 가진다. 그리고, 상기 상·하부 보조코어의 지지부는 두께가 상기 외부코어의 양측부의 두께와 동일하도록 구성하고, 상기 상·하부 보조코어의 지지부는 각각 상기 외부코어의 양측부 상면과 양측부 저면으로부터 이격되게 위치하도록 구성한다.
또한, 상기 상부 보조코어는 보빈에 결합한 주코어의 폭과 동일한 길이를 가지는 직사각형의 판형상으로 구성할 수 있으며, 필요에 따라 트랜스포머의 상기 외부코어는 상측 중앙부에 상기 상부 보조코어가 끼워져 고정될 수 있는 크기의 안착부를 형성한다.
더불어, 본 발명에 따른 상기 상·하부 보조코어는 절연 테이프 또는 절연지 등의 절연체에 의해 외부코어의 상면과 저면으로부터 상기 절연체의 크기만큼 이격되게 위치하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 상부 보조코어와 상기 하부 보조코어는 바닥판부의 중심부측에 보빈방향으로 돌출된 돌출 지지부를 포함하도록 구성하여, 상기 돌출 지지부에 의해 보조코어 바닥판부의 양끝단부에 형성된 지지부는 외부코어의 상면 또는 저면과 이격되게 위치할 수 있다.
또한, 상기 트랜스포머는 필요에 따라 두 개 이상의 보빈을 병렬로 이웃하도록 형성하고, 상기 이웃한 보빈에 결합되는 상기 외부코어의 하측 중앙부에 직교방향으로 설치된 하부 보조코어와, 상기 외부코어의 상측 중앙부에 직교방향으로 설치된 상부 보조코어를 더 포함하여 구성한다.
그리고, 상기 트랜스포머는 필요에 따라 두 개 이상의 보빈을 직렬로 이웃하여 일체형으로 형성하고, 상기 보빈에 결합되는 상기 외부코어의 하측에 직교방향으로 설치된 다수개의 하부 보조코어와, 상기 외부코어의 상측에 직교방향으로 설치된 다수개의 상부 보조코어를 더 포함하여 구성한다.
이때, 상기 상부 보조코어는 상기 하나의 보빈을 감싸는 외부코어 부분의 상측 중앙부에 위치하고, 상기 하부 보조코어는 상기 하나의 보빈의 절반을 감싸는 외부코어 부분의 하측에 위치하여 각각 2개씩의 상·하부 보조코어가 트랜스포머에 형성된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 보조코어가 구비된 트랜스포머를 보여주는 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 보조코어에 의해 트랜스포머의 하부로 형성되는 자속이 분할된 모습을 보여주는 개략적인 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 트랜스포머 구조(100)는 저압코일과 고압코일이 권선되는 보빈(110)과 상기 보빈의 외측을 감싸며 둘레에 결합하는 주코어(120)와 상기 보빈의 하부에 결합되는 하부 보조코어(130)의 결합으로 이루어진다.
이때, 상기 보빈(110)은 양측으로 저압단자(111a)와 고압단자(111b)를 구비한 저압 단자기판(112a)과 고압 단자기판(112b)을 형성하고 상기 단자기판(112a, 112b) 사이에 일체형으로 그 내부에 단자기판(112a, 112b)의 가로 길이와 동일 폭의 "E"형 코어 즉 주코어(120)를 양방향에서 삽입할 수 있도록 중공부(113)를 형성한 보빈몸체부(118)와 상기 보빈몸체부(118)의 외주면을 저압코일 권선부(114)와 고압코일 권선부(115)로 나누는 코일격벽(116) 및 상기 고압코일 권선부(115)를 일정한 간격으로 분할하는 다수개의 슬릿(117)으로 구성된다.
또한, 상기 주코어(120)는 서로 마주보는 두 개의 캡코어로 이루어지는데 상기 캡코어는 상기 보빈(110)의 중공부(113)에 삽입되는 내부코어(122)와 상기 내부코어(122)와 일체형으로 상기 보빈의 측면을 감싸는 외부코어(121)로 형성되어 "E"형의 형상을 가지고 상기 보빈(110)의 양측에 결합한다.
다시 말하면, 상기 "E"형의 형상을 가지는 캡코어, 즉 주코어(120)는 상기 보빈(110)의 양측면의 절반을 덮을 수 있는 양측부와 상기 보빈의 전면 또는 후면을 완전히 덮을 수 있는 수직부로 이루어진 외부코어(121)와, 상기 수직부에 일체로 형성되고 상기 중공부(113)의 절반의 길이를 갖는 내부코어(122)로 이루어진다.
이때, 상기 주코어(120)는 또다른 형태로서 상기 중공부(113)에 꽉차게 삽입되는 일자형의 "I" 코어와 상기 "I"코어가 삽입된 보빈의 상부에서 "U"형 코어를 끼워 파지시키는 방식으로 장착하여 트랜스포머를 구성할 수 있다.
그리고, 상기 하부 보조코어(130)는 하부에 형성되는 누설자속을 분할하여 트랜스포머(100) 하부에 자계의 영향을 최소화할 수 있도록 상기 보빈몸체부(118)의 하측 중앙부를 감싸도록 보빈에 직교방향으로 설치되어 구성하는데, 상기 보빈(110)의 보빈몸체부(118)의 폭을 포함할 수 있는 길이의 바닥판부(131)와, 상기 바닥판부(131)의 양 끝단부에 돌출된 지지부(132)로 이루어져 바람직하게는 "ㄷ"자 형상을 가지도록 구성한다.
이와 같이 구성된 하부 보조코어(130)는 저압코일과 고압코일이 감긴 트랜스포머(100)에서 상기 보빈몸체부(118)의 하측 중앙부를 감싸며 직교방향으로 위치하여 절연 테이핑 과정에서 상기 트랜스포머(100)에 고정되는데 결과적으로 상기 외부코어(122)의 하측 중앙부에 직교방향으로 위치된다.
이때, 상기 지지부(132)는 상기 보빈몸체부(118)의 측면을 일부 감쌀 수 있도록 돌출되어 상기 하부 보조코어(130)가 절연 테이핑 시 양측방향으로 흔들리지 않도록 하고, 상기 지지부(132)의 끝단부는 외부코어(121)의 저면에 근접하도록 형성하는데 바람직하게는 보조코어가 주코어(120)에 미치는 영향을 최소화할 수 있도 록 외부코어(121)의 저면과 이격되게 위치한다.
또한, 상기 하부 보조코어(130)의 지지부(132)는 바람직하게 상기 외부코어(121) 양측부의 두께와 동일한 두께를 가지도록 구성한다.
그리고, 상기 하부 보조코어의 바닥판부(131)의 길이는 바람직하게 보빈에 결합한 상기 주코어(120)의 폭과 동일한 길이를 가진다.
더불어, 상기 하부 보조코어(130)는 필요에 따라 주코어를 형성하는 페라이트 소재와 다른 재질의 페라이트 소재를 사용하여 트랜스포머의 하부에 누설되는 자속의 분할이 용이하도록 구성한다.
도 3을 참조하면, 상기 트랜스포머(100)는 상기 보빈(110)에 감긴 저압코일과 고압코일에 흐르는 전류에 의해 주코어(120)에서 주코어(120)로 흐르는 자로를 형성하고 상부와 하부로 누설되는 자속에 의해 자계(A, B) 즉 전기장을 형성한다.
이때, 하부 보조코어(130)는 상기 트랜스포머(100)의 하부에 누설되는 자속을 분할하여 자계영역(B) 즉, 자기장을 축소한다. 이에따라, 상기 트랜스포머(100)를 사용한 LCD 모듈(30)에 있어서 자속에 의한 영향을 최소화해 전자파 장애를 차폐할 뿐만 아니라 트랜스포머의 출력시 전류편차를 줄이는 효과를 가져온다.
도 4와 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 보조코어가 구비된 트랜스포머를 보여주는 분해 사시도와 결합 사시도이고, 도 6(a)(b)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 보조코어가 구비된 트랜스포머를 보여주는 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 트랜스포머(100)는 보빈(110)과 주코어로 구성된다. 이때, 상기 주코어는 트랜스포머(100)의 하부에 결합 되는 하부 보조코어(130)와 상기 보빈의 상부를 덮을 수 있는 크기의 두개의 캡코어(140)로 구성된다.
일반적으로 상기 트랜스포머(100)의 상부에 자속의 영향을 받는 모듈 장치를 설치할 때는 상기 장치가 누설되는 자속에 의해 영향을 받지 않도록 일정 간격이상 이격되게 설치한다. 이러한 이격된 간격을 줄여 장치의 설치가 용이하도록 상기 캡코어(140)는 상기 트랜스포머(100)의 상부로 자로를 형성하고 누설되는 자속을 차단한다.
이때, 상기 캡코어(140)는 상기 보빈몸체부(118)의 상면의 절반을 덮을 수 있는 크기의 상판부(141a)와 상기 보빈몸체부(118)의 양 측면의 절반을 덮을 수 있는 크기의 양측부(141b)와 상기 보빈몸체부(118)의 중공부(113)를 커버하고 보빈(110)의 전면을 덮을 수 있는 크기의 수직부(141c)로 이루어지는 외부코어(141)와, 상기 수직부(141c)와 일체형으로 상기 양측부(141b)와 동일한 방향으로 돌출되어 상기 보빈몸체부(118)의 중공부(113)에 꽉차게 결합되고 상기 중공부(113) 길이의 절반 길이를 가지는 내부코어(142)가 일체형으로 이루어진다.
이렇게 구성한 두 개의 캡코어(140)는 상기 보빈(110)의 양측에 상기 내부코어(142)가 삽입되면서 결합되어 상기 수직부(141c)에 의해 보빈의 전면과 후면이 차단되고, 상기 상판부(141a)에 의해 상기 보빈(110)의 상부에 누설되는 자속을 차단한다.
그리고, 상기 하부 보조코어(130)는 상기 캡코어(140)의 폭과 동일한 길이를 가지는 바닥판부(131)와 양 끝단부에 돌출한 지지부(132)로 이루어져, 상기 보빈 (110)의 보빈몸체부(118)의 하측 중앙부를 일부 감싸며 상기 캡코어(140)의 외부코어 하측 중앙부에 직교방향으로 설치된다.
바람직하게, 상기 하부 보조코어(130)는 바닥판부(131)의 폭이 상기 보빈(110) 길이의 1/3 ∼ 1/5의 크기를 가지도록 형성하며, 고압코일이 권선된 보빈몸체부(118)의 고압코일 권선부(115)를 가능한 한 포함하지 않도록 위치하는데, 이는 저압코일과 고압코일에서 유도되는 고압의 전류에 의해 상기 하부 보조코어(130)가 타버리는 것을 방지하기 위함이다.
도 6(a)(b)의 단면도를 참조하여 상기 하부 보조코어(130)의 형상을 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
상기 하부 보조코어(130)는 도 6(a)를 참조하면, 상기 보빈(110)의 하측에 위치하여 주코어의 하부에 형성되는 자속을 분할하고 상기 자속에 의해 형성되는 자계영역을 최소화한다. 그리고, 상기 하부 보조코어(130)의 지지부(132)는 보빈몸체부(118)의 측면에 돌출되어 캡코어(140)의 양측부(141c) 저면과 소정간격(a) 이격되게 위치하는데 바람직하게 상기 캡코어(140)의 양측부 두께와 동일한 두께를 가지고, 상기 바닥판부(131)의 길이는 바람직하게 상기 캡코어(140)의 폭과 동일한 길이를 가진다.
이때, 상기 지지부(132)와 캡코어(140)가 형성하는 간격(a)은 상기 하부 보조코어(130)와 캡코어(140)가 접면하여 상기 하부 보조코어(130)에 의해 캡코어(140)가 간섭영향을 받고 원래의 트랜스포머(100)가 가지는 특성값 및 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 상기 하부 보조코어(130)는 도 6(b)를 참조하면, 보빈(110)의 크기와 형상에 따라 상기 지지부(132)가 캡코어(140) 양측부(141c)의 저면과 이격되어 간격(a)을 유지할 수 있도록 필요에 따라 바닥판부(131)의 중심부측에 보빈방향으로 돌출된 돌출 지지부(133)를 형성한다.
도 7(a)(b)(c)(d)는 본 발명의 제2 실시예에 사용하는 상부 캡코어를 보여주는 사시도이다. 도시한 바와 같이, 상기 캡코어(140)는 보빈(110)과의 결합이 용이하도록 다양한 구조를 가진다.
도 7(a)는 캡코어의 내부코어와 양측부의 전면이 동일선상을 가지도록 형성한 것이고, 도 7(b)는 캡코어의 양측부가 일부 개구된 형상이며, 도 7(c)는 보빈의 형상에 따라 상기 내부코어를 양측부의 저면과 동일선상에 위치하도록 형성한 것이다. 또한, 도 7(d)는 캡코어의 양측부를 개방하여 코어의 제작을 용이하도록 한 것이다.
도 8과 도 9(a)(b)는 본 발명의 제3 실시예에 따라 상부와 하부에 보조코어가 구비된 트랜스포머를 보여주는 정면도 및 단면도이다.
도시한 바와 같이, 제3 실시예에 따른 트랜스포머(100)는 저압코일과 고압코일이 권선된 보빈(110)과, 상기 보빈(110)의 측면을 감싸고 둘레에 결합하는 외부코어(121)와 보빈의 중공부(113)에 삽입되는 내부코어(122)로 이루어진 주코어(120)의 결합으로 이루어지는데, 하부에 누설되어 형성되는 자속을 분할할 수 있도록 하부 보조코어(130)를 설치하고, 상기 하부 보조코어(130)와 대응하는 트랜스포머(100)의 상측에 직교방향으로 상부 보조코어(150)를 더 포함하여 구성한다.
이와 같이 설치한 상기 상부 보조코어(150)에 의해 상기 트랜스포머(100)는 하부 뿐만 아니라 상부에 누설되는 자속 또한 분할하여 이웃하는 장치의 구성요소가 상기 트랜스포머(100)의 누설되는 자속이 형성하는 자계에 의해 영향을 받지 않도록 한다.
이에 따라, 상기 상부 보조코어(150)는 주코어의 외부코어(121) 상측 중앙부에 직교방향으로 설치되고 절연 테이프 등에 의해 테이핑 되어 트랜스포머(100)에 고정된다. 이때, 상기 상부 보조코어(150)는 외부코어(121)의 상면과 소정간격(a') 이격되도록 위치하고 필요에 따라 절연 테이프 또는 절연지와 같은 절연체를 이용한다.
그리고, 도 9(a)에 도시한 바와 같이, 상기 상부 보조코어(150)는 상기 하부 보조코어(130)와 동일한 형상을 가지는 것으로 상기 보빈(110)의 폭보다 긴 길이를 가지며 바람직하게 주코어의 폭과 동일한 길이를 가지는 직사각형의 바닥판부(151)와 상기 바닥판부(151)의 양 끝단부에서 돌출된 지지부(152)로 이루어진다.
이때, 상기 하부 보조코어(130)의 지지부(132)와 상기 상부 보조코어(150)의 지지부(152)는 바람직하게 상기 외부코어(121)의 양측부 두께와 동일한 두께를 가지고, 각각 상기 외부코어(121)의 양측부 상면 또는 저면과 소정 간격(a, a') 이격되게 위치한다.
또한, 도 9(b)를 참조하면 상기 상부 보조코어(150)는 외부코어(121)의 상면과 이격된 간격(a')을 유지하기 위해 필요에 따라 바닥판부(151)의 중심부측에 보빈방향으로 돌출된 돌출 지지부(153)를 더 포함하여 구성한다.
도 10(a)(b)와 도 11(a)(b)는 본 발명의 제3 실시예에 같이 상·하부 보조코어가 구비된 트랜스포머의 또다른 실시예를 보여주는 평면도 및 단면도이다.
도시한 바와 같이, 상기 상부 보조코어(150a)는 직사각형의 판형상으로 보빈(110)과 주코어(120)가 결합된 트랜스포머(100)의 폭 즉, 주코어(120)의 폭과 동일한 길이를 가지며, 상기 상부 보조코어(150a)의 폭은 상기 보빈(110)의 1/3 ∼1/5 의 크기를 갖는다.
이때, 상기 직사각형의 판형상을 가지는 상부 보조코어(150a)는 절연테이프 또는 절연지등의 절연체에 의해 상기 외부코어(121)의 상면과 소정의 간격을 가지며 이격되게 위치하고 절연 테이핑 등의 과정에 의해 고정되도록 구성한다.
또한, 테이핑 과정이나 사용시 흔들리지 않고 안정적으로 고정될 수 있도록 필요에 따라, 상기 트랜스포머(100)의 상부에 위치하는 상부 보조코어(150a)는 양끝단이 보빈의 측면을 감싸는 외부코어(121)의 상측 중앙부에 형성된 안착부(123)에 끼워져 상기 외부코어의 상측 중앙부에 위치한다.
또한, 상기 안착부(123)는 상기 상부 보조코어(150a)가 외부코어(121)의 상측 중앙부에 직교방향으로 위치할 수 있도록 형성되며 상기 상부 보조코어(150a)가 끼워져 고정될 수 있는 크기를 가진다.
또한, 도 10(b)는 주코어를 제외한 트랜스포머를 보여주는 도면으로 참조하면, 상기 상부 보조코어(150a)가 주코어에 위치할 때 가능한 한 상기 주코어의 외부코어 상측으로 돌출되지 않도록 상기 상부 보조코어(150a)가 위치하는 보빈몸체부의 상측 슬릿(117)의 일부 또는 전체를 제거해 상기 상부 보조코어(150a)는 이웃 하는 코일격벽(116)과 슬릿(117) 사이에 위치하도록 한다.
그리고, 이때 하부 보조코어(130a)는 상기 상부 보조코어(150a)와 동일한 판형상으로 구성할 수 있으며 보빈몸체부 하측의 이웃하는 코일격벽(116)과 슬릿(117) 사이에 위치한다.
따라서, 도 11(a)를 참조하면 상기 상부 보조코어(150a)는 상기 외부코어(121)에 형성된 안착부(123)에 끼워져 위치하고 트랜스포머(100)의 상부에 누설되는 자속을 분할한다. 또한, 도 11(b)를 참조하면 상기 상부 보조코어(150a)의 길이는 상기 보빈의 폭보다는 길고 보빈에 결합된 상태의 주코어의 폭보다는 작으며, 상기 안착부(123)는 상기 상부 보조코어(150a)가 외부코어(121)에 끼워져 위치할 수 있도록 상기 외부코어(121)의 내측, 즉 보빈측의 외부코어(121)에 형성된다.
그리고, 도 11(c)를 참조하면 상기 상부 보조코어(150a)의 길이는 상기 보빈(110)의 폭과 동일한 길이를 가지고 상기 보빈에 결합된 주코어의 외부코어(121) 사이에 끼워져 보빈의 상측에 위치한다.
또한, 도 11(a)(b)(c)와 같이 상기 상부 보조코어(150a)는 필요에 따라 외부코어(121)와의 간격(a')를 유지하기 위해 상기 안착부(123)에 절연 테이프 또는 절연지 등의 절연체(124)를 끼워 넣는다.
도 12(a)(b)는 본 발명의 상·하부 보조코어가 구비된 트랜스포머의 또다른 실시예를 보여주는 사시도 및 단면도이다.
도시한 바와 같이, 상부 보조코어(150)와 하부 보조코어(130)가 설치되는 트랜스포머(100)에 있어서, 상기 상·하부 보조코어(150, 130)의 설치가 용이하도록 또다른 실시예로 보빈(110)에 결합하는 주코어(120')의 형상을 변화시킬 수 있다.
이때, 상기 주코어(120')는 저압코일과 고압코일이 권선된 보빈(110)의 측면을 감싸고 둘레에 결합하는 외부코어(121')와 보빈의 중공부(113)에 삽입되는 내부코어(122')로 이루어지는데, 상기 주코어(120')의 외부코어(121')는 상기 내부코어(122')와 동일한 높이로 형성되어 상기 보빈에 결합된다.
따라서, 상기 주코어(120')는 동일한 높이를 가지는 두 개의 "E"형 코어로 이루어지고, 보빈에 결합되었을 때 상기 보빈몸체부(118)의 상부측은 일부 개구된다. 그리고, 상기 상부 보조코어(150)는 상기 보빈몸체부(118)를 감싸면서 외부코어(122')의 상측 중앙부에 직교방향으로 위치하고, 상기 하부 보조코어(130)는 상기 보빈몸체부(118)를 감싸면서 외부코어(122')의 하측 중앙부에 직교방향으로 위치한다.
도 12(b)를 참조하면, 상기 내부코어(122')의 높이와 동일한 높이를 가지는 외부코어(121')는 코일이 권선된 보빈(110)에 결합되고, 상기 상부 보조코어(150)는 보빈의 측면을 일부 감싸면서 상기 외부코어(121')의 상면과 소정 간격(a') 이격되게 위치한다. 또한, 상기 하부 보조코어(130)는 보빈의 측면을 일부 감싸면서 상기 외부코어(121')의 저면과 소정 간격(a) 이격되게 위치한다.
그리고, 상기 상부 보조코어(150)의 지지부(152)와 하부 보조코어(130)의 지지부(132)는 상기 외부코어(122')의 양측부 두께와 동일한 두께를 가진다.
이와 같이 형성되는 상부 보조코어와 하부 보조코어를 포함하는 트랜스포머는 보빈몸체부의 중공부에 삽입되는 내부코어(122, 122')와 상기 내부코어(122, 122')와 일체형의 외부코어(121, 121')로 형성되는 두개의 "E"형 주코어(120, 120') 뿐만 아니라, 상기 중공부에 꽉차게 삽입되는 일자형의 "I" 코어와 상기 "I" 코어가 삽입된 보빈의 상부에서 "U"형 코어를 끼워 파지시키는 방식의 주코어를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 상부 보조코어(150, 150a)와 하부 보조코어(130, 130a)는 트랜스포머의 상부와 하부에 누설되는 자속을 분할하여 자계 영역을 축소하는데, 이때 상기 트랜스포머는 단일 보빈 뿐만 아니라 병렬 혹은 직렬로 다수개의 보빈을 사용하여 구성할 수 있고 상기 상·하부 보조코어는 상기 다수개의 보빈을 사용한 트랜스포머에도 적용 가능한다.
도 13(a)(b)는 본 발명에 따라 다수의 보빈을 사용한 보조코어가 구비된 트랜스포머를 보여주는 사시도 및 개략도로서, 도 13(a)를 참조하면, 상기 병렬로 위치한 두개의 보빈(110)과 상기 보빈(110)의 측면을 감싸는 주코어(120)의 결합으로 이루어진 트랜스포머의 상부에는 상기 두개의 보빈을 감싼 주코어(120)의 외부코어(121) 상측 중앙부에 직교방향으로 상부 보조코어(150)를 더 포함하고, 상기 외부코어(121)의 하측 중앙부에 직교방향으로 하부 보조코어(130)를 더 포함하여 구성한다.
또한, 도 13(b)를 참조하면, 상기 직렬로 위치하여 두 개의 보빈이 일체형으로 형성된 보빈(110')과 상기 보빈(110')의 측면을 감싸는 주코어(도시하지 않음.)의 결합으로 이루어진 트랜스포머의 상부에는 상기 외부코어의 상측에 직교방향으로 다수개의 상부 보조코어(150)를 더 포함하고, 상기 외부코어의 하측에 직교방향 으로 다수개의 하부 보조코어(130)를 더 포함하여 구성한다.
이때, 상기 보빈(110')은 한측 즉, 일체형으로 형성된 보빈 중 하나의 보빈에 고압코일 권선부(115)와 저압코일 권선부(114)를 형성하고, 타측 즉 다른 하나의 보빈에 저압코일 권선부(114)와 고압코일 권선부(115)를 형성하여 저압코일과 고압코일이 권선된다.
그리고, 상기 상부 보조코어(150)는 한측의 상기 저압코일 권선부(114)와 고압코일 권선부(115)를 형성하는 하나의 보빈을 감싸는 외부코어 부분의 상측 중앙부에 하나를 형성하고 다른 하나의 보빈을 감싸는 외부코어 부분의 상측 중앙부에 또 하나를 구성하여 바람직하게는 2개의 상부 보조코어(150)가 트랜스포머에 구성된다.
또한, 상기 하부 보조코어(130)는 상기 상부 보조코어(150)와 대응하는 위치로 외부코어의 하측에 하나씩 구성하여 2개의 하부 보조코어(130)가 트랜스포머에 구성된다.
도 13(a)(b)와 같이 형성되는 상기 상·하부 보조코어(150, 130)는 상기 이웃하는 보빈(110, 110')의 전체 폭을 포함할 수 있는 길이, 바람직하게는 외부코어의 폭과 동일한 길이를 가진다. 또한, 상기 상·하부 보조코어(150, 130)는 상기 보빈(110) 길이의 1/3 ∼ 1/5의 폭을 가진다.
이와 같이, 저압코일과 고압코일이 권선되는 트랜스포머의 하부에 하부 보조코어를 포함하고, 상부에 상부 보조코어를 구성함으로써 상기 트랜스포머의 상부 또는 하부에 형성되는 자속을 차단 또는 분할한다.
이상에서 설명한 본 발명은 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 보조코어가 구비된 트랜스포머는, 트랜스포머의 상부 또는 하부에 형성되는 자속을 보조코어를 이용해 분할함으로써 누설되는 자속에 의해 형성되는 자계 영역을 줄이고 이웃하는 장치에 대한 전자파 장애를 감소하고 발열에 따른 열화현상을 제거한다.
또한, 캡코어에 의한 코어 단면적의 증가는 트랜스포머의 전력 손실을 개선한다.

Claims (19)

  1. 외주면에 저압코일과 고압코일을 권선하고 내부에는 중공부를 형성하며 양단에는 접속단자가 구비된 보빈과, 상기 보빈의 중공부에 결합하는 내부코어와 상기 보빈의 둘레에 결합하는 외부코어로 이루어진 주코어를 포함하는 트랜스포머에 있어서,
    상기 외부코어의 하측 중앙부에 직교방향으로 설치된 하부 보조코어를 더 포함하여, 상기 트랜스포머의 하부에 형성되는 자속을 분할하는 것을 특징으로 하는 보조코어가 구비된 트랜스포머.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 주코어는 서로 마주보는 두 개의 캡코어로 이루어지고,
    상기 캡코어는 상기 보빈의 양측면의 절반을 덮을 수 있는 양측부와 상기 보빈의 전면 또는 후면을 완전히 덮을 수 있는 수직부로 이루어진 외부코어와, 상기 수직부에 일체로 형성되고 상기 중공부의 절반의 길이를 갖는 내부코어로 이루어진 것을 특징으로 하는 보조코어가 구비된 트랜스포머.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 하부 보조코어는 상기 보빈의 폭보다 긴 길이를 갖는 직사각형의 바닥판부와, 상기 외부코어의 양측부의 저면에 근접하도록 상기 바닥판부의 양 끝단부에서 돌출된 지지부로 이루어진 것을 특징으로 하는 보조코어가 구비된 트랜스포머.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 하부 보조코어의 바닥판부의 폭은 상기 보빈 길이의 1/3 ∼ 1/5인 것을 특징으로 하는 보조코어가 구비된 트랜스포머.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 하부 보조코어의 바닥판부의 길이는 보빈에 결합한 주코어의 폭과 동일한 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 보조코어가 구비된 트랜스포머.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 하부 보조코어의 지지부의 두께는 상기 외부코어 양측부의 두께와 동일하고, 상기 지지부는 상기 외부코어의 양측부 저면으로부터 이격되게 위치하는 것을 특징으로 하는 보조코어가 구비된 트랜스포머.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 주코어는 서로 마주보는 두 개의 캡코어로 이루어지고,
    상기 캡코어는 상기 보빈의 상면의 절반을 덮을 수 있는 크기의 상판부와 상기 보빈의 양측면의 절반을 덮을 수 있는 양측부와 상기 보빈의 전면 또는 후면을 완전히 덮을 수 있는 수직부로 이루어진 외부코어와, 상기 수직부에 일체로 형성되고 상기 중공부의 절반의 길이를 갖는 내부코어로 이루어진 것을 특징으로 하는 보조코어가 구비된 트랜스포머.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 외부코어의 양측부가 개방된 것을 특징으로 하는 보조코어가 구비된 트랜스포머.
  9. 외주면에 저압코일과 고압코일을 권선하고 내부에는 중공부를 형성하며 양단에는 접속단자가 구비된 보빈과, 상기 보빈의 중공부에 결합하는 내부코어와 상기 보빈의 둘레에 결합하는 외부코어로 이루어진 주코어를 포함하는 트랜스포머에 있어서,
    상기 외부코어의 하측 중앙부에 직교방향으로 설치된 하부 보조코어와;
    상기 외부코어의 상측 중앙부에 직교방향으로 설치된 상부 보조코어를 더 포함하여, 상기 트랜스포머의 상부와 하부에 형성되는 자속을 분할하는 것을 특징으로 하는 보조코어가 구비된 트랜스포머.
  10. 외주면에 저압코일과 고압코일을 권선하고 내부에는 중공부를 형성하며 양단에는 접속단자가 구비된 보빈과, 상기 보빈의 중공부에 결합하는 내부코어와 상기 보빈의 둘레에 결합하는 외부코어로 이루어진 주코어를 포함하는 트랜스포머에 있 어서,
    상기 주코어의 외부코어는 상기 내부코어와 동일한 높이를 가지도록 형성되어 상기 보빈에 결합되고;
    상기 외부코어의 하측 중앙부에 직교방향으로 설치된 하부 보조코어와;
    상기 외부코어의 상측 중앙부에 직교방향으로 설치된 상부 보조코어를 더 포함하여, 상기 트랜스포머의 상부와 하부에 형성되는 자속을 분할하는 것을 특징으로 하는 보조코어가 구비된 트랜스포머.
  11. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 상·하부 보조코어는 상기 보빈의 폭보다 긴 길이를 갖는 직사각형의 바닥판부와, 각각 상기 외부코어 양측부의 상면과 외부코어 양측부의 저면에 근접하도록 상기 바닥판부의 양 끝단부에서 돌출된 지지부로 이루어진 것을 특징으로 하는 보조코어가 구비된 트랜스포머.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 상·하부 보조코어의 바닥판부는 상기 보빈 길이의 1/3 ∼ 1/5 의 폭을 가지며, 상기 상·하부 보조코어의 지지부는 구께가 상기 외부코어 양측부의 두께와 동일하도록 구성하고 각각 상기 외부코어의 양측부 상면과 저면으로부터 이격되게 위치하는 것을 특징으로 하는 보조코어가 구비된 트랜스포머.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 상부 보조코어는 보빈에 결합한 주코어의 폭과 동일한 길이를 가지는 직사각형의 판형상인 것을 특징으로 하는 보조코어가 구비된 트랜스포머.
  14. 제 9항 또는 13항에 있어서,
    상기 외부코어는 상측 중앙부에 상기 상부 보조코어가 끼워져 고정될 수 있는 크기의 안착부를 형성한 것을 특징으로 하는 보조코어가 구비된 트랜스포머.
  15. 제 1항, 제 9항 또는 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상·하부 보조코어는 절연 테이프 또는 절연지 등의 절연체에 의해 외부코어의 상면과 저면으로부터 이격되게 위치하는 것을 특징으로 하는 보조코어가 구비된 트랜스포머.
  16. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 상부 보조코어와 상기 하부 보조코어는 바닥판부의 중심부측에 보빈방향으로 돌출된 돌출 지지부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 보조코어가 구비된 트랜스포머.
  17. 외주면에 저압코일과 고압코일을 권선하고 내부에는 중공부를 형성하며 양단에는 접속단자가 구비된 보빈과, 상기 보빈의 중공부에 결합하는 내부코어와 상기 보빈의 둘레에 결합하는 외부코어로 이루어진 주코어를 포함하는 트랜스포머에 있어서,
    상기 보빈은 두 개 이상을 병렬로 이웃하도록 형성하고;
    상기 이웃한 보빈에 결합되는 상기 외부코어의 하측 중앙부에 직교방향으로 설치된 하부 보조코어와;
    상기 외부코어의 상측 중앙부에 직교방향으로 설치된 상부 보조코어를 더 포함하여, 상기 트랜스포머의 상부와 하부에 형성되는 자속을 분할하는 것을 특징으로 하는 보조코어가 구비된 트랜스포머.
  18. 외주면에 저압코일과 고압코일을 권선하고 내부에는 중공부를 형성하며 양단에는 접속단자가 구비된 보빈과, 상기 보빈의 중공부에 결합하는 내부코어와 상기 보빈의 둘레에 결합하는 외부코어로 이루어진 주코어를 포함하는 트랜스포머에 있어서,
    상기 보빈은 두 개 이상을 직렬로 이웃하여 일체형으로 형성하고;
    상기 보빈에 결합되는 상기 외부코어의 하측에 직교방향으로 설치된 다수개의 하부 보조코어와;
    상기 외부코어의 상측에 직교방향으로 설치된 다수개의 상부 보조코어를 더 포함하여, 상기 트랜스포머의 상부와 하부에 형성되는 자속을 분할하는 것을 특징으로 하는 보조코어가 구비된 트랜스포머.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 상부 보조코어는 상기 하나의 보빈을 감싸는 외부코어 부분의 상측 중앙부에 위치하고, 상기 하부 보조코어는 상기 하나의 보빈을 감싸는 외부코일 부분의 하측 중앙부에 위치하여 각각 2개씩의 상·하부 보조코어가 상기 외부코일 상측과 하측에 형성되는 것을 특징으로 하는 보조코어가 구비된 트랜스포머.
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