KR100709313B1 - 인버터용 트랜스포머 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터(inverter)에 사용되는 트랜스포머에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LCD의 액정셀 후면에서 광을 제공하는 백라이트를 구동하기 위한 인버터의 회로를 보호할 뿐만 아니라 트랜스포머의 효율성을 증대시키는 인버터용 트랜스포머 모듈에 관한 것이다.

본 발명에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈은, 저압코일과 고압코일이 권선되고 가운데에 중공부를 형성한 파이프 형상의 보빈몸체부와 상기 보빈몸체부의 양측에 접속단자가 구비된 단자기판을 일체형으로 가지는 박판타입의 보빈과, 상기 보빈의 중공부에 삽입되는 "I" 자 형상의 중코어와, 상기 중코어가 삽입된 보빈의 저면을 덮을 수 있는 크기로 상부가 개구된 뚜껑형상의 캡코어의 결합으로 이루어진다.

이와 같이 구성한 본 발명은, 보빈이 캡코어의 상부에 끼워져 결합되고 상기 캡코어의 바닥판부의 두께에 의해 하부와 차단되기 때문에 LCD 모듈을 구성할 때 하부에 형성되는 지지판넬에 트랜스포머의 자계가 영향을 미치지 않게 차단하고 이에 따라 회로구동의 안정성을 높인다.

또한, 캡코어에 의해 전체 코어의 단면적이 넓어지고 자로가 다향한 방향으로 형성되기 때문에 트랜스포머의 전력 손실을 개선하고 전자파 장애를 감소한다. 그리고, 발열에 따른 열화현상을 제거하여 트랜스포머의 특성값을 우수하게 하는 효과를 가져온다.

트랜스포머, 변압기, 코어, 보빈, 인버터, 백라이트, 램프.

Description

인버터용 트랜스포머 모듈{Transformer module for Inverter}

도 1은 종래 기술에 따른 인버터용 트랜스포머를 보여주는 분해 사시도.

도 2는 종래 기술에 따른 인버터용 트랜스포머의 사용상태를 나타내는 개략적인 회로 구성도.

도 3은 종래 기술에 따른 인버터용 트랜스포머를 사용한 LCD 모듈을 보여주는 개략적인 단면도.

도 4(a)(b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈을 보여주는 분해 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈에 사용되는 보빈을 보여주는 사시도.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈을 보여주는 결합 사시도.

도 7(a)(b)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈을 보여주는 분해 사시도와 결합 사시도.

도 8(a)(b)는 본 발명에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈에 형성된 자로를 보여주는 개략도.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈을 보여주는 분해 사시도.

도 10(a)은 본 발명의 제 4실시예에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈을 보여주는 분해 사시도.

도 10(b)는 본 발명의 인버터용 트랜스포머 모듈에 사용되는 또다른 보빈을 보여주는 사시도.

도 11은 본 발명의 인버터용 트랜스포머 모듈에 사용되는 캡코어를 보여주는 사시도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

100 : 인버터용 트랜스포머 모듈

110 : 보빈 120 : 중코어

130, 130'' : 캡코어 131 : 바닥판부

132 : 측판부 133a, 133b : 전면판부, 후면판부

본 발명은 인버터(inverter)에 사용되는 트랜스포머에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LCD의 액정셀 후면에서 광을 제공하는 백라이트를 구동하기 위한 인버터의 회로를 보호할 뿐만 아니라 트랜스포머의 효율성을 증대시키는 인버터용 트랜스포머 모듈에 관한 것이다.

최근 들어 디스플레이 디바이스의 발전으로 LCD 모니터 및 LCD TV가 널리 보급되고 있다. 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.

또한, 트랜스포머는 교류 전류의 전압을 증가시키거나 감소시키는 장치이다. 이들은 일반적으로 큰 자석 코어 주위에 몇 개의 전선코일을 와인딩함으로써 제조된다. 전압을 변경해야 할 입력회로와 상기 변경(변환)된 전압이 사용되는 출력회로에 코일을 연결하고 입력회로의 교류전류가 저압코일을 통과할 때, 상기 교류전류에 응답하여 세기와 방향이 변화되는 자계가 발생된다. 자속 변화는 고압코일에서의 교류전압을 유도하고 각 코일에서의 권선비가 변압비를 결정한다.

상기 인버터에 사용되는 종래의 트랜스포머를 도 1을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

도시한 바와 같이, 종래의 트랜스포머 모듈(1)은 양측으로 저압단자(11a)와 고압단자(11b)를 구비한 저압 단자기판(12a)과 고압 단자기판(12b)을 형성하고 상기 단자기판(12a, 12b) 사이에 일체형으로 그 내부에 단자기판(12a, 12b)의 가로 길이와 동일 폭의 "E"형 코어(20)를 양방향에서 삽입할 수 있도록 중공부(13)를 형성한 보빈몸체부(18)와 상기 보빈몸체부(18)의 외주면을 저압코일 권선부(14)와 고 압코일 권선부(15)로 나누는 코일격벽(16) 및 상기 고압코일 권선부(15)를 일정한 간격으로 분할하는 다수개의 슬릿(17)으로 구성된 보빈(10)과, 상기 보빈(10)의 중공부(13)에 삽입되는 중코어(21)와 상기 중코어(21)와 일체형의 외부코어(22)로 형성되는 "E"형 코어(20)의 결합으로 이루어진다.

또한, 또다른 형태로서 상기 중공부(13)에 꽉차게 삽입되는 일자형의 "I" 코어와 상기 "I"코어가 삽입된 보빈의 상부에서 "U"형 코어를 끼워 파지시키는 방식으로 장착하여 트랜스포머를 구성할 수 있다.

이와 같이, 보빈(10)과 코어(20)의 결합으로 구성되는 트랜스포머(1)는 인버터에 장착되어 전압, 전류의 크기를 변환하거나 임피던스를 바꾸는데 사용된다. 도 2는 종래 기술에 따른 인버터용 트랜스포머의 사용상태를 나타내는 개략적인 회로 구성도로서 참조하여 살펴보면, 구동회로(31)가 저압코일(19a)에 낮은 AC 전압을 공급합으로써 높은 AC 전압이 고압코일(19b) 상에 유도되며 백라이트 유닛(4)상의 램프(32)는 고압코일(19b)에 의해 전력을 공급받는다. 이때, 사용되는 트랜스포머(1)는 하나의 트랜스포머가 다수의 램프(32)에 전력을 공급하기 때문에 전압의 크기가 높은 특징을 가진다.

이러한, 회로구성도는 LCD 모듈상에 적용하면, 도 3을 참조하여 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 철로된 지지판넬(3)과 소정간격(a) 이격되게 위치한다. 그러나, 이격된 간격(a)은 트랜스포머의 성능이 향상되고 고전압을 발생하면서 기능을 상실하게 되고, 입력회로의 교류전류가 저압코일을 통과할 때 상기 교류전류에 응답하여 세기와 방향이 변화되는 자계가 발생하게 되는데 이때 발생하는 자계는 상기 철로 된 지지판넬(3)에 영향을 미쳐 트랜스포머(1)의 전력 손실을 일으키고 특성값을 내리는 등의 문제점을 발생한다.

또한, 트랜스포머(1)가 형성하는 자계는 자성이 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 하부로 자속에 의해 형성되는 자계를 차단하고 트랜스포머의 전자파장애(EMI)를 해소할 수 있는 인버터용 트랜스포머 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 인쇄회로기판에 실장된 트랜스포머 코어의 단면적을 넓게 형성하여 코어의 열화현상을 방지할 수 있는 인버터용 트랜스포머 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈 은, 크게 저압코일과 고압코일이 권선되는 보빈과 상기 보빈에 삽입되거나 결합되는 코어를 포함하여 구성한다.

상기 보빈은 코어가 삽입되는 보빈몸체부와 상기 보빈몸체부의 양단에 일체형으로 단자기판을 형성한 것으로, 상기 보빈몸체부는 외주 양끝단과 중앙에 코일 절연격벽을 형성하는데 저압측의 코일 절연격벽과 중앙의 코일 절연격벽 사이에 저압 코일권선부를 구획하고 고압측의 코일 절연격벽과 중앙의 코일 절연격벽 사이에 고압 코일권선부를 구획한다. 또한, 상기 보빈몸체부는 가운데에 중공부가 형성되어 파이프 형상을 가진다. 그리고, 상기 양측 단자기판에는 각각 전기적 접속경로를 이루기 위한 다수개의 저압측 접속단자와 고압측 접속단자가 형성된다.

그리고, 상기 코어는 상기 보빈의 중공부에 삽입되는 "I" 자 형상의 중코어와 상기 중코어가 삽입된 보빈의 저면을 인쇄회로기판과 차단하는 캡코어로 구성된다.

이때, 상기 캡코어는 상기 중코어가 삽입된 보빈몸체부의 저면을 덮을 수 있는 크기의 바닥판부와, 상기 보빈몸체부의 양 측면을 덮을 수 있는 크기를 갖는 양측판부와, 상기 보빈몸체부의 전·후면을 덮을 수 있는 있는 크기를 가지며 상기 중코어와 단자기판이 관통할 수 있는 크기의 삽입부가 형성된 전·후면판부가 일체로 형성된다.

그리고, 상기 중코어와 상기 캡코어는 서로 다른 페라이트 재질로 형성되는데, 바람직하게 상기 중코어는 망간-아연 페라이트를 이용하고 상기 캡코어는 니켈-아연 페라이트을 이용한다.

일반적으로 트랜스포머에 사용하는 페라이트 코어는 사용 주파수대가 높아 용량에 비해 크기를 작게 할 수 있어 가볍고 또한 손실이 매우 적어 높은 효율을 얻을 수 있는 장점을 가진다. 상기 페라이트 재질 중 고유전기 저항이 커서 온도변화에 대한 안정성이 좋고 투자율(자기장의 침투율)이 낮은 니켈-아연 페리이트를 이용해 코일이 감긴 보빈의 외부를 감싸는 캡코어를 구성하고, 고유전기 저항이 작고 투자율과 포화 자속 밀도가 큰 망간-아연 페라이트를 이용해 보빈에 삽입되는 중코어를 형성한다.

이와 같이 다른 재질의 페라이트 소재를 이용함으로써 트랜스포머의 특성값이 우수한 트랜스포머를 생산한다.

또한, 상기 캡코어의 바닥판부와 전·후면판부 사이에는 보빈몸체부의 외주에 형성된 코일 절연격벽이 걸릴 수 있는 높이의 단턱부를 포함하여 형성한다.

그리고, 바람직하게 상기 캡코어는 보빈의 절반을 덮을 수 있는 크기의 바닥판부를 포함하는 동일한 형상의 2개의 "ㄷ"자형 캡코어로 구성한다. 이때, 상기 2개의 캡코어는 보빈과 결합할 때 대응하는 바닥판부와 측판부가 접면하여 상기 보빈의 저면 전체를 포함한다.

더불어 상기 보빈의 단자기판은 중코어가 삽입된 보빈몸체부의 중공부 상부에 위치하고, 상기 단자기판에 형성된 접속단자는 상기 캡코어의 바닥판부 하부로 연장되어 인쇄회로기판에 실장할 수 있는 길이를 가진다. 그리고, 상기 단자기판 중 일측 단자기판에는 중공부를 관통한 중코어의 단부를 지지하는 코어지지대가 일체로 형성된다.

또한, 상기 캡코어는 동일한 페라이트 재질을 사용해 중코어와 일체형으로 구성하기도 하는데 상기 보빈의 전면과 후면에 결합하는 전면 캡코어와 후면 캡코어로 구분한다.

상기 전면 캡코어는 상기 보빈몸체부의 저면의 절반을 덮을 수 있는 크기의 바닥판부와, 상기 보빈몸체부의 양 측면을 덮을 수 있는 크기를 갖는 양측판부와, 상기 보빈몸체부의 전면을 덮을 수 있는 크기를 가지며 상기 중코어와 단자기판이 관통할 수 있는 크기의 삽입부가 형성된 전면판부와, 상기 전면판부에서 돌출되어 보빈몸체부의 중공부에 삽입되는 중코어로 이루어진다.

그리고, 상기 후면 캡코어는 상기 보빈몸체부의 저면의 절반을 덮을 수 있는 크기의 바닥판부와, 상기 보빈몸체부의 양 측면을 덮을 수 있는 크기를 갖는 양측판부와, 상기 보빈몸체부의 전면을 덮을 수 있는 크기를 가지며 상기 중코어와 단자기판이 관통할 수 있는 크기의 삽입부가 형성된 후면판부와, 상기 후면판부에서 돌출되어 상기 보빈몸체부의 중공부에 삽입되는 중코어로 이루어진다.

따라서, 상기 전면 캡코어와 후면 캡코어는 바닥판부를 제외하면 "E" 자 형상을 가지고, 상기 전면 캡코어와 후면 캡코어가 보빈과 결합할 때 대응하는 캡코어의 바닥판부, 측판부 및 중코어는 서로 접면한다.

또한, 상기 캡코어는 보빈의 저면을 덮을 수 있는 하부 캡코어와 상면을 덮을 수 있는 상부 캡코어로 구성한다. 이때, 상기 하부 캡코어는 "I"자 형상의 중코어가 삽입된 보빈몸체부의 저면을 덮을 수 있는 크기의 바닥판부와, 상기 보빈몸체부의 양 측면의 절반을 덮을 수 있는 크기를 갖는 양측판부와, 상기 보빈몸체부의 전·후면의 절반을 덮을 수 있는 있는 크기를 가지며 상기 중코어와 단자기판이 관통할 수 있는 크기의 삽입부가 형성된 전·후판부가 일체로 형성된다.

그리고, 상기 상부 캡코어는 상기 중코어가 삽입된 보빈몸체부의 상면을 덮을 수 있는 크기의 천장판부와, 상기 보빈몸체부의 양 측면의 절반을 덮을 수 있는 크기를 갖는 양측판부와, 상기 보빈몸체부의 전·후면의 절반을 덮을 수 있는 있는 크기를 가지며 상기 중코어와 단자기판이 관통할 수 있는 크기의 삽입부가 형성된 전·후판부가 일체로 형성된다.

따라서, 상기 상부 캡코어와 하부 캡코어는 대응하는 측판부와 전·후판부가 접면하면서 중코어가 삽입된 보빈을 감싸게 된다.

이때, 상기 상부 캡코어와 하부 캡코어는 각각 보빈의 절반을 덮을 수 있는 크기의 바닥판부와 천장판부를 포함하는 동일한 형상의 2개의 "ㄷ"자형 상부 캡코어와 하부 캡코어로 구성한다.

별도로, 상기 트랜스포머용 보빈은 "I" 형 중코어의 삽입이 용이하도록 일측 단자기판에 보빈몸체부의 측면상에 돌출된 단자기판 날개부를 형성하고 상기 단자기판 날개부에 접속단자를 삽입해 구성한다. 이때, 상기 단자기판 날개부를 형성한 보빈과 결합하는 캡코어의 전면판부 또는 후면판부에는 상기 단자기판 날개부가 끼워질 수 있는 크기의 날개 안착부를 일체로 형성한다.

그리고, 상기 트랜스포머를 구성하는 상기 캡코어의 바닥판부 또는 천장판부는 통공이 하나 또는 그 이상 형성되어 포함되는데, 이는 페라이트 재질을 이용해 캡코어를 제작할 때 금형에서 상기 캡코어의 사출이 용이하도록 한 것이다.

이때, 상기 통공의 형상과 위치는 필요에 따라 형성하고, 바람직하게 상기 통공은 직사각형의 형상으로 가로 20mm, 세로 1mm의 크기를 가진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4(a)(b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈을 보여주는 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈에 사용되는 보빈을 보여주는 사시도이며, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈을 보여주는 결합 사시도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈(100)은 저압코일과 고압코일이 권선되는 보빈(110)과 상기 코일이 권선된 보빈에 삽입되거나 끼워지는 중코어(120)와 캡코어(130)의 결합으로 이루어진다.

우선, 상기 트랜스포머용 보빈(110)은 가운데에 중공부(116)가 관통되게 형성되어 사각의 파이프형상을 가진 보빈몸체부(115)와 상기 보빈몸체부(115)의 양단에 저압측 접속단자(119a)가 구비된 저압 단자기판(111a)과 고압측 접속단자(119b)이 구비된 고압 단자기판(111b)이 일체로 형성된다.

이때, 상기 보빈몸체부(115)의 외주면에는 중앙 코일 절연격벽(113a)에 의해 한측엔 저압코일이 감기는 저압 코일권선부(117)가 구획되고 타측엔 고압코일이 감기는 고압 코일권선부(118)가 구획되는데, 권선된 코일이 빠져나가지 못하도록 상기 보빈몸체부(115)의 양끝단에 상기 중앙측의 코일 절연격벽(113a)과 동일한 형상으로 저압측의 코일 절연격벽(113b)과 고압측의 코일 절연격벽(113c)을 형성하여 코일 권선부를 구획한다. 또한, 일반적으로 저압코일에 비해 굵기가 얇은 고압코일을 권선하기 위해 상기 고압 코일권선부(113c)에는 다수개의 슬릿(114)을 형성하여 고압코일의 권선이 용이하도록 한다.

그리고, 상기 보빈(110)의 양측에 형성되는 단자기판(111a, 111b)은 보빈몸체부(115)의 저압측 코일 절연격벽(113b), 고압측 코일 절연격벽(113c)과 일체형으로 보빈몸체부의 상부에 형성된다. 따라서, 상기 보빈몸체부(115)의 가운데에 형성된 중공부(116)는 상기 단자기판(111a, 111b)의 하부에 위치하게 되고, 인쇄회로기판에 트랜스포머(100)를 실장할 때 상기 단자기판(111a, 111b)은 보빈몸체부(115)의 상면과 동일선상에 위치한다. 그리고, 바람직하게 상기 단자기판(111a, 111b)은 저면을 감싸는 캡코어(130)의 결합이 용이하도록 보빈몸체부(115)의 측면 길이와 동일한 길이로 형성된다.

이때, 상기 단자기판에 형성된 저압측 접속단자(119a)와 고압측 접속단자(119b)는 상기 보빈몸체부(115)의 길이보다 길게 상기 캡코어의 바닥판부 하부로 연장되어 인쇄회로기판에 삽입실장하거나 표면실장 될 수 있는 길이를 가진다.

또한, 상기 저압 단자기판(111a)과 고압 단자기판(111b) 중 한측의 단자기판에는 도 5를 참조하면, 중공부(116)에 코어가 삽입되어 관통할 때 관통한 중코어(120)의 단부가 밀려 나가지 않고 고정될 수 있도록 상부로 돌출한 코어지지대(112)를 포함하여 형성한다. 이때, 상기 코어지지대(112)는 단자기판과 일체로 상기 단자기판의 끝단에 전체적으로 소정 높이로 돌출되게 형성하거나 필요에 따라 삽입되는 중코어(120)가 걸릴 수 있도록 상기 단자기판의 모서리 부분에 소정 높이 로 돌출되게 형성한다.

상기와 같이 구성된 보빈(110)에 코일을 권취한 후 코어를 결합하는데, 상기 코어는 크게 중코어(120)와 캡코어(130)로 구성된다.

상기 중코어(120)는 상기 보빈몸체부(115)에 형성된 중공부(116)에 삽입되는 것으로 상기 중공부(116)에 꽉차게 들어갈 수 있는 모양과 크기를 가지며, 바람직하게 "I"자 형상을 가진다. 그리고, 상기 중코어(120)는 상기 중공부(116)에 삽입되어 타측의 단자기판 끝단에 형성된 코어지지대(112)에 의해 단부가 걸려 지지된다.

그리고, 도 4(a)를 참조하면, 상기 캡코어(130)는 중코어(120)를 삽입한 보빈(110)이 상부에 끼워져 결합되는 것으로 상기 보빈의 저면을 덮을 수 있는 크기의 바닥판부(131)와, 상기 보빈몸체부의 양 측면을 덮을 수 있는 크기를 갖는 양측판부(132)와, 상기 보빈몸체부의 전·후면을 덮을 수 있는 크기로 보빈의 단자기판과 중코어가 관통하여 위치할 수 있는 크기의 삽입부(134)를 형성한 전면판부(133a)와 후면판부(133b)로 이루어진다.

이때, 바람직하게 상기 양측판부(132)는 상기 보빈(110)과 결합했을 때 코일이 권선된 보빈몸체부(115)의 측면 높이와 동일선상에 위치하도록 형성되고, 상기 측판부(132)와 전면판부(133a)및 후면판부(133b)는 동일한 높이를 가지며, 상기 삽입부(134)는 보빈에 삽입되는 중코어(120)와 단자기판(111a, 111b)이 관통할 수 있는 크기를 가진다. 또한, 상기 전면판부(133a), 후면판부(133b), 측판부(132)와 바닥판부(131)는 일체형으로 형성되며 캡코어(130)의 상부는 보빈이 끼워질 수 있도 록 개구되어 전체적으로 캡코어는 뚜껑 형상을 가진다.

그리고, 상기 캡코어(130)의 전면부(133a)와 후면부(133b)에는 보빈이 결합될 때 중공부(116)를 형성한 보빈몸체부(115)의 절연격벽(113b, 113c)이 걸릴 수 있는 높이를 가지는 단턱부(135)를 포함하여 형성한다.

또한, 상기 중코어(120)와 캡코어(130)는 페라이트 재질로 바람직하게 상기 중코어(120)는 망간-아연 페라이트 재질을 사용하고, 상기 캡코어(130)는 니켈-아연 페라이트 재질을 사용한다.

바람직하게, 도 4(b)를 참조하면 상기 캡코어(130)는 2개의 "ㄷ"자형 캡코어(130)로 구분하여 형성하는데, 바닥판부를 포함하는 동일 형상으로 상부에서 봤을 때 "ㄷ"자 형상을 가지며 전면판부(133a)와 후면판부(133b)를 각각 앞면으로 하는 두개의 "ㄷ"자형 캡코어로 구성한다.

상기 하나의 "ㄷ"자형 캡코어는 바람직하게 상기 보빈(110)의 절반크기를 포함해 덮을 수 있는 크기로 결합하였을 때 대응하는 바닥판부(131)와 측판부(132)가 접면하여 상기 보빈의 저면을 포함할 수 있는 크기를 가진다.

도 6은 본 발명에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈(100)을 보여주는 결합 사시도로서, 도시한 바와 같이, 상기 캡코어(130) 상부에 중코어가 삽입된 보빈(110)이 끼워져 결합되고 상기 캡코어(130)는 상기 보빈을 내부에 포함한다.

이때, 상기 보빈의 중공부(116)를 관통하여 위치한 중코어(120)와 단자기판(111a, 111b)은 상기 캡코어(130)의 삽입부(134)에 위치한다.

따라서, 상기 캡코어(130)는 종코어가 삽입된 보빈(110)의 하부를 포함하여 보빈에 결합되고 이에 따라 본 발명에 따른 트랜스포머 모듈(100)은 실장되는 인쇄회로기판과 상기 캡코어(130)의 바닥판부(131)의 두께만큼 이격되게 위치한다. 그리고, 상기 캡코어(130)에 의해 트랜스포머에서 발생하는 자계형성에 의한 전자기파 영향을 최소화할 수 있다.

도 7(a)(b)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈을 보여주는 분해 사시도와 결합 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈에 형성된 자로를 보여주는 개략도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈(100)을 구성하는 캡코어(130)는 보빈(110)의 저면만을 감싸는 것이 아니라 상면 또한 덮어 내부에 보빈이 포함되도록 구성한다.

상기 캡코어(130)는 보빈(110)의 상면을 덮을 수 있는 크기의 상부 캡코어(130b)와 보빈의 저면을 덮을 수 있는 크기의 하부 캡코어(130a)로 구분하는데, 상기 하부 캡코어(130a)는 "I" 자형 중코어(120)가 삽입된 보빈몸체부(115)의 저면을 덮을 수 있는 크기의 바닥판부(131)와, 상기 보빈몸체부의 양 측면의 절반을 덮을 수 있는 크기를 갖는 양측판부(132)와, 상기 보빈몸체부의 전·후면의 절반을 덮을 수 있는 있는 크기를 가지며 상기 중코어와 단자기판이 관통할 수 있는 크기의 삽입부(134)가 형성된 전·후면판부(133a, 133b)가 일체로 형성된 것이다.

그리고, 상기 상부 캡코어(130b)는 상기 "I"자형 중코어(120)가 삽입된 보빈몸체부의 상면을 덮을 수 있는 크기의 천장판부(131')와, 상기 보빈몸체부의 양 측면의 절반을 덮을 수 있는 크기를 갖는 양측판부(132)와, 상기 보빈몸체부의 전· 후면의 절반을 덮을 수 있는 있는 크기를 가지며 상기 중코어와 단자기판이 관통할 수 있는 크기의 삽입부(134)가 형성된 전·후면판부(133a, 133b)가 일체로 형성된 것이다.

바람직하게 상기 상부 캡코어(130b)와 하부 캡코어(130a)는 내부에 보빈을 포함하며 대응하는 측판부와 전·후면판부는 접면한다.

또한, 제1 실시예에서와 동일하게 상기 상부 캡코어(130b)와 하부 캡코어(130a)는 각각 2개로 구분할 수 있다. 바람직하게는, 상기 상부 캡코어(130b)는 단일 캡코어를 사용하고 상기 하부 캡코어(130a)는 2개로 구분한다.

이와 같이 구성한 인버터용 트랜스포머 모듈(100)은 일반적인 트랜스포머에 비해 코어의 단면적이 커진 것으로 코어의 단면적이 커짐으로써 전력 손실을 개선하고 전자파 장애(EMI)가 감소하게 된다. 이에 따라 트랜스포머의 특성값이 우수하게 되는 효과를 가져온다.

종래의 "CI" 형 코어나 "UU"형 코어를 사용한 트랜스포머는 좌측방향 또는 우측방향으로 자로가 하나 즉 한방향으로 형성되고, 현재 LCD 모듈에 많이 사용되고 있는 "EE" 형 코어는 코일이 감긴 중심을 기점으로 좌측방향과 우측방향으로 자로가 2개 즉 두방향으로 형성되는데, 도 8(a)(b)를 참조하면, 본 발명에 따른 캡코어(130)를 사용한 인버터용 트랜스포머 모듈(100)은 보빈(110)의 하부를 감싼 캡코어(a)에 의해 자로의 형성이 코일이 감긴 중앙을 기점으로 좌측방향과 우측방향 그리고 하부방향으로 자로가 3방향으로 형성된다. 그리고, 상부와 하부를 둘다 포함하는 캡코어(b)를 사용한 트랜스포머 모듈(100)은 상·하·좌·우 4방향으로 자로 가 형성된다.

일반적으로 자로의 단면적이 크다는 것은 원하는 전압의 전력량을 낼 수 있음을 의미하고 다양한 방향으로 자로가 형성되면 발진음에 따른 소음억제 효과를 가져올 수 있다. 또한, 자로의 단면적 즉, 코어의 단면적이 넓으면 트랜스포머의 열화현상을 방지하는 효과를 가져온다.

따라서, 상기 캡코어(130)에 의해 트랜스포머(100)는 자로가 하나 또는 두개 더 형성되고 이에 따라 트랜스포머의 효율성이 높아지는 효과를 가져온다.

본 발명에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈(100)에 사용하는 중코어(120)와 캡코어(130)는 페라이트 재질로 바람직하게 상기 중코어(120)는 망간-아연 페라이트 재질을 사용하고 상기 캡코어(130)는 니켈-아연 페라이트 재질을 사용하는데, 이는 서로 다른 두개의 페라이트 코어를 사용함으로써 트랜스포머의 효율성을 높이고 전력 발생이 용이하도록 하기 위함이다.

그리고, 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈을 보여주는 분해 사시도를 참조하여 살펴보면, 동일한 재질의 페라이트 재질을 이용하여 단일 코어를 형성할 수 있다.

도시한 바와 같이, 코일이 권선되는 보빈(110)은 본 발명의 제1, 제2 실시예와 동일한 형태를 가지며, 상기 보빈(110)에 결합되는 중코어와 캡코어는 일체형으로 단일 "E"형 캡코어(130'')를 형성한다.

상기 "E"형 캡코어(130'')는 상기 보빈의 저면 절반을 포함할 수 있는 크기의 바닥판부(131'')와, 상기 바닥판부(131'')와 일체형으로 상기 보빈의 단자기판 이 위치할 수 있는 크기의 삽입부(134'')가 형성된 전면판부(133a'')와, 상기 전면판부(133a'')와 일체형으로 보빈의 측면을 커버할 수 있는 크기의 측판부(132'')와, 상기 전면판부에서 돌출되어 상기 중공부에 밀접하게 삽입될 수 있는 크기이며 상기 상기 측판부와 동일 길이를 가지는 중코어(120')로 구성한다.

바람직하게, 상기 2개의 "E"형 캡코어(130'')는 전면 캡코어와 후면 캡코어로서 일체형으로 형성된 중코어(120'')가 보빈(110)의 중공부(116)에 양측에서 삽입되면서 보빈과 결합되고, 상기 "E"형 캡코어(130'')의 바닥판부(131'')는 상기 보빈의 저면을 덮을 수 있는 크기를 가진다.

이에 따라, 본 발명의 트랜스포머(100)는 상기 "E"형 캡코어의 바닥판부(131'') 두께 만큼 인쇄회로기판과 이격되게 위치하게 된다.

도 10(a)은 본 발명의 제 4실시예에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈을 보여주는 분해 사시도이고, 도 10(b)는 본 발명의 인버터용 트랜스포머 모듈에 사용되는 또다른 보빈을 보여주는 사시도이다. -

도시한 바와 같이, 상기 인버터용 트랜스포머 모듈(100)은 보빈(110')과 "I" 자형 중코어(120) 그리고 캡코어(130)의 결합으로 이루어지는데, 우선, 상기 트랜스포머용 보빈(110')은 가운데에 중공부(116)가 관통되게 형성된 보빈몸체부(115)와 상기 보빈몸체부(115)의 양단에 각각의 접속단자들이 구비된 저압 단자기판(111a)과 고압 단자기판(111b)이 일체로 형성된다.

그리고, 상기 단자기판(111a, 111b)은 상기 보빈몸체부(115)의 상부에 형성되고, 이에 따라 보빈몸체부(115)의 중공부(116)는 단자기판(111a, 111b)의 하부에 위치하게 된다. 이때, 상기 단자기판에 형성된 저압측 접속단자(119a)와 고압측 접속단자(119b)는 상기 보빈몸체부(115)의 길이보다 길게 상기 캡코어의 바닥판부 하부로 연장되어 인쇄회로기판에 삽입실장하거나 표면실장 될 수 있는 길이를 가진다.

또한, 한측의 단자기판에는 중공부(116)에 "I"자형 중코어(120)가 삽입되었을 때 타측으로 밀려 나가지 않고 중코어의 단부가 지지될 수 있도록 상부로 돌출한 코어지지대(112)를 포함하여 형성한다.

그리고, 상기 트랜스포머용 보빈(110')의 일측 단자기판(111a, 111b)은 보빈몸체부(115)의 측면상에 소정크기로 돌출된 단자기판 날개부(101)를 포함하여 형성하는데, 상기 단자기판 날개부(101)에는 상기 날개부가 위치한 단자기판 측의 접속단자(119a, 119b)가 삽입되어 위치한다. 이때, 상기 단자기판 날개부(101)는 내부에 단일 접속단자를 포함할 수 있는 크기를 가지며 단자기판의 측면에 돌출된 형상으로 구성된다.

이는, 보빈몸체부(115)의 중공부에 "I" 자형 중코어(120)를 삽입할 때 하부로 길게 연장되어 형성된 접속단자(119a, 119b)에 의해 중코어의 삽입이 방해받지 않도록 구성한 것으로, 상기 중코어(120)는 중공부(116)에 꽉차게 포함될 수 있는 크기로 단자기판(111a, 111b)을 따라 보빈몸체부(115)의 중공부(116)에 용이하게 삽입되어 결합한다.

바람직하게, 상기 단자기판 날개부(101)는 보빈몸체부(115)의 고압측 단자기판(119b)에 형성된다.

이에 따라, 상기 단자기판 날개부(101)가 형성된 보빈(110')과 결합하는 캡코어(130)는 전면판부(133a) 또는 후면판부(133b)의 한 측에 상기 단자기판 날개부(101)가 끼워질 수 있는 크기의 단자기판 날개 안착부(136)를 형성한다. 이때, 상기 날개 안착부(136)는 상기 단자기판 날개부(101)의 크기와 동일한 형상을 가진다.

그리고, 상기 단자기판 중 일측 단자기판에 중공부를 관통한 중코어(120)의 단부를 지지하는 코어지지대(112)를 일체로 형성하는데 바람직하게는 상기 단자기판 날개부(101)가 형성된 단자기판이 아닌 타측의 단자기판에 형성된다.

본 발명의 실시예에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈(100)은, 액정 LCD 플레이트와 후면에 광을 제공하는 백라이트 유닛(BLU)과, 상기 백라이트 유닛과 인쇄회로기판이 지지되는 지지판넬로 구성되는 LCD 모듈에 있어서, 상기 인쇄회로기판에 실장되어 인버터를 구성한다.

이때, 인쇄회로기판에 실장된 본 발명에 따른 인버터용 트랜스포머 모듈(100)은 하부가 캡코어(130)의 바닥판부(131)에 의해 차단되어 구동회로에 의해 전압이 인가되더라도 자계의 형성이 상기 지지판넬까지 영향을 미치지 않는다.

또한, 상기 캡코어(130)에 의해 단면적이 넓어지고 자로가 다양한 방향으로 형성되기 때문에 전류편차가 커지는 것을 방지하고 전력 손실을 개선한다.

그리고, 도 11은 본 발명의 인버터용 트랜스포머 모듈에 사용되는 캡코어를 보여주는 사시도로, 상기 트랜스포머(100)를 구성하는 상기 캡코어(130)의 바닥판부(131)는 통공(139)이 하나 또는 그 이상 형성되어 포함되는데, 이는 페라이트 재 질을 이용해 캡코어(130)를 제작할 때 금형에서 상기 캡코어의 사출이 용이하도록 한 것이다.

그리고, 보빈몸체부의 상면을 덮는 상부 캡코어(도 7a, 130b)에도 동일하게 통공(139)을 형성한다.

이때, 상기 통공(139)의 형상과 위치는 필요에 따라 형성하고, 바람직하게 상기 통공(139)은 직사각형의 형상으로 가로 20mm, 세로 1mm의 크기를 가진다.

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 인버터용 트랜스포 모듈은, 보빈이 캡코어 상부에 끼워져 결합되고 상기 캡코어의 바닥판부의 두께에 의해 하부와 차단되기 때문에 LCD 모듈을 구성할 때 하부에 형성되는 지지판넬까지 트랜스포머의 자계가 영향을 미치지 않게 되고 이에 따라 회로구동의 안정성을 높인다.

또한, 캡코어에 의해 전체 코어의 단면적이 넓어지고 자로가 다향한 방향으로 형성되기 때문에 트랜스포머의 전력 손실을 개선하고 전자파 장애를 감소한다. 그리고, 발열에 따른 열화현상을 제거하여 트랜스포머의 특성값을 우수하게 하는 효과를 가져온다.

Claims (17)

1. 가운데에 중공부가 형성되고 그 외주에 코일 절연격벽에 의해 저압 코일권선부와 고압 코일권선부가 구획된 보빈몸체부와, 상기 보빈몸체부의 양단에 전기적 접속경로를 이루기 위한 저압측 접속단자와 고압측 접속단자가 형성된 단자기판으로 구성된 보빈을 포함하는 트랜스포머에 있어서,

   상기 보빈몸체부의 중공부에 삽입되는 "I" 자 형상의 중코어와;

   상기 중코어가 삽입된 보빈몸체부의 저면을 덮을 수 있는 크기의 바닥판부와, 상기 보빈몸체부의 양 측면을 덮을 수 있는 크기를 갖는 양측판부와, 상기 보빈몸체부의 전·후면을 덮을 수 있는 있는 크기를 가지며 상기 중코어와 단자기판이 관통할 수 있는 크기의 삽입부가 형성된 전·후면판부가 일체로 형성된 캡코어를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 인버터용 트랜스포머 모듈.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 중코어와 상기 캡코어의 페라이트 재질은 서로 다른 것을 특징으로 하는 인버터용 트랜스포머 모듈.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 중코어는 망간-아연 페라이트 재질이고, 상기 캡코어는 니켈-아연 페라이트 재질인 것을 특징으로 하는 인버터용 트랜스포머 모듈.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 캡코어는 보빈의 절반을 덮을 수 있는 크기의 바닥판부를 포함하는 동일 형상의 2개의 "ㄷ" 자형 캡코어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인버터용 트랜스포머 모듈.
5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 캡코어의 바닥판부와 전·후판부 사이에는 보빈몸체부의 외주에 형성된 코일 절연격벽이 걸릴 수 있는 높이의 단턱부를 포함하여 형성한 것을 특징으로 하는 인버터용 트랜스포머 모듈.
6. 가운데에 중공부가 형성되고 그 외주에 코일 절연격벽에 의해 저압 코일권선부와 고압 코일권선부가 구획된 보빈몸체부와, 상기 보빈몸체부의 양단에 전기적 접속경로를 이루기 위한 저압측 접속단자와 고압측 접속단자가 형성된 단자기판으로 구성된 보빈을 포함하는 트랜스포머에 있어서,

   상기 보빈몸체부의 저면의 절반을 덮을 수 있는 크기의 바닥판부와, 상기 보빈몸체부의 양 측면을 덮을 수 있는 크기를 갖는 양측판부와, 상기 보빈몸체부의 전면을 덮을 수 있는 크기를 가지며 상기 중코어와 단자기판이 관통할 수 있는 크기의 삽입부가 형성된 전면판부와, 상기 전면판부에서 돌출되어 상기 보빈몸체부의 중공부에 삽입되는 중코어로 이루어진 전면 캡코어와;

   상기 보빈몸체부의 저면의 절반을 덮을 수 있는 크기의 바닥판부와, 상기 보빈몸체부의 양 측면을 덮을 수 있는 크기를 갖는 양측판부와, 상기 보빈몸체부의 후면을 덮을 수 있는 크기를 가지며 상기 중코어와 단자기판이 관통할 수 있는 크기의 삽입부가 형성된 후면판부와, 상기 후면판부에서 돌출되어 상기 보빈몸체부의 중공부에 삽입되는 중코어로 이루어진 후면 캡코어로 구성되어;

   상기 전면 캡코어와 후면캡코어가 보빈과 결합할 때 대응하는 바닥판부와 측판부 및 중코어가 접면하는 것을 특징으로 하는 인버터용 트랜스포머 모듈.
7. 가운데에 중공부가 형성되고 그 외주에 코일 절연격벽에 의해 저압 코일권선부와 고압 코일권선부가 구획된 보빈몸체부와, 상기 보빈몸체부의 양단에 전기적 접속경로를 이루기 위한 저압측 접속단자와 고압측 접속단자가 형성된 단자기판으로 구성된 보빈을 포함하는 트랜스포머에 있어서,

   상기 보빈몸체부의 중공부에 삽입되는 "I" 자 형상의 중코어와;

   상기 중코어가 삽입된 보빈몸체부의 저면을 덮을 수 있는 크기의 바닥판부와, 상기 보빈몸체부의 양 측면의 절반을 덮을 수 있는 크기를 갖는 양측판부와, 상기 보빈몸체부의 전·후면의 절반을 덮을 수 있는 있는 크기를 가지며 상기 중코어와 단자기판이 관통할 수 있는 크기의 삽입부가 형성된 전·후판부가 일체로 형성된 하부 캡코어와;

   상기 중코어가 삽입된 보빈몸체부의 상면을 덮을 수 있는 크기의 천장판부와, 상기 보빈몸체부의 양 측면의 절반을 덮을 수 있는 크기를 갖는 양측판부와, 상기 보빈몸체부의 전·후면의 절반을 덮을 수 있는 있는 크기를 가지며 상기 중코어와 단자기판이 관통할 수 있는 크기의 삽입부가 형성된 전·후판부가 일체로 형성된 상부 캡코어를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 인버터용 트랜스포머 모듈.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 상부 캡코어와 하부 캡코어는 각각 보빈의 절반을 덮을 수 있는 크기의 바닥판부와 천장판부를 포함하는 동일한 형상의 2개의 "ㄷ"자형 상부 캡코어와 하부 캡코어로 이루어진 것을 특징으로 하는 인버터용 트랜스포머 모듈.
9. 제 1항, 제 6항 또는 제 7항 중 어는 한 항에 있어서,

   상기 캡코어의 바닥판부 또는 천장판부는 통공이 형성되어 포함되는 것을 특징으로 하는 인버터용 트랜스포머 모듈.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 통공은 직사각형의 형상으로 가로 20mm, 세로 1mm의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 인버터용 트랜스포머 모듈.
11. 제 1항, 제 6항 또는 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 보빈의 단자기판은 중코어가 삽입된 중공부의 상부에 위치하고 상기 단 자기판에 형성된 저압측 접속단자와 고압측 접속단자는 상기 캡코어의 바닥판부 하부로 연장되어 인쇄회로기판에 실장할 수 있는 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 인버터용 트랜스포머 모듈.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 보빈의 일측 단자기판은 보빈몸체부의 측면상에 돌출된 단자기판 날개부를 형성하고, 상기 단자기판 날개부에 접속단자를 삽입해 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터용 트랜스포머 모듈.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 보빈의 단자기판은 중코어가 삽입된 중공부의 상부에 위치하고 상기 단자기판에 형성된 저압측 접속단자와 고압측 접속단자는 상기 캡코어의 바닥판부 하부로 연장되어 인쇄회로기판에 실장할 수 있는 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 인버터용 트랜스포머 모듈.
14. 제 12항에 있어서,

    상기 단자기판 중 일측 단자기판에는 중공부를 관통한 중코어의 단부를 지지하는 코어지지대가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 인버터용 트랜스포머 모듈.
15. 제 12항에 있어서,

    상기 단자기판 날개부를 형성한 단자기판이 위치하는 캡코어의 전면판부 또는 후면판부에는 상기 단자기판 날개부가 끼워질 수 있는 크기의 날개 안착부를 포함하여 형성한 것을 특징으로 하는 인버터용 트랜스포머 모듈.
16. 제 15항에 있어서,

    상기 캡코어는 날개 안착부를 형성한 전면판부를 포함한 "ㄷ" 자형 캡코어와, 날개 안착부를 형성하지 않은 후면판부를 포함하는 "ㄷ" 자형 캡코어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인버터용 트랜스포머 모듈.
17. 가운데에 중공부가 형성되고 그 외주에 코일 절연격벽에 의해 저압 코일권선부와 고압 코일권선부가 구획된 보빈몸체부와, 상기 보빈몸체부의 양단에 전기적 접속경로를 이루기 위한 저압측 접속단자와 고압측 접속단자가 형성된 단자기판으로 구성된 보빈을 포함하는 트랜스포머에 있어서,

    상기 보빈몸체부의 중공부에 삽입되는 "I" 자 형상의 중코어와;

    상기 중코어가 삽입된 보빈몸체부의 상면을 덮을 수 있는 크기의 천장판부와, 상기 보빈몸체부의 양 측면을 덮을 수 있는 크기를 갖는 양측판부와, 상기 보빈몸체부의 전·후면을 덮을 수 있는 있는 크기를 가지며 상기 중코어와 단자기판이 관통할 수 있는 크기의 삽입부가 형성된 전·후면판부가 일체로 형성된 캡코어를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 인버터용 트랜스포머 모듈.

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