KR100791727B1 - 트랜스 - Google Patents

Abstract

보빈의 형상을 변경하지 않고, 누설 인덕턴스를 최적의 값으로 조정할 수 있으며, 저비용으로 고성능의 트랜스를 제공한다.

1차 권선(1) 및 2차 권선(2)과 1차 권선(1)을 감아돌리는 제1 감아돌림부(11) 및 2차 권선(2)을 감아돌리는 제2 감아돌림부(12)를 가진 보빈(10)을 구비하고, 제1 감아돌림부(11) 및 제2 감아돌림부(12)는, 양쪽 모두 또는 어느 한쪽이 보빈(10)의 축방향으로 복수로 분리하여 배치된다. 분리하여 배치된 1차 권선(1) 또는 2차 권선(2)의 감는 수의 비를 바꿈으로써, 1차 권선(1)과 2차 권선(2)과의 누설 인덕턴스의 값을 조정하기 때문에, 트랜스의 용도에 따라, 누설 인덕턴스의 값을 용이하게 변경할 수 있다.

Description

트랜스{TRANSFORMER}

도 1은 본 발명에 의한 트랜스의 실시형태를 도시한 저면도.

도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도.

도 3은 권선을 생략한 도 1의 조립도.

도 4는 도 1의 트랜스의 구조를 도시한 간략도 및 특성을 도시한 그래프.

도 5는 제1 변경예의 트랜스의 구조를 도시한 간략도 및 특성을 도시한 그래프.

도 6은 제2 변경예의 트랜스의 구조를 도시한 간략도.

도 7은 제3 변경예의 트랜스의 구조를 도시한 간략도.

도 8은 제4 변경예의 트랜스의 구조를 도시한 간략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 1차 권선 2 : 2차 권선

5 : 지지부재 5a : 한쪽의 측면(한쪽면)

5b : 다른쪽의 측면(다른쪽면) 6 : 제1 코어

7 : 제2 코어 10 : 보빈

10a : 개구부 11 : 제1 감아돌림부

12 : 제2 감아돌림부 15 : 단자

15a : 제1 단자 15b : 제2 단자

본 발명은 트랜스, 특히 공진형 스위칭 전원 등의 전원장치에 이용되는 트랜스에 관한 것이다.

스위칭 손실의 저감 및 노이즈의 저감을 위해서, 스위칭 파형의 전체 또는 일부에 트랜스의 누설 인덕턴스(누설 인덕턴스)와 공진용 콘덴서와의 공진 동작을 이용한 공진형 스위칭 전원이 증가하고 있다. 그러나, 공진형 스위칭 전원에서는, 요구되는 입출력 전압 등의 조건에 의해 최적인 1차 인덕턴스 또는 누설 인덕턴스가 다르다. 따라서, 용도에 따른 고성능의 트랜스를 제조하기 위해서, 트랜스의 1차 권선의 인덕턴스 또는 누설 인덕턴스의 값을 적절히 선택할 필요가 있다.

하기 특허문헌1은 1차 권선 및 2차 권선과, 1차 권선을 감아 돌리는 제1 감아돌림부 및 2차 권선을 감아돌리는 제2 감아돌림부를 가진 보빈을 구비하고, 제2 감아돌림부가 보빈의 축방향으로 분리하여, 날밑부를 사이에 두고 제1 감아돌림부의 양 끝단에 배치되는 트랜스를 개시한다. 특허문헌 1의 트랜스에서는, 3분할의 보빈의 중앙에 1차 권선을 감아 돌리고, 바깥측에 2차 권선을 각각 감아돌리는 구조에 의해, 1차 권선과 2차 권선의 거리를 짧게 하여, 누설 인덕턴스를 작게 할 수 있다. 이러한 트랜스에서는, 트랜스의 인덕턴스 또는 누설 인덕턴스를 목표로 하는 값으로 안정적으로 적합시키고, 또한 트랜스를 대량생산하기 위해서, 제1 감아 돌림부 및 제2 감아돌림부와, 1차 권선과 2차 권선을 분리하는 날밑부를 일정한 형상으로 하여 제조할 필요가 있다.

그러나, 공진형 스위칭 전원의 출력 전력이 동일하다 하더라도, 트랜스는, 공진형 스위칭 전원의 출력전압 및 피크 부하의 변경, 통상 사용시의 전력 효율의 향상 또는 무부하 대기시의 전력 손실의 저감 등의 목적에 따라서, 인덕턴스 및 누설 인덕턴스의 값을 변경할 필요가 있다. 또한, 트랜스는, 동일한 누설 인덕턴스가 필요한 경우라 하더라도, 예를 들면, 동일한 입력 전압의 공진형 스위칭 전원의 경우에는, 출력전압이 다르면 2차 권선의 감는 수가 다르기 때문에, 누설 인덕턴스가 동일하게 되지 않고, 공진 조건이 달라, 트랜스의 최적의 동작 조건으로부터 벗어나는 문제가 발생하였다.

트랜스의 인덕턴스의 값은, 권선의 감는 수와 코어간의 갭에 의해 조정을 할 수 있는데 비해서, 누설 인덕턴스의 값은, 감긴 1차 권선 및 2차 권선의 폭, 1차 권선과 2차 권선과의 사이의 거리 및 대향하는 면적에 의해 결정된다. 1차 권선 및 2차 권선의 폭과 1차 권선과 2차 권선의 사이의 거리는, 보빈의 날밑부의 간격에 의해 결정되기 때문에, 누설 인덕턴스의 값은, 그 대부분이 보빈의 형상에 의해 결정된다. 그러나, 트랜스의 조건에 따라, 트랜스의 인덕턴스 및 누설 인덕턴스가 최적의 값이 되도록, 고가의 금형을 다수 이용하여 여러 종류의 보빈을 준비하는 것은 현실적이지 않다. 따라서, 종래의 트랜스에서는, 인덕턴스 및 누설 인덕턴스의 값은, 스위칭 전원의 전력 변환 효율 또는 발열성 등의 조건을 희생함과 동시에, 최적값에 되도록 가까운 값으로 타협하고 있었다.

또한, 공진형 스위칭 전원에 이용하는 트랜스는, 권선을 구성하는 에나멜선에 흐르는 전류가 정현파 형상이기 때문에, 단형파의 스위칭 전류에 비해서 피크(peak) 전류가 커져, 동손(銅損)이 커지는 경향이 있다. 또한, 공진형 스위칭 전원의 소형화를 위해서, 스위칭 주파수가 높게 설정되어 있으며, 구리선의 표피효과 등의 영향에 의해 직경이 큰 단일한 와이어에서는 동손이 커진다. 따라서, 일부의 트랜스에서는, 동손을 저감시키기 위해서, 고주파 전류에 의한 손실이 적은 가느다란 구리선을 다수 묶은 리츠선(litz wire)을 권선에 사용하고 있다.

그러나, 트랜스는, 요구되는 안전 규격에 따라서, 1차 권선과 2차 권선 또는 코어와의 사이의 공간거리 및 연면(沿面)거리 및 내전압을 충분히 확보할 필요가 있기 때문에, 권선의 인출선에 절연 튜브를 삽입하거나 또는 절연 테이프로 서로의 절연성 및 연면거리를 확보하고 있다. 리츠선은, 가느다란 구리선 묶음의 전부를 절연 튜브에 통과시키는 것이 극히 곤란하므로, 현실적으로는 트랜스를 생산할 수 없다. 또한, 절연 테이프를 사용하여, 1차 권선과 2차 권선과의 공간거리 및 연면거리를 확보해도, 리츠선이 흩어지기 때문에, 트랜스의 신뢰성이 낮았다. 또한, 리츠선을 사용한 트랜스는, 제조시의 작업성이 나쁘고, 제조공정수 및 제조비용을 증가시켜, 트랜스의 제조 단가를 인상시키고 있었다.

이에 대해, 하기의 특허문헌 2는, 1차 권선 및 2차 권선과, 1차 권선을 감아돌리는 제1 감아돌림부 및 2차 권선을 감아돌리는 제2 감아돌림부를 가진 보빈을 구비하고, 제1 감아돌림부 및 제2 감아돌림부가 보빈의 축방향으로 복수로 분리되어, 날밑부를 사이에 두고 교대로 배치되는 트랜스를 개시한다. 특허문헌 2의 트 랜스에서는, 보빈의 날밑부를 1차 권선과 2차 권선과의 공간거리 및 연면거리를 충분히 취할 정도로 높게 형성하여 절연성을 확보하고 있다. 따라서, 절연 튜브 및 절연 테이프를 생략하고, 트랜스의 제조시의 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허공개공보 2004-31611호

[특허문헌 2] 일본 특허공개공보 평성7-283037호

그러나, 특허문헌 2의 트랜스에서는, 보빈의 날밑부를 높게 하기 위해서, 트랜스의 외형이 매우 커지므로, 최근의 소형이고 박형의 제품에는 탑재할 수 없는 문제가 발생하였다.

따라서, 본 발명은, 상기의 과제를 해결하여 저비용으로 고성능의 트랜스를 제공하는 것을 목적으로 한다. 보다 구체적으로는, 본 발명은, 누설 인덕턴스의 값을 용이하게 조정할 수 있는 트랜스를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 외형을 크게 하지 않고, 1차 권선과 2차 권선과의 공간거리 및 연면거리를 충분히 확보할 수 있는 트랜스를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 트랜스는, 1차 권선(1) 및 2차 권선(2)과, 1차 권선(1)을 감아돌리는 제1 감아돌림부(11) 및 2차 권선(2)을 감아돌리는 제2 감아돌림부(12)를 가진 보빈(10)을 구비한다. 제1 감아돌림부(11) 및 제2 감아돌림부(12)는, 양쪽 모두 또는 어느 한쪽이 보빈(10)의 축방향으로 복수로 분리하여 배치되고, 분리하여 배치된 1차 권선(1) 또는 2차 권선(2)의 감는 수의 비를 바꿈으로써, 1차 권선(1)과 2차 권선(2)과의 누설 인덕턴스의 값을 조정한다. 분리하여 배치된 1차 권선(1) 또는 2차 권선(2)의 감는 수의 비를 바꿈으로써, 누설 인덕턴스(누설 인덕턴스)의 값을 조정할 수 있으므로, 트랜스의 용도에 따라, 누설 인덕턴스의 값을 용이하게 변경할 수 있다. 따라서, 종래와 같이, 보빈(10) 및 날밑부(4)의 형상을 변경하지 않고, 최적의 누설 인덕턴스의 값을 얻을 수 있어, 저비용으로 고성능의 트랜스를 제공할 수 있다.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

이하에 본 발명에 의한 트랜스의 실시형태를 도 1∼도 8에 대하여 설명한다.

도 1∼도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 트랜스는, 에나멜선으로 이루어진 1차 권선(1) 및 2차 권선(2)과, 1차 권선(1)을 감아돌리는 제1 감아돌림부(11) 및 2차 권선(2)을 감아돌리는 제2 감아돌림부(12)를 가진 보빈(10)과, 보빈(10)과 병행으로 인접하여 배치되는 보조 보빈(9)과, 보빈(10) 및 보조 보빈(9)에 인접하여 배치되고, 1차 권선(1) 및 2차 권선(2)에 전류가 흘렀을 때에 자로를 형성하는 제1 코어(6) 및 제2 코어(7)와, 기판에 접속하는 복수의 단자(15)를 가진 지지부재(5)를 구비한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 감아돌림부(11) 및 제2 감아돌림부(12)는, 한 쌍의 개구부(10a)를 가진 통형상으로 형성되어, 제1 감아돌림부(11)와 제2 감아돌림부(12)의 사이에 형성된 날밑부(4)와, 보빈(10)의 양 끝단부에 한 쌍의 플랜지부(13)를 가진다. 본 실시형태로서 예시하는 트랜스에서는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 감아돌림부(11) 및 제2 감아돌림부(12)는, 감은 수가 많은 1차 권선(1)을 감아돌리는 제1 감아돌림부(11)를 보빈(10)의 축방향으로 분리하고, 감은 수가 적은 2차 권선(2)을 감아돌리는 제2 감아돌림부(12)의 양 끝단에 배치하고 있다. 1차 권선(1)과 2차 권선(2)은, 날밑부(4)를 사이에 두고 교대로 배치되며, 제2 감아돌림부(12)를 중앙으로 하여, 제2 감아돌림부(12)의 바깥측에 제1 감아돌림부(11)가 분리되어 배치된다. 보조 보빈(9)은, 보빈(10)과 마찬가지로, 한 쌍의 개구부(9a)를 가진 통형상으로 형성되고, 양 끝단에 플랜지부(14)를 가진다. 보조 보빈(9)에는, 보빈(10)에 감겨 돌려지는 2차 권선(2)과는 다른 별도의 2차 권선(도시하지 않음)이 감겨 돌려진다.

보빈(10)은, 지지 부재(5)의 윗면(5c)에 설치되고, 플랜지부(13)의 바닥부에 형성된 판형상의 설치부(13a)가 지지부재(5)에 맞닿는다. 보빈(10)을 구성하는 제1 감아돌림부(11), 제2 감아돌림부(12), 날밑부(4) 및 플랜지부(13)는, 예를 들면, 합성수지에 의해 일체로 성형된다. 제1 코어(6) 및 제2 코어(7)는, 예를 들면 페라이트에 의해 형성된 EE코어 형상으로 한다. 제1 코어(6) 및 제2 코어(7)는, 본체(6d, 7d)의 대략 중앙으로부터 직각으로 돌출하는 주각(主脚)(6a, 7a)과, 본체(6d, 7d)의 일 끝단으로부터 주각(6a,7a)과 동일방향으로 돌출하는 여자각(勵磁脚)(6b, 7b)과, 본체(6d, 7d) 다른 끝단으로부터 주각(6a, 7a)과 동일방향으로 돌출하는 포화각(飽和脚)(6c, 7c)을 각각 가진다. 주각(6a,7a)은, 보빈(10) 내의 공동부(空洞部)에 배치되고, 포화각(6c, 7c)은, 보조 보빈(9) 내의 공동부에 배치된다. 제1 코어(6) 및 제2 코어(7)의 여자각(6b, 7b) 및 포화각(6c,7c)은, 끝단부가 서로 접촉하여 배치되고, 주각(6a, 7a)의 사이는, 소정의 갭을 형성하는 거리로 서 로 떨어져서 배치된다. 포화각(6c,7c)은, 적은 자속에 의해 포화하도록, 주각(6a, 7a) 및 포화각(6c, 7c)에 대해서 단면적이 작게 형성된다. 이에 대해, 여자각(6b, 7b)은, 큰 에너지를 축적해도 포화하지 않도록, 단면적이 크게 형성된다. 제1 코어(6) 및 제2 코어(7)는, EI코어 등의 다른 형상의 코어를 사용해도 좋다.

지지부재(5)는, 예를 들면, 보빈(10)과 마찬가지로 합성수지에 의해 일체로 성형되고, 중앙에 공동부(16)를 가진 네모진 틀형상으로 형성된다. 지지부재(5)는, 윗면(5c)의 일부에 오목형상면(17)이 형성되고, 보빈(10)의 설치부(13a)를 지지부재(5)의 오목형상면(17)에 끼워맞춤함으로써, 보빈(10)을 지지부재(5)의 윗면(5c)에 얹어 놓을 때의 위치 결정을 실시할 수 있다. 단자(15)는, 1차 권선(1)을 접속하는 제1 단자(15a)와, 2차 권선(2)을 접속하는 제2 단자(15b)를 구비하고, 트랜스 또는 트랜스를 장착하는 기판의 사양에 따라, 갯수 및 배치가 결정된다. 제1 단자(15a)는, 지지 부재(5)의 한쪽 측면(5a)으로부터 돌출하여 형성되고, 제2 단자(15b)는, 지지부재(5)의 다른쪽의 측면(5b)으로부터 제1 단자(15a)와 반대 방향으로 돌출하여 형성된다. 도 1에 도시한 트랜스에서는, 각 8개의 제1 단자(15a) 및 제2 단자(15b)가 지지 부재(5)의 측면(5a, 5b)으로부터 돌출하여 형성되어 있다. 분리하여 배치된 1차 권선(1)의 양 끝단의 인출선(1a)이 다른 제1 단자(15a)에 각각 접속되고, 2차 권선(2)의 양 끝단의 인출선(2a)이 다른 제2 단자(15b)에 각각 접속된다. 각 단자(15)는, L자 모양으로 형성되고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 한쪽의 끝단부가 지지 부재(5)의 측면(5a, 5b)으로부터 돌출하고 또한 다른쪽의 끝단부가 지지 부재(5)의 바닥면(5d)으로부터 돌출한 상태로 지지부재(5)에 의 해 지지된다. 1차 권선(1) 및 2차 권선(2)의 인출선(1a, 2a)은, 지지부재(5)의 측면(5a,5b)으로부터 돌출하는 단자(15)의 한쪽의 끝단부에 접속되고, 지지부재(5)의 바닥면(5d)으로부터 돌출하는 단자(15)의 다른쪽의 끝단부가 기판에 접속된다. 또한, 1차 권선(1) 및 2차 권선(2)의 인출선(1a, 2a)은, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 지지부재(5)의 바닥면(5d)에 형성된 홈부(5e)를 통과해서, 제1 단자(15a) 및 제2 단자(15b)에 각각 접속된다. 도시하지 않지만, 보조 보빈(9)에 감겨돌려지는 다른 2차 권선은, 양 끝단의 인출선이 홈부(5e)를 통과해서, 2차 권선(2)이 접속된 제2 단자(15b)와는 다른 별도의 제2 단자(15b)에 각각 접속된다.

종래의 트랜스에서는, 2차 권선을 1차 권선에 의해 끼워 지지하거나 또는 1차 권선을 2차 권선에 의해 끼워 지지하는 구조로 했을 경우에, 중앙의 감아돌림부에 감아 돌린 권선의 인출선이, 양쪽의 권선의 어느 한쪽의 위를 통과하기 때문에, 1차 권선과 2차 권선과의 사이의 공간거리 및 연면거리를 충분히 확보하는 것이 곤란하였다. 그러나, 본 실시형태의 트랜스에서는, 1차 권선(1)을 접속하는 제1 단자(15a)와 2차 권선(2)을 접속하는 제2 단자(15b)를 각각 반대 방향으로 돌출하여 형성하므로, 1차 권선(1)과 2차 권선(2)과의 사이의 공간 및 연면거리를 충분히 확보할 수 있다. 또한, 종래와 같이, 1차 권선(1)과 2차 권선(2)과의 사이의 공간 및 연면거리를 얻기 위해서, 날밑부(4)의 높이를 크게 할 필요가 없고, 트랜스의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 예시하는 트랜스에서는, 보빈(10)의 윗면 및 측면을 포위하는 커버(8)를 구비한다. 커버(8)는, 예를 들면, 보빈(10)과 같은 재료에 의해 형성되고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 보빈(10)의 날밑부(4)의 표면에 형성된 오목부(4a) 내에 삽입되는 볼록부(8a)를 내면에 가진다. 커버(8)의 볼록부(8a)와 보빈(10)의 날밑부(4)의 오목부(4a)는, 소정의 간격을 두고 서로 떨어진다. 1차 권선(1)과 2차 권선(2)과의 연면거리를 연장하여, 1차 권선(1)과 2차 권선(2)을 확실하게 절연할 수 있다. 또한, 1차 권선(1)과 2차 권선(2)을 보다 근접시킬 수 있으므로, 트랜스의 소형화를 더욱 더 도모할 수 있다.

도면에서는, 1차 권선(1) 및 2차 권선(2)을 생략하지만, 트랜스를 조립할 때에, 도 3에 나타낸 바와 같이, 1차 권선(1) 및 2차 권선(2)이 제1 감아돌림부(11) 및 제2 감아돌림부(12)에 각각 감겨돌려진 보빈(10)이 준비된다. 다음에, 커버(8)를 보빈(10)의 위쪽으로부터 장착하여, 보빈(10)을 커버(8)에 의해 포위한다. 커버(8)가 보빈(10)의 플랜지부(13)에 끼워붙임되어, 커버(8)와 보빈(10)이 고정되지만, 커버(8)와 보빈(10)을 접착제에 의해 고정해도 좋다. 커버(8)를 보빈(10)에 장착했을 때, 커버(8)의 내면의 볼록부(8a)가 보빈(10)의 날밑부(4)의 오목부(4a) 내에 삽입된다. 커버(8)에는, 보빈(10)의 개구부(10a)와 합치하는 개구부(8b)가 형성되고, 제1 코어(6) 및 제2 코어(7)의 주각(6a, 7a)은, 커버(8)의 개구부(8b)를 통과해서, 보빈(10)의 개구부(10a)로부터 보빈(10)의 내부에 삽입된다. 또한, 제1 코어(6) 및 제2 코어(7)의 포화각(6c, 7c)은, 보조 보빈(9)의 개구부(9a)로부터 보조 보빈(9)의 내부에 삽입된다. 이 때, 예를 들면, 에폭시계 접착제 등의 접착제에 의해, 제1 코어(6) 및 제2 코어(7)의 여자각(6b, 7b) 및 포화각(6c, 7c)의 끝단부의 사이 및 주각(6a, 7a)의 바깥둘레면과 보빈(10)의 안둘레면의 사이가 고정붙 임된다. 주각(6a,7a)은, 끝단부가 서로 떨어진 상태에서, 보빈(10) 내에 배치된다.

계속해서, 지지부재(5)가 준비되고, 지지부재(5)의 윗면(5c)에 형성된 오목형상면(17)에, 보빈(10)의 플랜지부(13)에 형성된 설치부(13a)를 끼워맞춤한다. 커버(8), 제1 코어(6) 및 제2 코어(7)의 바닥면과, 보조 보빈(9)의 플랜지부(14)가 지지부재(5)의 윗면(5c)에 맞닿고, 각 부재가 지지부재(5) 상에 배치된다. 도시하지 않지만, 커버(8)가 장착된 보빈(10)과 지지부재(5)는, 예를 들면, 절연 테이프를 둘레면에 감아돌림으로써 고정된다. 보빈(10)과 지지부재(5)를 고정한 후에, 보빈(10)의 1차 권선(1) 및 2차 권선(2)의 인출선(1a, 2a)을 땜납에 의해 지지부재(5)의 제1 단자(15a) 및 제2 단자(15b)에 접속한다. 그러나, 보빈(10)과 지지부재(5)를 고정하기 전에, 1차 권선(1) 및 2차 권선(2)의 인출선(1a, 2a)을 제1 단자(15a) 및 제2 단자(15b)에 접속해도 좋다. 또한, 보조 보빈(9)에 감겨돌려지는 다른 2차 권선은, 보빈(10)의 2차 권선(2)과 마찬가지로, 인출선이 땜납에 의해 제2 단자(15b)에 접속된다. 상기 공정에 의해 트랜스가 형성되지만, 트랜스의 제조 공정은, 더욱 더 여러가지 방법을 생각할 수 있으며, 상기 공정은, 그 일례에 지나지 않는다. 특히, 제1 코어(6)와 제2 코어(7)의 사이 및 제1 코어(6) 및 제2 코어(7)와 보빈(10)의 사이는, 각 부재를 형성하는 재료의 열팽창율의 차이에 의해, 각 부재에 균열이 발생하는 경우가 있다. 따라서, 각 부재의 접착 방법은, 트랜스의 사양에 의해 적절하게 변경하는 것이 바람직하다.

트랜스는, 복수의 단자(15)가 도시하지 않은 기판에 접속되어, 전원장치의 스위치가 온이 되었을 때, 1차 권선(1) 및 2차 권선(2)에 전류가 흐른다. 1차 권선(1) 및 2차 권선(2)에 의해 주각(6a, 7a), 여자각(6b, 7b) 및 포화각(6c, 7c)이 여자되어, 제1 코어(6) 및 제2 코어(7)에 에너지가 축적된다. 주각(6a, 7a)에서 발생한 자속은, 여자각(6b, 7b) 및 포화각(6c, 7c)을 통과한다. 스위치가 오프가 되면, 제1 코어(6) 및 제2 코어(7)에 축적된 에너지가 개방되어, 트랜스에 출력전압이 발생한다. 보조 보빈(9)에 감겨돌려지는 다른 2차 권선은, 트랜스의 동작시에, 보빈(10)의 2차 권선(2)과 함께 출력전압을 발생시킨다.

제1 코어(6)와 제2 코어(7)와의 사이의 거리를 바꿈으로써, 1차 권선(1)과 2차 권선(2)과의 인덕턴스의 값이 조정 또는 제어된다. 트랜스는, 제1 코어(6) 및 제2 코어(7)의 자속밀도에 의해, 제1 코어(6) 및 제2 코어(7)의 단면적 및 1차 권선(1)의 감는 수가 결정되어, 제1 코어(6)의 주각(6a)과 제2 코어(7)의 주각(7a)과의 갭을 조정하는 것에 의해서, 인덕턴스가 조정된다. 이에 대해, 2차 권선(2)의 감는 수는, 트랜스의 입력 전압과 출력전압에 의해 결정되는 소정의 감는 수가 선택된다. 1차 권선(1) 및 2차 권선(2)의 감는 방향은, 트랜스의 사양에 따라 적절하게 결정된다.

누설 인덕턴스의 값은, 감겨돌려진 1차 권선(1) 및 2차 권선(2)의 폭, 1차 권선(1)과 2차 권선(2)과의 사이의 거리 및 대항(對抗)하는 면적에 의해 결정되지만, 본 발명에서는, 분리하여 배치된 1차 권선(1) 또는 2차 권선(2)의 감는 수의 비를 바꿈으로써, 1차 권선(1)과 2차 권선(2)의 사이의 대항하는 면적을 변경하여, 1차 권선(1)과 2차 권선(2)의 누설 인덕턴스의 값을 조정 또는 제어할 수 있다. 1 차 권선(1) 및 2차 권선(2)의 폭 및 1차 권선(1)과 2차 권선(2)과의 사이의 거리를 변경하지 않기 때문에, 날밑부(4) 또는 플랜지부(13)의 간격을 변경하지 않고, 동일한 보빈(10)에 의해 다른 누설 인덕턴스의 값을 가진 트랜스를 형성할 수 있다. 즉, 본 발명에서는, 금형을 바꾸어 보빈(10)의 형상을 변경하지 않고, 많은 종류의 트랜스를 형성할 수 있다. 누설 인덕턴스의 값은, 1차 권선(1)과 2차 권선(2)의 사이의 대항하는 면적, 즉, 감겨돌려진 1차 권선(1) 및 2차 권선(2)의 두께가 동일할 때가 최소가 된다. 예를 들면, 1차 권선(1)의 감는 수를 50둘레로 하면, 1차 권선(1)과 2차 권선(2)과의 누설 인덕턴스의 값을 최소로 하기 위해서는, 분리하여 배치된 제1 감아돌림부(11)에 1차 권선(1)을 각각 50둘레 감아 돌려, 위상을 맞추어 병렬 접속한다. 또한, 또 하나의 방법으로는, 분리하여 배치된 제1 감아돌림부(11)에 1차 권선(1)을 각각 25둘레 감아 돌려, 위상을 맞추어 직렬 접속한다.

다음에, 1차 권선(1)과 2차 권선(2)과의 누설 인덕턴스의 값을 증대시키려면, 분리하여 배치된 2개의 1차 권선(1)을 다른 감는 수로 변경한다. 구체적으로는, 예를 들면, 2개의 1차 권선(1)의 감는 수를 20둘레와 30둘레로 하여 위상을 맞추어 직렬 접속한다. 1차 권선(1)과 2차 권선(2)과의 누설 인덕턴스의 값을 더욱 더 증대시키려면, 2개의 1차 권선(1)의 감는 수를 10둘레와 40둘레로 하여 위상을 맞추어 직렬 접속한다. 1차 권선(1)과 2차 권선(2)과의 누설 인덕턴스의 값을 증대시키려면, 2개의 1차 권선(1)의 감는 수를 0둘레와 50둘레로 하면 좋다.

도 4의 (a) 및 (b)는, 3분할된 감아돌림부(11, 12)를 가진 보빈(10)을 사용한 본 실시형태의 트랜스의 간략도 및 1차 권선(1)과 2차 권선(2)과의 누설 인덕턴 스의 값의 변화를 도시한 그래프이다. 도 4(b)의 그래프는, 분할하여 직렬 접속된 2개의 1차 권선(1)의 감는 수의 비(%)와, 1차 권선(1)과 2차 권선(2)과의 누설 인덕턴스의 값(μH)과의 관계를 나타낸다. 도면에서는, 1차 권선(1)을 P, 2차 권선(2)을 S, 후술하는 보조 권선(18)을 A로하여 표시하고 있다. 1차 권선(1)의 전체의 감는 수를 100%로 하여, 분할한 1차 권선(1)의 제1의 1차 권선 P1과, 제2의 1차 권선 P2의 감는 수를 변화시키고 있다. 제1의 1차 권선 P1의 감는 수를 1차 권선(1)의 전체의 감는 수의 반에 근접하게 증가시키면, 누설 인덕턴스의 값이 저하하고, 제1의 1차 권선 P1의 감는 수를 더욱 증가시키고, 제2의 1차 권선 P2의 감는 수로 역전하면, 누설 인덕턴스의 값은, 다시 상승한다. 제1의 1차 권선 P1 및 제2의 1차 권선 P2의 감는 수를 모두 1차 권선(1)의 감는 수의 반으로 했을 때, 누설 인덕턴스의 값이 가장 작은 L1이 되고, 제1의 1차 권선 P1 및 제2의 1차 권선 P2의 감는 수의 비를 바꿈으로써 누설 인덕턴스의 값이 커지는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 1차 권선(1)의 감는 수의 비를 바꿈으로써, 1차 권선(1)과 2차 권선(2)과의 누설 인덕턴스의 값을 원하는 값으로 조정할 수 있다.

본 발명은, 3분할된 감아돌림부(11, 12)를 가진 보빈(10)을 사용하는 상술한 트랜스에 한정되지 않으며, 또한 다수의 감아돌림부(11, 12)를 가진 보빈(10)을 사용하여 트랜스를 형성해도 좋다. 본 발명의 다른 실시형태를 도 5∼도 8에 예시한다.

도 5의 (a) 및 (b)는, 4분할된 감아돌림부(11, 12)를 가진 보빈(10)을 사용한 트랜스의 간략도 및 1차 권선(1)과 2차 권선(2)과의 누설 인덕턴스의 값의 변화 를 도시한 그래프이다. 1차 권선(1) 및 2차 권선(2)은, 모두 둘로 분리되어, 교대로 배치되어 있다. 도 5(b)의 그래프는, 1차 권선(1)의 감는 수의 비(%)와, 1차 권선(1)과 2차 권선(2)과의 누설 인덕턴스의 값(μH)과의 관계를 나타낸다. 2차 권선(2)의 감는 수의 비는 일정하게 한다. 도 4에 도시한 트랜스와 마찬가지로, 제1의 1차 권선 P1의 감는 수를 1차 권선(1)의 전체의 감는 수의 반에 근접하게 증가시키면, 누설 인덕턴스의 값이 저하하고, 제1의 1차 권선 P1의 감는 수를 더욱 증가시켜 제2의 1차 권선 P2의 감는 수로 역전하면, 누설 인덕턴스의 값은 다시 상승한다. 그러나, 제2의 1차 권선 P2가 제1의 2차 권선 S1 및 제2의 2차 권선 S2의 양쪽 모두에 인접해서 배치되기 때문에, 누설 인덕턴스의 값은 제1의 1차 권선 P1의 감는 수보다 제2의 1차 권선 P2의 감는 수가 조금 많을 때에 누설 인덕턴스의 값이 가장 작은 L2가 된다. 또한, 제1의 2차 권선 S1 및 제2의 2차 권선 S2로부터 구성되는 2차 권선(2)은 도 4에 도시한 트랜스보다 대향 면적이 증가했기 때문에, 누설 인덕턴스의 최소치 L2는 도 4에 도시한 트랜스의 누설 인덕턴스의 최소치 L1보다 낮은 값을 나타내고 있다.

도 6은, 5분할된 감아돌림부(11, 12)를 가진 보빈(10)을 사용한 트랜스의 간략도를 나타낸다. 1차 권선(1)을 3개로 분리하고, 2차 권선(2)을 2개로 분리하여, 교대로 배치하고 있다. 도시를 생략하지만, 2개의 2차 권선(2)의 감는 수의 비를 일정하게 했을 때, 1차 권선(1)의 제1의 1차 권선 P1와 제2의 1차 권선 P2와 제3의 1차 권선 P3의 감는 수를 동일하게 형성했을 때에, 1차 권선(1)과 2차 권선(2)과의 누설 인덕턴스의 값이 최소치가 된다. 그러나, 1차 권선(1)을 직렬 접속하는 경우 에는, 1차 권선(1)의 감는 수의 비를 적절하게 변경할 수 있으므로, 제1의 1차 권선 P1과 제3의 1차 권선 P3를 동일한 감는 수로 형성함과 동시에, 제2의 1차 권선 P2를 제1의 1차 권선 P1 및 제3의 1차 권선 P3보다 많은 감는 수로 형성했을 때에, 1차 권선(I)과 2차 권선(2)과의 누설 인덕턴스의 값이 최소치가 된다. 또한, 도 6에 도시한 트랜스는, 도 5에 도시한 트랜스보다, 대향 면적이 더욱 증가하기 때문에, 트랜스의 누설 인덕턴스의 최소치는, 도 5에 도시한 트랜스의 누설 인덕턴스의 최소치보다 낮은 값을 나타낸다.

도 7 및 도 8은, 보빈(10)에 보조 권선(18)을 감아 돌린 트랜스를 나타낸다. 도 7에 도시한 트랜스는, 2차 권선(2)과 1차 권선(1)의 제2의 1차 권선 P2의 사이에 보조 권선(18)을 추가한다. 이 트랜스에서는, 제2의 1차 권선 P2의 감는 수보다, 2차 권선(2)에 의해 근접하여 배치되는 제1의 1차 권선 P1의 감는 수가 많을 때에, 누설 인덕턴스의 값이 가장 작은 값이 된다. 도 8에 도시한 트랜스는, 1차 권선(1)의 제2의 1차 권선 P2에 인접하고, 2차 권선(2)과는 반대측에 보조 권선(18)을 추가한다. 이 트랜스에서는, 보조 권선(18)이 추가되어도, 1차 권선(1)의 제1의 1차 권선 P1 및 제2의 1차 권선 P2와 2차 권선(2)과의 거리가, 도 4에 도시한 트랜스와 동일하게 되기 때문에, 도 4에 도시한 트랜스와 동일한 특성을 나타낸다.

또한, 본 발명은, 더욱 여러가지로 변경이 가능하다. 예를 들면, 상술의 트랜스에서는, 트랜스의 출력전압이 입력 전압에 비해 낮은 경우였지만, 트랜스의 출력전압이 입력 전압보다 높은 경우에는, 1차 권선(1)과 2차 권선(2)이 감는 위치를 반대로 하고, 2차 권선(2)을 분리하여 1차 권선(1)의 양 끝단에 배치해도 좋다. 상술의 경우는, 특히, 트랜스의 출력전압이 높고 또한 2차 권선(2)의 감는 수가 많은 경우에, 1차 권선(1)과 2차 권선(2)과의 누설 인덕턴스의 값을 양호하게 조정할 수 있다.

본 발명의 트랜스에 의하면, 분리해서 배치된 1차 권선(1) 또는 2차 권선(2)의 감는 수의 비를 바꿈으로써, 누설 인덕턴스의 값을 조정할 수 있으므로, 트랜스의 용도에 따라, 누설 인덕턴스의 값을 용이하게 변경할 수 있다. 따라서, 종래와 같이, 보빈(10) 및 날밑부(4)의 형상을 변경하지 않고, 최적의 누설 인덕턴스의 값을 얻을 수 있어, 저비용으로 고성능의 트랜스를 형성할 수 있다.

본 발명에 의하면, 보빈의 형상을 변경하지 않고, 최적의 누설 인덕턴스의 값을 얻음과 동시에, 1차 권선과 2차 권선과의 공간거리 및 연면거리를 충분히 확보할 수 있으므로, 저비용으로 고성능의 트랜스를 제공할 수 있다.

본 발명은, 전압공진형 스위칭 전원, 전류공진형 스위칭 전원 또는 스위칭 동작 파형의 일부분을 공진하는 부분공진형 스위칭 전원 등의 공진형 스위칭 전원에 사용하는 트랜스에 양호하게 적용할 수 있다.

Claims (5)

1차 권선 및 2차 권선과, 상기 1차 권선을 감아돌리는 제1 감아돌림부 및 상기 2차 권선을 감아돌리는 제2 감아돌림부를 가진 보빈을 구비하고,

상기 제1 감아돌림부 및 상기 제2 감아돌림부는, 양쪽 모두 또는 어느 한쪽이 보빈의 축방향으로 복수로 분리하여 배치되고,

분리하여 배치된 상기 1차 권선 또는 2차 권선의 감는 수의 비를 바꿈으로써, 상기 1차 권선과 상기 2차 권선과의 누설 인덕턴스의 값을 조정하는 것을 특징으로 하는, 트랜스.

제 1 항에 있어서,

상기 제1 감아돌림부 및 제2 감아돌림부는, 한 쌍의 개구부를 가진 통형상으로 형성되고,

상기 한 쌍의 개구부에 삽입되고 또한 상기 1차 권선 및 상기 2차 권선에 전류가 흐를 때에 자로를 형성하는 제1 코어 및 제2 코어를 구비하고,

상기 제1 코어와 상기 제2 코어와의 사이의 거리를 바꿈으로써, 상기 1차 권선과 상기 2차 권선과의 누설 인덕턴스의 값을 조정하는 것을 특징으로 하는, 트랜스.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제1 감아돌림부 및 상기 제2 감아돌림부는, 감는 수가 많은 한쪽의 권선을 분리하여 감는 수가 적은 다른쪽의 권선의 양 끝단에 배치하고,

분리하여 배치된 상기 1차 권선 또는 2차 권선의 감는 수의 비를 바꾸어, 상기 1차 권선과 상기 2차 권선과의 누설 인덕턴스의 값을 조정하는 것을 특징으로 하는, 트랜스.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

기판에 접속하는 복수의 단자를 가진 지지부재를 구비하고,

상기 보빈과 상기 지지부재를 고정하기 전 또는 후에, 상기 1차 권선 및 상기 2차 권선을 상기 지지부재의 단자에 접속하여, 상기 1차 권선과 상기 2차 권선과의 누설 인덕턴스의 값을 조정하는 것을 특징으로 하는, 트랜스.

제 4 항에 있어서,

상기 단자는 상기 1차 권선을 접속하는 제1 단자와, 상기 2차 권선을 접속하는 제2 단자를 구비하고,

상기 제1 단자는, 상기 지지부재의 한쪽면으로부터 돌출하여 형성되고,

상기 제2 단자는, 상기 지지부재의 다른쪽면으로부터 상기 제1 단자와 반대 방향으로 돌출하여 형성되어, 상기 1차 권선과 상기 2차 권선과의 누설 인덕턴스의 값을 조정하는 것을 특징으로 하는, 트랜스.

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