KR100758771B1 - High voltage transformer - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 엑시머 램프로의 투입 전력을 증가시켜도, 몰드 코일의 절연성을 손상하지 않고, 또 페라이트 자심이 파손하지 않는 고압 트랜스를 제공하는 것을 과제로 한다.An object of the present invention is to provide a high-voltage transformer which does not impair the insulation of the mold coil and does not damage the ferrite magnetic core even if the power input to the excimer lamp is increased.
E형 페라이트 자심(11a, 11b)과, 절연 재료에 의해 피복되고, 중공부를 갖는 몰드 코일(13)을 갖고, 몰드 코일(13)의 중공부에 E형 페라이트 자심의 중각(中脚)(110a, 110b)을 삽입한 상태로 틀 부재(12a, 12b)에 의해 E형 페라이트 자심이 일체적으로 고정된 고압 트랜스에 있어서, 틀 부재(12a, 12b)에는, 몰드 코일(13)을 E형 페라이트 자심(11a, 11b)으로부터 격리하여 지지하는 지지 부재(14)가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 고압 트랜스이다.E-type ferrite magnetic cores 11a and 11b, which are covered with an insulating material, have a mold coil 13 having a hollow portion, and a center angle 110a of the E-type ferrite magnetic core in the hollow portion of the mold coil 13. In the high pressure transformer in which the E-type ferrite magnetic core is fixed integrally by the frame members 12a and 12b with the 110b inserted therein, the mold coil 13 is attached to the frame members 12a and 12b. The support member 14 which isolate | separates and supports the magnetic core 11a, 11b is attached, It is characterized by the above-mentioned.
Description
도 1은 본 발명에 따른 엑시머 램프용의 점등 회로에 사용되는 고압 트랜스(1)의 구성을 도시한 정면도,1 is a front view showing the configuration of a high-
도 2는 도 1에 도시한 고압 트랜스(1)의 A-A 및 B-B에서 본 측면 단면도,FIG. 2 is a sectional side view seen from A-A and B-B of the
도 3은 종래 기술에 따른 엑시머 램프용의 점등 회로에 사용되는 고압 트랜스의 구성을 도시한 정면도,3 is a front view showing the configuration of a high voltage transformer used in a lighting circuit for an excimer lamp according to the prior art;
도 4는 도 3에 도시한 고압 트랜스(10)의 A-A 및 B-B에서 본 측면 단면도,4 is a side cross-sectional view seen from A-A and B-B of the
도 5는 몰드 코일(13)의 일부를 절제하여 단면을 도시한 몰드 코일(13)의 확대 사시도이다. FIG. 5 is an enlarged perspective view of the
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉 <Explanation of symbols for main parts of drawing>
1…고압트랜스 11a, 11b…페라이트 자심One…
110a, 110b…페라이트 자심의 원기둥형상의 볼록부110a, 110b... Convex part of cylindrical shape of ferrite magnetic core
111a, 111b…볼록부(110a, 110b)의 외주면111a, 111b... Outer peripheral surface of the
120a, 120b…페라이트 자심의 볼록부120a, 120b... Convex part of ferrite magnetic core
121a, 121b…볼록부(120a, 120b)의 오목면121a, 121b... Concave surfaces of the
12a, 12b…틀 부재 13…몰드 코일12a, 12b...
130…몰드 코일의 중공부 131…몰드 코일의 단부
130... . Hollow portion of
132…몰드 코일의 내주면 133…몰드 코일의 외주면132... .. Inner peripheral surface of mold coil. Circumferential surface of mold coil
134…1차 코일 135…2차 코일134...
14…지지 부재 15…나사14...
16…너트 G1, G2, G3…공극16... Nut G1, G2, G3... air gap
본 발명은 고압 트랜스에 관한 것이며, 특히 고주파 점등을 행하는 엑시머 램프용의 점등 회로에 사용되는 고압 트랜스에 관한 것이다. The present invention relates to a high voltage transformer, and more particularly, to a high voltage transformer used in a lighting circuit for an excimer lamp that performs high frequency lighting.
엑시머 광 조사 장치는, 최근에는 주로 액정 패널 표시 소자의 패널 기판 표면에 부착한 유기물의 분해 제거나 패널 기판의 표면 개질 등에 사용되고 있다. 이 엑시머 광 조사 장치에 탑재되는 광원으로서의 엑시머 램프는, 단일 파장의 진공 자외광을 강하게 방사하는 특징을 갖고 있으며, 방전용 가스로서 봉입된, 예를 들면 크세논 가스를 사용한 엑시머 램프에 있어서는, 파장 172nm의 진공 자외광을 방사하는 것이 알려져 있다. Excimer light irradiation apparatuses are mainly used in the decomposition removal of the organic substance adhering to the panel substrate surface of a liquid crystal panel display element, the surface modification of a panel substrate, etc. in recent years. An excimer lamp as a light source mounted on this excimer light irradiation apparatus has a characteristic of strongly radiating vacuum ultraviolet light of a single wavelength, and has an wavelength of 172 nm in an excimer lamp using, for example, xenon gas, enclosed as a discharge gas. It is known to emit a vacuum ultraviolet light of.
이러한 엑시머 램프는, 최근 스루풋(생산성) 향상을 위해서, 고출력화나 장척화가 요구되어 있어, 엑시머 램프로의 입력 전력의 증가가 요구되고 있다. 엑시머 램프용의 전원에는, E형의 페라이트 자심과, 코일 외표면을, 예를 들면 수지 등의 절연 재료로 몰드한 코일(이하, 몰드 코일)을 조합하여 구성한 고압 트랜스가 사용된다. 이 페라이트 자심으로서 사용되는 MnZn 페라이트, NiZn 페라이트 등은, 고주파에서 철손(鐵損)이 적고 변환 효율이 뛰어나다는 이점을 갖는 반면, 취약하다는 결점을 갖고 있다. In order to improve the throughput (productivity) in recent years, such excimer lamps have been required to have high output and lengthening, and an increase in input power to the excimer lamps is required. As the power source for the excimer lamp, a high-voltage transformer formed by combining an E-type ferrite magnetic core and a coil (hereinafter, referred to as a mold coil) in which the coil outer surface is molded with an insulating material such as resin is used. MnZn ferrites, NiZn ferrites and the like used as the ferrite magnetic core have the disadvantage of having a low iron loss at high frequency and excellent conversion efficiency, but have a disadvantage of being weak.
도 3은 종래 기술에 따른 엑시머 램프용의 점등 회로에 사용되는 고압 트랜스(10)의 구성을 도시한 정면도, 도 4(a)는 도 3에 도시한 고압 트랜스(10)의 A-A에서 본 측면 단면도, 도 4(b)는 도 3에 도시한 고압 트랜스(10)의 B-B에서 본 측면 단면도이다. FIG. 3 is a front view showing the configuration of a
이들 도면에 있어서, 11a, 11b는 각각 E형의 페라이트 자심이고, 페라이트 자심(11a, 11b)의 양측에 양 페라이트 자심(11a, 11b)을 고정하기 위한 틀 부재(12a, 12b)가 부착되어 있다. 13은, 예를 들면 실리콘계 수지 등과 같은 절연 재료에 의해 몰드된 몰드 코일이다. 몰드 코일(13)의 중공부(130)에는, 1쌍의 E형의 페라이트 자심(11a, 11b)의 중앙에 위치하는 볼록부(110a, 110b)가 삽입되는 동시에, 몰드 코일(13)과 페라이트 자심(11a, 11b)의 사이에, 예를 들면 두께 1mm 정도의 절연지(20)가 배치되어 있다. 이러한 상태로, 틀 부재(12a, 12b)의 각각에 형성된 나사구멍에 삽입한 나사(15)에 대해 너트(16)를 부착하여 나사 고정하면, 페라이트 자심(11a)과 페라이트 자심(11b)이 일체로 고정되어, 몰드 코일(13)도 페라이트 자심(11a, 11b)에 대해 고정된다. In these figures, 11a and 11b are E type ferrite magnetic cores, respectively, and
도 5는 몰드 코일(13)의 일부를 절제하여 단면을 도시한 몰드 코일(13)의 확대 사시도이다. FIG. 5 is an enlarged perspective view of the
동 도면에 있어서, 134는 1차 코일, 135은 2차 코일, 136, 137, 138은 각각 절연지이다. In the figure, 134 is a primary coil, 135 is a secondary coil, and 136, 137, and 138 are insulating papers, respectively.
도 3에 도시한 고압 트랜스(10)는, 페라이트 자심(11a, 11b)의 중앙에 위치하는 볼록부(110a, 110b)의 외경과, 몰드 코일(13)의 내경(중공부(130)의 직경)의 차가 거의 없는 상태, 즉 볼록부(110a, 110b)와 몰드 코일(13)의 사이에는 거의 공극이 없는 구조로 되어 있다. 이렇게 구성하는 이유는 이하와 같다. The high-
상술한 것처럼, 페라이트 자심(11a, 11b)은 기계적으로 취약하므로, 상기 나사 고정을 지나치게 강력하게 행할 수는 없다. 따라서, 볼록부(110a, 110b)의 외경과 몰드 코일(13)의 내경의 차가 큰 구조로 하면, 수송시의 진동 등에 의해, 몰드 코일(13)이 직경방향으로 어긋날 가능성이 있다. 이 경우에는, 페라이트 자심(11a, 11b)의 각각의 단부에 위치하는 볼록부(120a, 120b)와 몰드 코일(13)의 외주면(132)이 접촉한 상태가 되는 경우가 있을 수 있다. 그러한 상태가 되면, 도 5에 도시한 바와 같이, 몰드 코일(13)은 고전압을 발생하는 2차 코일(135)이 외주측에 위치하고 있으므로, 볼록부(120a, 120b)와 몰드 코일(13)의 외주면이 접촉한 상태로 사용되면, 접촉 부분에 있어서, 고주파 방전이 발생하여 절연재가 열화할 위험이 있다. 이러한 이유에서, 볼록부(110a, 110b)와 몰드 코일(13)의 사이에는 거의 공극이 없는 구조로 되어 있다. As described above, the ferrite
(특허 문헌 1) 일본국 특개평 10-241957호 공보 (Patent Document 1) Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-241957
(특허 문헌 2) 일본국 특개 2002-353041호 공보(Patent Document 2) Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-353041
그러나, 상기와 같은 구조의 고압 트랜스에 있어서, 최근의 엑시머 램프의 고출력화나 장척화에 대한 요구에 대응하기 위해서 엑시머 램프로의 입력 전력을 증가시키면, 페라이트 자심이 파손하는 문제가 발생했다. However, in the high-voltage transformer having the above structure, when the input power to the excimer lamp is increased in order to meet the recent demand for higher output and longer length of the excimer lamp, there is a problem that the ferrite magnetic core is broken.
본 발명의 목적은, 상기의 문제점을 감안하여, 엑시머 램프로의 투입 전력을 증가시켜도, 몰드 코일의 절연성을 손상하지 않고, 또 페라이트 자심이 파손하지 않는 고압 트랜스를 제공하는 것에 있다.In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a high-voltage transformer which does not impair the insulation of the mold coil and does not damage the ferrite magnetic core even if the input power to the excimer lamp is increased.
본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해서, 다음과 같은 수단을 채용했다. MEANS TO SOLVE THE PROBLEM This invention employ | adopts the following means in order to solve said subject.
제1 수단은, E형 페라이트 자심과, 절연 재료에 의해 피복되고, 중공부를 갖는 몰드 코일을 갖고, 상기 몰드 코일의 중공부에 상기 E형 페라이트 자심의 중각(中脚)을 삽입한 상태로 틀 부재에 의해 E형 페라이트 자심이 일체적으로 고정된 고압 트랜스에 있어서, 상기 틀 부재에는, 상기 몰드 코일을 상기 E형 페라이트 자심으로부터 격리하여 지지하는 지지 부재가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 고압 트랜스이다. The first means has a mold coil which is covered with an E-type ferrite magnetic core and an insulating material and has a hollow portion, and in which the middle angle of the E-type ferrite magnetic core is inserted into the hollow portion of the mold coil. A high pressure transformer in which an E-type ferrite magnetic core is integrally fixed by a member, wherein the frame member is attached to a support member for isolating and supporting the mold coil from the E-type ferrite magnetic core. .
제2 수단은, 제1 수단에 있어서, 상기 지지 부재는, 상기 몰드 코일과 상기 E형 페라이트 자심의 사이가 통풍 가능하도록 격리되어 상기 틀 부재에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 고압 트랜스이다. The second means is the high pressure transformer according to the first means, wherein the support member is attached to the frame member in such a manner that the support member is isolated between the mold coil and the E-type ferrite magnetic core so as to be ventilated.
본 발명의 일 실시형태를 도 1 및 도 2를 사용하여 설명한다. An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1은, 본 실시형태의 발명에 따른 엑시머 램프용의 점등 회로에 사용되는 고압 트랜스(1)의 구성을 도시한 정면도, 도 2(a)는 도 1에 도시한 고압 트랜스(1)의 A-A에서 본 측면 단면도, 도 2(b)는 도 1에 도시한 고압 트랜스(1)의 B-B에서 본 측면 단면도이다.
Fig. 1 is a front view showing the configuration of a
이들 도면에 있어서, 11a, 11b는 각각 E형의 페라이트 자심이며, 페라이트 자심(11a, 11b)은, 중앙에 위치하는 원기둥형상의 볼록부(110a, 110b)와 단부에 위치하는 볼록부(120a, 120b)를 갖고, 대략 E형 형상을 구성한다. 12a, 12b는, 페라이트 자심(11a, 11b)의 양측에 양 페라이트 자심(11a, 11b)을 고정하기 위해서 부착된 틀 부재이다. 13은, 예를 들면 실리콘계 수지 등과 같은 절연 재료에 의해 몰드된 중공부(130)를 갖는 몰드 코일이다. 14는 틀 부재(12a, 12b)에, 예를 들면 나사 고정에 의해 부착된 지지 부재이다. In these figures, 11a and 11b are E type ferrite magnetic cores, respectively, and the ferrite
이 고압 트랜스(1)의 조립은, 먼저 몰드 코일(13)의 중공부(130)에, 1쌍의 E 형의 페라이트 자심(11a, 11b)의 중앙에 위치하는 볼록부(110a, 110b)를 삽입한다. 이러한 상태로, 틀 부재(12a, 12b)의 각각에 형성된 나사 구멍에 삽입한 나사(15)에 대해 너트(16)를 부착하여 나사 고정함으로써, 페라이트 자심(11a)과 페라이트 자심(11b)의 볼록부(110a)와 볼록부(110b) 및 볼록부(120a)와 볼록부(120b)를 맞닿은 상태로 일체로 고정한다. 다음에, 지지 부재(14)를 틀 부재(12)에 나사 고정 등에 의해 부착함으로써, 몰드 코일(13)의 외주의 8개소를 지지 부재(14) 사이에 끼워 고정한다. 그 결과, 페라이트 자심(11a, 11b)과 몰드 코일(13) 사이에 공극(G1), 공극(G2), 및 공극(G3)이 형성된 상태로, 몰드 코일(13)이 페라이트 자심(11a, 11b)에 유지 고정된다. The assembly of the high-
여기서, 본 발명의 고압 트랜스(1)를 구성하는 각 부재의 치수 등에 관해 상술한다. Here, the dimension etc. of each member which comprise the
페라이트 자심(11a, 11b)의 중앙에 위치하는 원기둥형상의 볼록부(110a, 110b)의 직경은, 예를 들면 φ30㎜이다. 또, 페라이트 자심(11a, 11b)은, 엑시머 램프를 점등시킬 때의 점등 주파수에 따라 그 재질을 적절하게 변경한다. 예를 들면, 점등 주파수가 10kHz∼1MHz인 경우는 MnZn 페라이트 자심, 1MHz 이상인 경우는 NiZn 페라이트 자심을 사용한다. The diameter of the columnar
몰드 코일(13)은, 도 5에 도시한 바와 같은 원통 형상을 갖고, 외경은, 예를 들면 φ60㎜, 내경은, 예를 들면 φ40㎜이다. 몰드 코일(13)은, 예를 들면 코일심에 노멕스 등의 절연지를 사용하여, 다수 줄의 단선(單線)을 묶은 리츠선을 1차 코일(134) 및 2차 코일(135)에 사용한다. 몰드 코일(13)의 외표면은, 실리콘 수지나 에폭시 수지와 같은 수지로부터 임의의 수지를 선택하여 몰드한다. The
지지 부재(14)는, 지지 부재(14)와 몰드 코일(13)의 사이에서 원하지 않는 방전이 발생하지 않도록, 절연재를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 유리에폭시 수지, 종이에폭시 수지, 종이페놀 수지, 세라믹 등을 사용한다. It is preferable that the
본 발명의 고압 트랜스(1)에 의하면, 엑시머 램프를 고출력화, 장척화하기 위해서, 종래의 1.5배를 넘는 전력, 예를 들면 1500W 이상의 전력을 입력해도 페라이트 자심(11a, 11b)이 파손하는 것 같은 문제는 발생하지 않았다. 그 이유는, 이하와 같이 생각할 수 있다. According to the
도 3 및 도 4에 도시한 종래의 고압 트랜스(10)에 있어서는, 몰드 코일(13)에 큰 전류를 흘리면, 코일의 동손(銅損)에 의한 자기 발열과, 페라이트 자심(11a, 11b)의 철손에 의한 발열이 몰드 코일(13)에 전도됨으로써, 몰드 코일(13)의 온도가 상승하여, 주로 몰드 수지의 열팽창에 의해 몰드 코일(13) 전체가 열팽창한다. 그 때문에, 페라이트 자심(11a, 11b)은, 절연지(20)를 통해 몰드 코일(13)의 열팽창에 의한 응력을 받아 파손한다. In the conventional
그에 대해, 본 발명의 고압 트랜스(1)에 있어서는, 몰드 코일(13)은, 몰드 코일(13)의 단부(131)와 페라이트 자심(11a, 11b)의 사이에, 1 내지 2mm 정도의 공극(G1)이 형성된다. 이 공극(G1)이 존재함으로써, 몰드 코일(13)이 공극(G1)측으로 팽창해도, 페라이트 자심(11a, 11b)에 열팽창에 의한 응력이 가해지지 않으므로, 페라이트 자심(11a, 11b)의 파손을 방지할 수 있다. In contrast, in the high-
또, 본 발명의 고압 트랜스(1)에 있어서는, 페라이트 자심(11a, 11b)의 볼록부(110a, 110b)의 외주면(111a, 111b)과 몰드 코일(13)의 내주면(132)의 사이에는, 약 5㎜ 정도의 공극(G2)이 형성된다. 또, 페라이트 자심(11a, 11b)의 볼록부(120a, 120b)의 오목면(121a, 121b)과 몰드 코일(13)의 외주면(133)의 사이에는, 약 5㎜정도의 공극(G3)이 형성된다. Moreover, in the
본 발명의 고압 트랜스(1)를 이렇게 구성함으로써, 엑시머 램프를 고출력화, 장척화하기 위해서 고압 트랜스(1)로의 입력 전력을 상기와 같이 증대시켜도, 공극(G2, G3)이 형성됨으로써, 몰드 코일(13)의 내주면(132) 및 외주면(133)으로부터의 방열이 용이해지고, 또 페라이트 자심(11a, 11b)으로부터 몰드 코일(13)로의 열전도도 방지할 수 있다. 그 결과, 몰드 코일(13)의 온도가 지나치게 상승하는 경우도 없어져, 몰드 코일(13)에 몰드된 수지가 열화함으로써 절연성을 손상하는 문제도 해결할 수 있다. By constructing the
또한, 공극(G2, G3)은 통풍 가능하게 구성함으로써, 한층 더 몰드 코일(13) 의 냉각을 향상시킬 수 있어, 몰드 코일(13)에 몰드된 수지의 열화를 방지할 수 있다. In addition, by providing the air gaps G2 and G3 to be ventilated, cooling of the
또한, 본 발명의 고압 트랜스(1)에 의하면, 몰드 코일(13)이 지지 부재(14)에 의해 고정되어 있으므로, 종래의 페라이트 자심(11a, 11b) 사이에 끼워 지지하는 방법에 비해, 보다 강력하게 지지할 수가 있어, 몰드 코일(13)을 소정의 위치에 정확하게 배치할 수 있다. 그 결과, 예를 들면 수송시에 진동 등이 가해지더라도, 몰드 코일(13)이 페라이트 자심(11a, 11b)의 볼록부(120a, 120b)와 접촉하는 경우가 없어져, 몰드 코일(13)과 볼록부(120a, 120b)의 접촉에 의한 원하지 않는 방전의 발생을 확실히 방지할 수 있다. Moreover, according to the
청구항 1에 기재된 발명에 의하면, E형 페라이트 자심과, 절연 부재에 의해 피복되고, 중공부를 갖는 몰드 코일을 갖고, 상기 몰드 코일의 중공부에 상기 E형 페라이트 자심의 중각을 삽입한 상태로 틀 부재에 의해 E형 페라이트 자심이 일체적으로 고정된 고압 트랜스에 있어서, 상기 틀 부재에는, 상기 몰드 코일을 상기 E형 페라이트 자심으로부터 격리하여 지지하는 지지 부재가 부착되어 있으므로, 엑시머 램프로의 투입 전력을 증가시켜도, 몰드 코일의 절연성을 손상하지 않고, 또한 페라이트 자심이 파손하지 않는 고압 트랜스를 제공할 수 있다. According to invention of
청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 지지 부재는, 몰드 코일과 E형 페라이트자심의 사이가 통풍 가능하도록 격리되어 틀 부재에 부착되어 있으므로, 한층 더 몰드 코일의 냉각을 향상시킬 수 있어, 몰드 코일에 몰드된 수지의 열화를 방지할 수 있다.According to the invention according to claim 2, since the support member is attached to the frame member in a manner that the space between the mold coil and the E-type ferrite magnetic core is ventilated, the cooling of the mold coil can be further improved, and the mold coil is molded into the mold coil. The deterioration of the resin can be prevented.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
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