KR100875551B1 - 트랜스 장치 및 구동 회로 - Google Patents

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히로키 미우라
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스미다 코포레이션 가부시키가이샤
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Abstract

인버터 트랜스와 밸런스 트랜스가 일체화되어 소형화된 트랜스 장치 및 그것을 이용한 구동 회로를 제공한다.
1차 코일과 2차 코일이 권회된 코어부를 갖는 인버터 트랜스와, 1차 코일과 2차 코일이 권회된(감긴) 코어부를 갖는 밸런스 트랜스를 구비하고, 인버터 트랜스와 밸런스 트랜스를 구성하는 각각의 코어부의 일부를 공유시켜 일체로 구성하는 트랜스 장치.

Description

트랜스 장치 및 구동 회로{Transformer apparatus and drive circuit}
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 트랜스 장치 또는 인버터 트랜스가 적용된 본 발명의 실시 형태 1에 따른 냉음극 방전관의 구동 회로의 회로도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 트랜스 장치 또는 인버터 트랜스가 적용된 본 발명의 다른 실시 형태 1에 따른 냉음극 방전관의 구동 회로의 회로도를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 2에 따른 트랜스 장치 또는 인버터 트랜스의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 3에 따른 변형된 트랜스 장치 또는 인버터 트랜스의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 4에 따른 트랜스 장치 또는 인버터 트랜스의 외관 사시도이다.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 트랜스 장치 또는 인버터 트랜스의 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 트랜스 장치 또는 인버터 트랜 스의 외관 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 트랜스 장치 또는 인버터 트랜스의 동작을 설명하기 위한 표를 나타내는 도면이다.
본 발명은 인버터 트랜스와 밸런스 트랜스가 일체화된 트랜스 장치 및 그것들을 구동하는 구동 회로에 관한 것이다.
냉음극 방전관의 구동 회로에 있어서, 구동 회로의 저전압측으로 밸런스 코일을 접속하거나, 구동 회로의 냉음극 방전관이 접속되는 고전압측으로 밸런스 코일을 접속하여 복수의 냉음극 방전관에 흐르는 전류를 일정하게 하는 것은 이미 널리 이용되고 있는 기술이다. 냉음극 방전관은 그 임피던스의 불균일 등에 의해 냉음극 방전관의 양 전극간에 인가되는 전압이 불균일하게 되고, 따라서 냉음극 방전관에 흐르는 전류가 개개의 냉음극 방전관이 갖는 임피던스에 의해 변하는 것이 알려져 있다.
공지된 바와 같이, 액정 표시 패널의 배면에는, 백 라이트로서 복수의 냉음극 방전관이 내장되어 있다. 최근, 액정 표시 패널의 화면 사이즈가 커지는 경향이 있는데, 예컨대 가정용의 액정 TV에서는 종래 20 인치 정도였던 것이, 32 인치 내지 45 인치 크기의 액정 표시 패널을 사용한 액정 TV가 주류를 이루고 있다.
이와 같이 액정 표시 패널의 사이즈가 커지면, 액정 TV 1대당 사용되는 냉음극 방전관의 갯수가 늘어난다. 그 때문에, 상기 기재와 같이, 냉음극 방전관에 흐르는 전류량이 복수의 냉음극 방전관 마다 다르다면, 복수의 냉음극 방전관 사이에서 발광에 불균일이 생기게 된다. 이는 액정 표시 패널에서의 휘도의 불균일이 발생되는 원인이 되므로, 사용되는 모든 냉음극 방전관에 흐르는 전류량을 일정하게 맞추는 것이 고품질의 액정 TV를 제공하는데 필요 불가결하다. 그 때문에, 통상은 냉음극 방전관의 구동 회로에 인버터 트랜스와 밸런스 트랜스가 사용된다.
이 경우, 종래에서는, 냉음극 방전관의 구동 회로의 저전압측, 또는 고전압측에 밸런스 트랜스용의 코일을 접속하는 방법이 제안되어 있다. 또한, 인버터 트랜스의 하나의 자로로 복수의 냉음극 방전관에 대응할 수 있도록, 대응되는 복수의 코일을 구비하는 것이 제안되고 있다. 또한 제1의 1차 코일에 대하여 직렬로 접속된 인덕터와 제2의 1차 코일에 대하여 직렬로 접속된 인덕터가 같은 자로에 배치된 구동 회로도 제안되어 있다. 또한 동출원인에 의해 출원된 IHI형 코어부로 구성된 인버터 트랜스도 제안되고 있다. 이하에서는, 관련되는 구동 회로 및/또는 트랜스 장치가 개시된 특허 문헌이다.
<특허 문헌 1> 특개 2003-31383호 공보
<특허 문헌 2> 특표 2004-506294호 공보
<특허 문헌 3> 특개 2005-311227호 공보
<특허 문헌 4> 특개 2004-349293호 공보
<특허 문헌 5> 특개소 64-030463호 공보
<특허 문헌 6> 특개 2000-133531호 공보
그러나, 통상 인버터 트랜스와 밸런스 트랜스는 각각 독립된 트랜스로서 제조되는 것이 보통이다. 그리고, 냉음극 방전관의 구동 회로를 조립하는 경우, 통상은 기판에 인버터 트랜스, 밸런스 트랜스, 스위칭 회로 및 제어 회로를 장착한다. 그러나, 이와 같이 인버터 트랜스와 밸런스 트랜스를 따로 장착함으로써 불필요한 스페이스를 필요로 할 뿐만 아니라, 부품 코스트나 제조 코스트도 상승하게 된다. 또한, 냉음극 방전관의 구동 회로의 소형화가 곤란하게 되고, 액정 표시 패널측으로부터의 요구인 소형화나 경량화를 만족시키기 어려워진다.
따라서 본 발명은 소형화나 경량화를 만족시키기 위해, 인버터 트랜스용 코일과 밸런스 트랜스용 코일이 일체로 장착된 트랜스 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 인버터 트랜스에 밸런스 트랜스용 코일이 장착된 인버터 트랜스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 이러한 트랜스를 구동하는 구동 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 형태에 따른 트랜스 장치는, 1차 코일과 2차 코일을 구비한 인버터 트랜스와,
1차 코일과 2차 코일을 구비한 밸런스 트랜스를 구비하고,
상기 인버터 트랜스에 의해 생성된 제1 자속과, 상기 밸런스 트랜스에 의해 생성된 제2 자속이 다른 자로를 형성하고,
상기 인버터 트랜스와 상기 밸런스 트랜스를 구성하는 코어부의 일부를 공유시켜 상기 인버터 트랜스와 상기 밸런스 트랜스가 일체로 구성되며,
상기 제1 자속과 상기 제2 자속은 상기 코어부의 일부에서, 동일한 자속 방향을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 형태에 따른 트랜스 장치는,
상기 인버터 트랜스가 제1 및 제2의 1차 코일, 제1 및 제2의 2차 코일을 갖는 경우, 상기 제1의 1차 코일과 상기 제2의 1차 코일은 상기 밸런스 트랜스의 2차 코일과 연속하여 상기 코어부에 권회되고,
상기 밸런스 트랜스의 1차 코일과 상기 밸런스 트랜스의 2차 코일은 독립적으로 권회되어 있는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 형태에 따른 트랜스 장치는,
상기 인버터 트랜스가 제1 및 제2의 1차 코일, 제1 및 제2의 2차 코일을 갖는 경우, 상기 제1의 1차 코일과 상기 제2의 1차 코일은 상기 밸런스 트랜스의 2차 코일과 연속하여 상기 코어부에 권회되고,
상기 밸런스 트랜스의 1차 코일과 상기 밸런스 트랜스의 2차 코일은 독립적으로 권회되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 형태에 따른 트랜스 장치는,
상기 인버터 트랜스의 상기 2차 코일은 상기 2차 코일의 축선이 상기 인버터 트랜스의 상기 1차 코일의 축선과 평행이 되도록 배치되고,
상기 밸런스 트랜스는 상기 인버터 트랜스의 상기 1차 코일의 축선상에 배치된 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 형태에 따른 트랜스 장치는,
상기 1차 코일의 일부가 상기 2차 코일의 축선상에 권회되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 형태에 따른 트랜스 장치는,
상기 인버터 트랜스의 상기 1차 코일은 상기 인버터 트랜스의 H형의 상기 코어부의 중앙 다리에 권회되고,
상기 인버터 트랜스의 상기 2차 코일은 상기 인버터 트랜스의 I형의 상기 코어부에 권회되며,
상기 밸런스 트랜스의 상기 1차 코일과 2차 코일은 상기 밸런스 트랜스의 E형의 코어부의 중앙 다리에 권회된 것을 특징으로 한다.
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상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 구동 회로는, 1차 코일과 2차 코일을 구비한 인버터 트랜스와,
1차 코일과 2차 코일을 구비한 밸런스 트랜스를 구비하고,
상기 인버터 트랜스와 상기 밸런스 트랜스를 구성하는 코어부의 일부를 공유시켜 일체로 구성된, 적어도 2개의 트랜스 장치를 구동하는 구동 회로로서,
스위칭 회로와,
상기 스위칭 회로를 제어하는 제어 회로를 구비하고,
상기 각 트랜스 장치에 있어서, 상기 인버터 트랜스의 상기 1차 코일과, 상기 밸런스 트랜스의 상기 2차 코일을 직렬로 접속되고, 또한 상기 직렬로 접속된 양단이 상기 스위칭 회로에 접속되며,
상기 밸런스 트랜스의 1차 코일은 1차 코일끼리 직렬로 접속되며, 상기 직렬로 접속된 양단이 스위칭 회로에 접속된 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 구동 회로는,
상기 트랜스 장치는 적어도 2개의 상기 인버터 트랜스와 적어도 1개의 상기 밸런스 트랜스가 일체로 구성되어 있으며,
상기 2개의 인버터 트랜스의 각 1차 코일은 상기 밸런스 트랜스의 2차 코일에 직렬로 접속된 것을 특징으로 한다.
<실시 형태 1>
도 1은 인버터 트랜스와 밸런스 트랜스를 사용하여 복수의 냉음극 방전관을 균일하게 구동하는 구동 회로로서, 본 발명에 의한 트랜스 장치, 인버터 트랜스를 적용 가능한 냉음극 방전관의 구동 회로의 일예를 나타낸다. 우선, 도 1에 도시된 본 발명의 실시 형태의 하나인 냉음극 방전관의 구동 회로를 설명한다.
도 1에 있어서, 전원 단자(1 및 2) 사이에 직류 전압이 공급되고, 전원 단자(1)의 직류 전압은, 각각 제어 회로(3) 및 스위칭 회로(4)에 공급되고, 전원 단자(2)는 접지된다. 제어 회로(3)는 내부에 발진 회로나 PWM(펄스폭 변조) 회로를 포함하고, 후술되는 F/B 신호에 따라 출력되는 스위칭 신호를, 예컨대 펄스폭 변조한다. 스위칭 회로(4)는 그 내부에 트랜지스터로 구성되는 스위치 회로를 구비한다. 그리고 제어 회로(3)로부터의 스위칭 신호에 의해, 전원 단자(1 및 2) 사이에 인가되어 있는 직류 전압을 스위칭하여 발생되는 펄스 구동 신호(구동 전압)를 출력한다.
도 1에 나타내는 냉음극 방전관의 구동 회로는, 3개의 인버터 트랜스(T1 내지 T3), 및 3개의 밸런스 트랜스(CT1 내지 CT3)를 사용해 구성된다. 도면에 도시된 바와 같이, 3개의 밸런스 트랜스(CT1 내지 CT3)에 배치되는 1차 코일(CTl-1 내지 CT3-1)이 직렬로 접속되고, 그 양단에 스위칭 회로(4)로부터의 펄스 구동 신호(구 동 전압)가 인가된다.
또한 밸런스 트랜스(CT1)에 배치되는 2차 코일(CTl-2)은 인버터 트랜스(T1)에 배치되는 1차 코일(T1-1)과 직렬로 접속되고, 그 양 단자간에 스위칭 회로(4)로부터의 펄스 구동 신호가 인가된다. 또한 밸런스 트랜스(CT2)에 배치되는 2차 코일(CT2-2)은 인버터 트랜스(T2)에 배치되는 1차 코일(T2-1)과 직렬로 접속되고, 그 양 단자간에 스위칭 회로(4)로부터의 펄스 구동 신호가 인가된다. 마찬가지로, 밸런스 트랜스(CT3)에 배치되는 2차 코일(CT3-2)은 인버터 트랜스(T3)에 배치되는 1차 코일(T3-1)과 직렬로 접속되고, 그 양 단자간에 스위칭 회로(4)로부터의 펄스 구동 신호가 인가된다.
또한, 인버터 트랜스(T1)의 2차 코일(T1-2)의 일측 단자는 냉음극 방전관(FL1) 및 저항(R1)을 통하여 접지되고, 타측의 단자는 직접 접지된다. 또한 인버터 트랜스(T2)의 2차 코일(T2-2)의 일측 단자는, 냉음극 방전관(FL2) 및 저항(R2)을 통하여 접지되고, 타측의 단자는 직접 접지된다. 마찬가지로, 인버터 트랜스(T3)의 2차 코일(T3-2)의 일측 단자는 냉음극 방전관(FL3) 및 저항(R3)을 통하여 접지되고, 타측의 단자는 직접 접지된다. 또한 냉음극 방전관(FL3) 및 저항(R3)의 접속 중점은 인출되고, 냉음극 방전관(FL3)에 흐르는 전류에 따른 F/B 신호로서 제어 회로(3)로 귀환된다.
F/B 신호를 제어 회로(3)로 귀환함으로써 제어 회로(3)에 내장되는 발진 회로의 발진 주파수 또는, PWM 회로에 의한 펄스폭 변조에 의해 스위칭 신호를 변조한다. 이에 따라, 냉음극 방전관(FL3)에 흐르는 전류가 일정하게 되도록 제어가 행 해지고, 냉음극 방전관(FL3)의 발광 휘도를 균일하게 할 수 있다. 또한 밸런스 트랜스(CT1 내지 CT3)를 설치함으로써, 인버터 트랜스(T1 내지 T3)에 흐르는 전류가 동일하게 되도록 제어되므로, 모든 냉음극 방전관(FL1 내지 FL3)을 균일하게 발광시킬 수 있게 된다.
도 1에 도시된 냉음극 방전관의 구동 회로에 사용한 인버터 트랜스(T1 내지 T3)는 하나의 1차 코일과 하나의 2차 코일을 구비하는 인버터 트랜스가 사용된다. 그러나, 인버터 트랜스의 구성이나, 인버터 트랜스와 방전관과의 접속 관계, 밸런스 트랜스와의 접속 관계 등은 도 1에 나타내는 구성에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형도 생각할 수 있다.
예컨대, 도 2에는 본 발명의 실시 형태에 따른 트랜스 장치, 인버터 트랜스를 적용 가능한 본 발명의 실시 형태에 따른 냉음극 방전관의 구동 회로의 다른 예를 나타낸다. 도 2에 있어서, 도 1과 공통 부분에는 동일한 참조 부호를 첨부하고 그 설명은 생략하기로 한다.
도면에 있어서, 인버터 트랜스로는, 2개의 1차 코일과 2개의 2차 코일을 구비한 인버터 트랜스(T1 및 T2)가 사용된다. 즉, 인버터 트랜스(T1)는 2개의 1차 코일(Tl-11 및 Tl-12)과, 2개의 2차 코일(T1-21 및 Tl-22)을 구비한다. 마찬가지로, 인버터 트랜스(T2)는 2개의 1차 코일(T2-11 및 T2-12)과, 2개의 2차 코일(T2-21 및 T2-22)를 구비한다.
인버터 트랜스(T1)의 2개의 1차 코일((Tl-11 및 T1-12))은 밸런스 트랜스(CT1)의 2차 코일(CTl-2)을 사이에 두고 직렬로 접속되며, 그 양 단자간에 스위 칭 회로(4)로부터의 펄스 구동 신호가 인가된다. 마찬가지로, 인버터 트랜스(T2)의 2개의 1차 코일(T2-11 및 T2-12)은 밸런스 트랜스(CT2)의 2차 코일(CT2-2)을 사이에 두고 직렬로 접속되며, 그 양단자간에 스위칭 회로(4)로부터의 펄스 구동 신호가 인가된다.
또한 밸런스 트랜스(CT1)의 1차 코일(CTl-1)은 밸런스 트랜스(CT2)의 1차 코일(CT2-1)과 직렬로 접속되며, 그 양 단자간에 스위칭 회로(4)로부터의 펄스 구동 신호가 인가된다.
또한 인버터 트랜스(T1)의 각각의 2차 코일(T1-21 및 Tl-22)에 있어서, 각각의 일측 단자는 냉음극 방전관(FLl-1 및 FL1-2)과 저항(Rl-1 및 Rl-2)을 통하여 접지되고, 타측의 단자는 접지된다. 마찬가지로, 인버터 트랜스(T2)의 각각의 2차 코일(T2-21 및 T2-22)에 있어서, 각각의 일측 단자는 냉음극 방전관(FL2-1 및 FL2-2)과 저항(R2-1 및 R2-2)를 통하여 접지되고, 타측의 단자는 접지된다.
또한 냉음극 방전관(FL2-2)과 저항(R2-2)의 접속 중점은 인출되고, 냉음극 방전관(FL2-2)에 흐르는 전류를 제어하기 위하여 F/B 신호로서 제어 회로(3)로 귀환된다. 도 2에 나타내는 냉음극 방전관의 구동 회로에 있어서도, F/B신호 및 밸런스 트랜스(CT1 및 CT2)의 작용에 의해, 복수의 냉음극 방전관의 발광을 균일하게 할 수 있다.
<실시 형태 2>
도 3은 본 발명의 실시 형태 2에 따른 트랜스 장치로서, 도 2에 나타내는 본원의 실시 형태 1에 따른 냉음극 방전관의 구동 회로에 사용된 형식의 인버터 트랜 스를 사용한 트랜스 장치를 나타낸다. 도 3에 나타내는 트랜스 장치는 인버터 트랜스와 밸런스 트랜스가 장착되어 일체화된 구조를 나타낸다.
즉, 중앙에 위치하는 왕자(王字)형의 코어부와 좌우 양단에 설치하는 2개의 I형 코어부로 구성되어 있다. 왕자형 코어부의 중앙 다리의 축선과, 2개의 I형 코어부의 축선은 서로 평행이 되도록 구성된다. 이와 같이 하여, 인버터 트랜스부(IT)와 밸런스 트랜스부(CT)에서 코어부를 일부 공유한 트랜스 장치가 구성된다. 인버터 트랜스부(IT)에서는, 그 중앙 다리의 코어부에 배치되는 2개의 1차 코일(T1-11 및 Tl-12)이 권회된다. 또한 각각 평행하게 되어 있는 좌우 양단의 I형 코어부에는 각각 2차 코일(Tl-21 및 T1-22)이 권회된다.
밸런스 트랜스부(CT)에서는 그 중앙 다리의 코어부에 1차 코일(CT1-1) 및 2차 코일(CTl-2)이 권회된다. 이 경우, 밸런스 트랜스부(CT)의 1차 코일(CT1-1) 및 2차 코일(CTl-2)의 축선은 인버터 트랜스부(IT)의 1차 코일(Tl-11) 및 2차 코일(Tl-12)의 축선상에 배치되게 된다.
인버터 트랜스부(IT)의 코어부에 발생하는 자속을 TF-1 및 TF-2로 하고, 밸런스 트랜스부(CT)의 코어부에서 발생하는 자속을 CTF-1 및 CTF-2이라 한다. 이 경우, 도면에 도시한 바와 같이, 왕자형 코어부 및 I형 코어부에 형성되는 자로에 있어서, 공통으로 자속이 흐르는 왕자형 코어부의 중앙 다리부의 좌우 양 단측에 평행하게 연장되는 코어부에서는 자속의 방향이 동일해지도록 각 코일 전류의 전류의 방향, 코일의 코일 방향이 결정된다.
이와 같이 인버터 트랜스와 밸런스 트랜스를 코어부를 일부 공유하고, 일체 로 장착되어 구성한 트랜스 장치를 사용함으로써, 소형에 부품수가 적으며 제조 코스트를 억제할 수 있는 트랜스 장치를 실현할 수 있다. 또한 1차 코일(Tl-11 및 T1-12)는 중간 탭을 취하여 밸런스 트랜스와 단자를 공통으로 접속하게 하여도 되며, 이에 따라 사용하는 단자의 수를 줄일 수 있게 된다.
또한, 도 3에 나타내는 트랜스 장치의 구조는 다양한 변형이 가능하다. 예컨대, 왕자형 코어부의 중앙 다리의 코어부에 설치하는 2개의 1차 코일(T1-11 및 T1-12)을 좌우 양단의 I형 코어부에 각각 2차 코일(T1-21 및 Tl-22)과 함께 코어부를 공유하여 권회된 구성으로 해도 된다. 그 경우, 왕자형 코어부의 인버터 트랜스부(IT)의 중앙 다리의 코어부에는 코일이 감기지 않는 것으로 해도 된다. 또한 밸런스 트랜스부(CT)에 있어서도, 그 양단의 서로 평행한 I형 코어부의 일방에 1차 코일(CTl-1), 타측에 2차 코일(CTl-2)을 권회하는 구조로도 할 수도 있다.
<실시 형태 3>
도 4는 본 발명의 실시 형태 3에 따른 트랜스 장치를 나타낸다. 본원의 실시 형태 1로서 설명한 도 2에 나타내는 냉음극 방전관의 구동 회로에 있어서, 인버터 트랜스(T1)에 배치된 2개의 1차 코일(Tl-11 및 Tl-12)은 밸런스 트랜스(CT1)에 배치된 2차 코일(CTl-2)을 사이에 두고 직렬 접속된다. 그리고, 그 양 단자간에 스위칭 회로(4)로부터의 펄스 구동 신호가 인가된다.
따라서, 도 4의 실시 형태 3에 따른 트랜스 장치에서는, 1차 코일(Tl-11)의 타단을 직접 연장시키고, 왕자형 코어부의 하측의 밸런스 트랜스부(CT)의 2차 코일(CTl-2)로서 권회한다. 그리고, 직접 인버터 트랜스부(IT)에 연장시켜 연속적으 로 1차 코일(T1-12)을 권회하는 구조로 되어 있다. 그리고, 밸런스 트랜스부(CT)에 CT1-1을 별도로 설치한다. 이 경우, 인버터 트랜스부(IT)의 2개의 1차 코일(T1-11 및 T1-12), 및 밸런스 트랜스부(CT)의 1차 코일(CTl-1) 및 2차 코일(CT1-2)은 왕자형 코어부의 중앙 다리를 공유하며 동일 축선상에 배치되게 된다.
이와 같은 코일 구조로 함으로써, 인버터 트랜스부(IT)와 밸런스 트랜스부(CT)로 구성되는 트랜스 장치의 인출선, 인출 단자의 수를 줄일 수 있다. 단자수를 줄임으로써 소형화가 더욱 가능하다. 또한, 도 4의 트랜스 장치의 인버터 트랜스부(IT)에 있어서 2차 코일은 생략되어 있다.
<실시 형태 4>
도 5는 본 발명의 실시 형태 4에 따른 트랜스 장치의 외관 사시도를 나타낸다. 도 5에 나타내는 실시 형태 4에 따른 트랜스 장치에서는 인버터 트랜스부(IT)에 H형 코어부와 2개의 I형 코어부를 사용하고, 밸런스 트랜스부(CT)에는 E형 코어부가 사용된다. H형 코어부의 중앙 다리와 2개의 I형 코어부의 축선은 평행하게 되어 있다. 인버터 트랜스부(IT)의 1차 코일(T1-11 및 Tl-12)는 H형 코어부의 중앙 다리에 권회된다. 또한 밸런스 트랜스부(CT)의 1차 코일(CT1-1) 및 2차 코일(CT1-2)는 E형 코어부의 중앙 다리의 코어부에 권회된 구조로 되어 있다. 도 5에 있어서, 각각의 코어부를 지지하는 지지대에는 각 코일용의 단자군이 설치된 구조로 되어 있다.
이와 같이 코어부의 일부를 공유하는 구성으로 함으로써 소형의 트랜스 장치를 제공할 수 있게 된다.
<기타의 실시 형태>
본 발명에 따른 트랜스 장치는 인버터 트랜스부(IT)와, 밸런스 트랜스부(CT)를 구성하는 코어부의 조합 구조에 있어서, 각종의 변형이 가능하다. 도 6a 내지 도 6f는 변형예를 각각 나타내고, 이들도 본 발명의 실시 형태로서 적용할 수 있다. 도 6a 내지 도 6f에 나타내는 트랜스 장치는 기본적으로 코일을 생략하여 설명된다.
도 6a는 도 5에 나타내는 본 발명의 실시 형태 4에 해당하고, 도 5와 같은 코어부의 구조를 구비하고 있다.
도 6b는 인버터 트랜스부(IT)와 밸런스 트랜스부(CT)와의 각각에 H형 코어부를 설치하고, 또한 인버터 트랜스부(IT)와, 밸런스 트랜스부(CT)에 공유하여 사용되는 2개의 I형 코어부를 구비한 구조의 트랜스 장치를 나타낸다. 도면에 있어서, 인버터 트랜스부(IT)와, 밸런스 트랜스부(CT)의 각각의 H형 코어부의 충돌부에는 절연체(SP)를 설치하거나, 또는 공극을 설치하는 경우도 있을 수 있다.
도 6c에 있어서, 인버터 트랜스부(IT)는 2개의 E형 코어부를 사용하고, 밸런스 트랜스부(CT)에는 하나의 E형 코어부를 사용한 트랜스 장치를 나타낸다. 이 경우에는 코어부의 수가 3이 된다. 이 경우, 각각의 E형 코어부의 중앙 다리는 동축선상이 되도록 배치된다.
도 6d에 있어서, 인버터 트랜스부(IT)와 밸런스 트랜스부(CT)와의 각각에 E형 코어부를 설치하고, 또한 공통으로 사용되는 하나의 I형 코어부로 구성된다. 이 경우에도 코어부의 수는 3이 된다.
도 6e에 있어서, 인버터 트랜스부(IT)는 I형 코어부와 U형 코어부를 사용하고, 밸런스 트랜스부(CT)는 하나의 E형 코어부를 사용하는 트랜스 장치를 나타낸다. 이 경우도 코어부의 수가 3이 된다.
또한 도 6f에는 또 다른 변형예로서, 인버터 트랜스부(IT)는 H형 코어부를 사용하고, 밸런스 트랜스부(CT)는 하나의 I형 코어부를 사용하며, 또한 공통으로 사용되는 2개의 I형 코어부로 구성된 트랜스 장치를 나타낸다. 이 실시 형태에 있어서는, 밸런스 트랜스의 코일(CT-1, CT-2)이 각각의 I형 코어부에 권회된 예로 되어 있다.
상기 설명한 바와 같이, 인버터 트랜스부(IT)와 밸런스 트랜스부(CT)를 일체로 구성하고, 또한 각 트랜스부의 코어부의 일부를 공유하여 자로로서 사용함으로써, 소형화, 부품수의 감소, 조립공정수의 감소를 실현할 수 있게 된다.
또한, 도 5에 나타낸 바와 같은 H형 코어부에 1차 코일을 권회하고, H형 코어부의 양단에 배치한 각각의 I형 코어부에 2차 코일을 권회한 트랜스 구조에서는 자기적인 결합이 나빠지는 경우가 있다. 즉, 이와 같이 구성하는 경우, I형 코어부와 H형 코어부의 접합면에 공극이 생긴다. 그 때문에, 1차 코일로부터 생긴 자속의 일부가 2차 코일로 도달하기 전에, 외부로 새어 버려 그 때문에 자기적인 결합이 나빠지게 된다. 따라서 도 5에 나타낸 바와 같은 트랜스에 한정하지 않고, 코어와 코어와의 접합면에 공극을 설치한 구조에서는 자기적인 결합도가 열화되어 있었다.
상기 결점을 시정하기 위하여, 도 7에 나타내는 바와 같이, 더욱 바람직한 시 형태로서 H형 코어부에 권회하는 1차 코일의 일부를 2차 코일의 권취 프레임에 권회함으로써, 자기적인 결합율의 지표가 되는 결합 계수를 올릴 수 있게 된다. 도 7에 있어서, 자기적인 결합율과 누설 인덕턴스값의 관계는, 2차 코일측에 권취하는 1차 코일의 권취수를 증감하는 것만으로 가변할 수 있게 된다.
즉 도 7에 있어서, LP-H는 H형 코어부의 중앙 다리에 권회된 1차 코일이고, LP-L은 좌측에 위치하는 2차 코일(LS-L)측으로 권회된 1차 코일, LP-R은 우측에 위치하는 2차 코일(LS-R)측으로 권회된 1차 코일이다. 이러한 1차 코일(LP-L, LP-H 및 LP-R)은 직렬로 접속된다.
도 8은, 도 7의 코일의 구성에 있어서, 2차 코일(LS-L 및 LS-R)측으로 귄취하는 1차 코일(LP-L 및 LP-R)의 권취수(T)를 증감하는 것만으로 결합 계수를 가변할 수 있게 되는 실험 데이터의 표를 도시한다. 도 8의 표에 있어서, Lp는, 1차 코일(LP-L, LP-H 및 LP-R)로부터 생기는 인덕턴스값을, Ls는 한쪽의 2차 코일(LS-L 또는 LS-R)로부터 생기는 인덕턴스값을, Ls'는 누설 인덕턴스값을 나타낸다. 또한, 인덕턴스값과 결합 계수(k)와의 관계는 k2=1-(Ls'/Ls)로 표현할 수 있다.
도 8의 표에서 알 수 있는 바와 같이, 2차 코일(LS-L, LS-R) 상에 1차 코일(LP-L 및 LP-R)을 권취할수록 결합 계수(k)가 증가하게 된다.
본 발명의 트랜스 장치의 각 실시 형태에 있어서, 코일은 그 역할을 벗어나지 않는 것이면, 인버터 트랜스부(IT)와 밸런스 트랜스부(CT)에 있어서, 어떠한 코어부에 권취되어 있어도 된다. 또한 본 발명의 트랜스 장치의 각 실시 형태에 있어서, 예컨대, 2차 코일을 감기 위한 보빈에는 구획판이 설치되어 있고, 구획판 내의 코일홈에 감긴 코일의 권취 개시부와 권취 종료부의 전압이 대략 300V가 되도록 설계되어 있다.
권취 개시부와 권취 종료부가 코일을 권회하는 도중에 권취 불량 등으로 접촉하였다 하더라도, 코일의 피막에 내압을 충분히 확보할 수 있는 구조로 되어 있다. 또한 사용하는 보빈의 재질은, 가소성 수지로 형성되어 있으므로, 버(burr)가 잘 발생하지 않으며, 2차 코일 등으로 가는 선을 이용하는 경우에도 단선의 위험을 방지할 수 있게 된다.
또한 I형 코어부와 I형 코어부와의 사이에 배치되는 H형 코어부에는, Ni-Zn계의 코어부를 이용함으로써 1차 코일을 직접 권취할 수 있게 된다. Ni-Zn계는 Mn-Zn계의 코어부에 비해, 절연 저항이 매우 크기 때문에, 보빈을 통하여 절연을 할 필요가 없다. 또한 인버터 트랜스에 있어서, 2차 코일에 비해 큰 전류가 1차 코일로 흐르기 때문에, 1차 코일의 선경은 2차 코일의 선경보다 충분히 큰 선재를 이용한다. 그 때문에, 코어부에 직접 권취하였다 하더라도, 단선의 위험성이 적다.
또한 H형 코어부에는 권취 축부의 단부에 단차를 설치함으로써, 권취를 용이하게 할 수 있다. I형 코어부, H형 코어부 및 I형 코어부에 인버터 트랜스부(IT)를 형성하고, H형 코어부의 단부에 E형 코어부와 보빈을 사용하고, 밸런스 트랜스부(CT)를 형성하는 경우를 생각할 수 있다. 이 경우, 밸런스 트랜스부(CT)와, 인버터 트랜스부(IT)는 H형 코어부와 E형 코어부가 접하는 부분에서 공통 자로로 자속이 돈다. 그러나, 자속은 짧은 자로를 흐르도록 하기 위하여, 인버터 트랜스부(IT)에서 생긴 자속이 밸런스 트랜스부(CT)에서 형성되는 자로로 들어오는 경우는 거의 없으므로 서로 간섭하지 않는다.
이상의 설명에서는, 인버터 트랜스부(IT)와 밸런스 트랜스부(CT)가 일체화된 트랜스 장치로서 설명하였다. 그러나, 다른 관점에서 보면, 본 발명은 밸런스 트랜스부(CT)가 일체화된 인버터 트랜스기도 하다.
본 발명에 의하면, 인버터 트랜스와 밸런스 트랜스가 일체화되어 소형화된 트랜스 장치를 제공할 수 있다. 그 때문에, 기판 전체의 스페이스를 줄일 수 있고, 밸런스 트랜스 내장형의 트랜스에 의해 제조원가를 줄일 수 있다. 또한 1차측 또는 트랜스에 밸런스 트랜스를 배치함으로써, 고압측으로 전류를 평형으로 하기 위한 부품을 배치하지 않아도 되고, 절연성의 불안 재료가 없어진다.
다음의 청구항들의 범위는 동등한 구조 및 기능과 모든 변형실시예를 포괄할 수 있도록 넓게 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 의하면, 인버터 트랜스와 밸런스 트랜스가 일체화되어 소형화된 트랜스 장치, 인버터 트랜스 및 그것을 이용한 구동 회로를 제공할 수 있다.

Claims (14)

1차 코일과 2차 코일을 구비한 인버터 트랜스와,
1차 코일과 2차 코일을 구비한 밸런스 트랜스를 구비하고,
상기 인버터 트랜스에 의해 생성된 제1 자속과, 상기 밸런스 트랜스에 의해 생성된 제2 자속이 다른 자로를 형성하고,
상기 인버터 트랜스와 상기 밸런스 트랜스를 구성하는 코어부의 일부를 공유시켜 상기 인버터 트랜스와 상기 밸런스 트랜스가 일체로 구성되며,
상기 제1 자속과 상기 제2 자속은 상기 코어부의 일부에서, 동일한 자속 방향을 갖는 것을 특징으로 하는 트랜스 장치.
제1항에 있어서,
상기 인버터 트랜스의 상기 2차 코일은 상기 2차 코일의 축선이 상기 인버터 트랜스의 상기 1차 코일의 축선과 평행이 되도록 배치되고,
상기 밸런스 트랜스는 상기 인버터 트랜스의 상기 1차 코일의 축선상에 배치된 것을 특징으로 하는 트랜스 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 1차 코일의 일부가 상기 2차 코일의 축선상에 권회되어 있는 것을 특징으로 하는 트랜스 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 인버터 트랜스의 상기 1차 코일은 상기 인버터 트랜스의 H형의 상기 코어부의 중앙 다리에 권회되고,
상기 인버터 트랜스의 상기 2차 코일은 상기 인버터 트랜스의 I형의 상기 코어부에 권회되며,
상기 밸런스 트랜스의 상기 1차 코일과 2차 코일은 상기 밸런스 트랜스의 E형의 코어부의 중앙 다리에 권회된 것을 특징으로 하는 트랜스 장치.
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1차 코일과 2차 코일을 구비한 인버터 트랜스와,
1차 코일과 2차 코일을 구비한 밸런스 트랜스를 구비하고,
상기 인버터 트랜스와 상기 밸런스 트랜스를 구성하는 코어부의 일부를 공유시켜 일체로 구성된 트랜스 장치를 적어도 2개 구동하는 구동 회로로서,
스위칭 회로와,
상기 스위칭 회로를 제어하는 제어 회로를 구비하고,
상기 각 트랜스 장치에 있어서,
상기 인버터 트랜스의 상기 1차 코일과, 상기 밸런스 트랜스의 상기 2차 코일이 직렬로 접속되고, 상기 직렬로 접속된 양단이 상기 스위칭 회로에 접속되며,
상기 밸런스 트랜스의 1차 코일은 1차 코일끼리 직렬로 접속되며, 상기 직렬로 접속된 양단이 스위칭 회로에 접속된 것을 특징으로 하는 구동 회로.
제11항에 있어서,
상기 트랜스 장치는 적어도 2개의 상기 인버터 트랜스와 적어도 1개의 상기 밸런스 트랜스가 일체로 구성되어 있으며,
상기 2개의 인버터 트랜스의 각 1차 코일은 상기 밸런스 트랜스의 2차 코일에 직렬로 접속된 것을 특징으로 하는 구동 회로.
제1항에 있어서,
상기 인버터 트랜스는 상기 1차 코일 및 상기 2차 코일을 각각 적어도 2개를 구비하고,
상기 밸런스 트랜스는 상기 1차 코일 및 2차 코일을 각각 적어도 1개를 구비하는 것을 특징으로 하는 트랜스 장치.
제13항에 있어서,
상기 인버터 트랜스가 제1 및 제2의 1차 코일, 제1 및 제2의 2차 코일을 갖는 경우, 상기 제1의 1차 코일과 상기 제2의 1차 코일은 상기 밸런스 트랜스의 2차 코일과 연속하여 상기 코어부에 권회되고,
상기 밸런스 트랜스의 1차 코일과 상기 밸런스 트랜스의 2차 코일은 독립적으로 권회되어 있는 것을 특징으로 하는 트랜스 장치.
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