KR100978503B1 - 슬림형 고전압 트랜스포머 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬림형 고전압 트랜스포머에 관한 것으로서, 케이스, 직사각형 또는 타원형 트랙(track) 형태로 권취된 다수개의 1,2차측 권선 코일을 상기 케이스 내부에 형성된 돌출홈에 마운팅(mounting)한 후, 동판형 코어를 그 위에 마운팅하여 구성한 다수개의 트랜스부를 포함하고, 상기 다수개의 트랜스부는 상기 케이스 내에 좌우 대칭으로 배치되며, 적어도 하나 이상의 동판형 코어 및 상기 1,2차측 권선 코일과 동판형 코어 사이에 개재되는 절연부재로 구성한 고전압 트랜스포머를 제공함으로써, 코일을 권선하기 위한 보빈을 사용하지 않기 때문에 높이를 최소화할 수 있어 제품의 크기가 작아지고, 권선을 두 개로 나누어 몰딩함으로써 절연과 발열을 효과적으로 처리하여 안정성이 증대한다는 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명에 따른 슬림형 고전압 트랜스포머에 의하면, 마운팅한 1,2차측 권선 코일을 격벽 및 고정돌기로 격리하기 때문에 따로 절연에 필요한 연면거리(creepage distance)를 확보하기 위한 이격 거리를 두지 않으므로, 1,2차측 권선 면적이 낭비되지 않고 효율적이라는 효과도 얻어진다.

Description

슬림형 고전압 트랜스포머{SLIM TYPE HIGH VOLTAGE TRANSFORMER}

본 발명은 고전압 트랜스포머에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 보빈(bobbin)을 대신하여 케이스의 내부에 다수개의 돌출홈을 형성하고, 1,2차측 권선 코일을 돌출홈에 마운팅(mounting)하여 트랜스포머의 높이를 최소화하는 슬림형 고전압 트랜스포머에 관한 것이다.

최근 들어 액정표시장치는 브라운관(음극선관: Cathode Ray Tube)에 비하여 소형화가 가능하여 퍼스널 컴퓨터, 노트북 컴퓨터는 물론 복사기 등의 사무자동화기기, 휴대전화기나 호출기 등의 휴대기까지 광범위하게 이용되고 있다.

이와 같은, 액정표시장치는 자발광 표시장치가 아니기 때문에 백라이트와 같은 광원이 필요하게 된다. 이러한, 백라이트는 인버터에 의해 구동되며, 액정표시장치에서 전원을 가장 많이 소모하게 된다.

한편, 인버터는 백라이트를 구동시키기 위하여 고압의 트랜스포머를 가지는데, 트랜스포머는 낮은 교류 입력전압으로 높은 교류 출력전압을 발생시켜 LCD 판넬(PANEL)을 구성하는 램프에 전압을 공급하는 역할을 한다.

트랜스포머는 1차 측에 인가되는 주파수로 램프 및 판넬의 캐패시턴스와 공진하여 1, 2차 턴비 이상으로 2차 전압을 상승시킬 수 있으므로, 공진형 트랜스포머로 부르기도 한다.

트랜스포머는 일반적으로 저압측과 고압측의 1차 코일과 2차 코일이 코어가 보빈의 중공 부분에 삽입된 보빈 주위에 와인딩됨으로써 제조된다. 1차 코일이라 불리는 하나의 코일은 전압을 변경해야 할 입력회로에 연결되고, 2차 코일이라 불리는 나머지 코일은 상기 변경(변환)된 전압이 사용되는 출력회로에 연결되며, 입력회로의 교류전류가 1차 코일을 통과할 때 상기 교류전류에 응답하여 세기와 방향이 변화되는 자계가 발생된다. 자속 변화는 2차 코일에서의 교류전압을 유도하고 각 코일에서의 권선비가 변압비를 결정한다.

따라서, 일반적인 트랜스포머는 1차, 2차 코일이 권선되는 제1 코일 권선부 및 제2 코일 권선부를 포함하는 1개의 보빈과, 보빈이 삽입되는 트랜스 캡 및 트랜스 캡의 양측부를 관통하여 보빈 내에 형성된 삽입 홀에 각각 삽입되는 한 쌍의 "ㅌ"자형 코어를 포함하고 있다.

이러한 소형 고전압 트랜스포머의 경우 고압측 코일의 권취수가 저압측 코일 권취수에 비해 대단히 크기 때문에, 고압 코일에 흐르는 전류는 저압 코일에 흐르는 전류에 비하여 매우 적고, 따라서 코일의 굵기도 고압 코일이 저압 코일에 비하여 훨씬 가늘다.

그러나, 전술한 바와 같은 종래의 트랜스포머는 1개의 보빈에 1차와 2차 코일은 권선하여 사용함으로써, 절연에 필요한 연면거리(creepage distance)를 확보하기 위해 일정 이격 거리를 두어야 하므로 1차측 권선 면적이 일부 낭비되고, 코일을 권선하기 위해 보빈을 사용함으로써, 높이를 줄일 수 있는 한계를 가질 수 밖에 없기 때문에 슬림화에 한계가 있다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보빈(bobbin)을 대신하여 케이스의 내부에 다수개의 돌출홈을 형성하고, 1,2차측 권선 코일을 돌출홈에 마운팅(mounting)하여 트랜스포머의 높이를 최소화하고, 트랜스포머의 효율을 증가시키고자 하는 슬림형 고전압 트랜스포머를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 슬림형 고전압 트랜스포머는, 케이스, 직사각형 또는 타원형 트랙(track) 형태로 권취된 다수개의 1,2차측 권선 코일을 상기 케이스 내부에 형성된 돌출홈에 마운팅(mounting)한 후, 동판형 코어를 그 위에 마운팅하여 구성한 다수개의 트랜스부를 포함하고, 상기 다수개의 트랜스부는 상기 케이스 내에 좌우 대칭으로 배치되며, 적어도 하나 이상의 동판형 코어 및 상기 1,2차측 권선 코일과 동판형 코어 사이에 개재되는 절연부재를 공유하도록 구성할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 슬림형 고전압 트랜스포머에 의하면, 코일을 권선하기 위한 보빈을 사용하지 않기 때문에 높이를 최소화할 수 있어 제품의 크기가 작아지고, 권선을 두 개로 나누어 몰딩함으로써 절연과 발열을 효과적으로 처리하여 안정성이 증대한다는 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명에 따른 슬림형 고전압 트랜스포머에 의하면, 마운팅한 1,2차측 권선 코일을 격벽 및 고정돌기로 격리하기 때문에 따로 절연에 필요한 연면거리(creepage distance)를 확보하기 위한 이격 거리를 두지 않으므로, 1,2차측 권선 면적이 낭비되지 않고 효율적이라는 효과도 얻어진다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 슬림형 고전압 트랜스포머의 구성을 간략하게 보인 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 1,2차 권선 코일이 케이스에 마운팅한 것을 보인 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 1,2차 권선 코일과 동판형 코어와의 절연을 위한 절연부재의 개재를 보인 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 1,2차 권선 코일 위에 동판형 코어를 마운팅한 것을 보인 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 슬림형 고전압 트랜스포머의 케이스 저면도.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 슬림형 고전압 트랜스포머의 구성을 간략하게 보인 분해 사시도이다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 슬림형 고전압 트랜스포머는 케이스(100), 제1 돌출홈(200), 제1 차단격벽(300), 제2 차단격벽(400), 고정돌기(500), 제2 돌출홈(600), 제1,2 동판형 코어(700, 800) 및 절연부재(900)를 포함하는 다수개의 트랜스부로 구성하고, 상기 다수개의 트랜스부는 상기 케이스(100) 내에 좌우 대칭으로 배치되며, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 제1 동판형 코어(700) 및 절연부재(900)를 공유한다.

케이스(100)는 플라스틱 사출 성형물이며, 각 측면에 볼트로 고정할 수 있는 반원형의 돌기(110)를 형성하고, 각 모서리에 금형시 제품의 내열성 및 인장 강도를 고려하여 "ㄱ"자형의 외벽(120)을 형성하고, 부품이 실장된 내부를 내열성 수지가 첨가된 에폭시 수지나 우레탄 수지를 포함하는 몰딩재에 의해 몰딩(molding)한다.

또한, 상기 케이스(100)는 도 5에 도시한 바와 같이 저면에 제1 동판 형 코어(700)와 쌍을 이루는 제2 동판형 코어(800)를 수납하기 위한 수납홈(130)을 형성한다.

제1 돌출홈(200)은 상기 케이스(100) 내부에 직사각형 또는 타원형 트랙(track) 형태로 권취된 1차측 권선 코일(10)을 마운팅하기 위해 형성한다.

제1 차단격벽(300)은 상기 1차측 권선 코일(10)의 외곽으로 마운팅되는 직사각형 또는 타원형 트랙 형태로 권취된 2차측 권선 코일(20)과 1차측 권선 코일(10)과의 절연을 위해 형성한다.

제2 차단격벽(400)은 상기 다수개의 2차측 권선 코일(20, 30) 간의 절연을 위해 상기 제1 차단격벽(300)의 외측으로 형성한다.

이때, 상기 마운팅되는 1,2차측 권선 코일(10, 20, 30)은 1차측(10)<2차측(20)<2차측(30) 순으로 직경이 크게 권취된다.

고정돌기(500)는 상기 마운팅된 2차측 권선 코일(30)이 제2 차단격벽(400)에 밀착되어 고정되도록 하기 위해 형성한다.

제2 돌출홈(600)은 두 개의 트랜스부 간의 절연을 위해 형성한다.

제1,2 동판형 코어(700, 800)는 'E'자형 코어로, 자기 유도에 따른 형상이 이루어지도록 하는 것으로, 중코어를 중심으로 폐회로를 형성하도록 하는데, 이때 다수개로 이루어진 동판형 코어를 사용하여 와전류에 의한 손실을 방지한다.

절연부재(900)는 도 3에 도시한 바와 같이 상기 제1 돌출홈(200)과 제1 동판형 코어(700) 사이에 개재되어 1,2차측 권선 코일(10, 20, 30)과 제1 동판형 코어(700)를 서로 절연시킨다.

또한, 상기 제1 돌출홈(200)과 제2 돌출홈(600)은 제1 동판형 코어(700)의 저면에 형성된 요철홈(710)과 결합하기 위한 관통구(210, 610)를 각각 형성하고, 상기 절연부재(900)는 제1 동판형 코어(700)의 요철홈(710)이 상기 관통구(210, 610)에 결합하도록 다수개의 관통구(미도시)를 형성한다.

이때, 상기 관통구(210, 610)는 케이스(100) 저면의 수납홈(130)까지 홀(hall)이 연장되게 형성된다.

한편, 상기 케이스(100) 또는 1차측 권선 코일(10)의 일측에 부착된 도체부재(140)를 더 포함하고, 상기 도체부재(140)는 외부로부터 상기 1차측 권선 코일(10)로 연장된 배선(미도시)에 전기적으로 접속되며, 도체부재(140)와 1차측 권선 코일(10)은 와이어 본딩(Wire Bonding)한다.

또한, 상기 2차측 권선 코일(20, 30)은 케이스 내의 특정 위치에 실장되는 배압부(미도시)에 와이어 본딩하는데, 여기서 배압부는 트랜스부에서 승압된 AC를 DC로 정류하여 고전압을 출력시키는 기능을 담당한다.

이와 같이 구성한 본 발명의 실시예에 따른 슬림형 고전압 트랜스포머의 제조공정을 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 1,2차 권선 코일이 케이스에 마운팅한 것을 보인 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이 상기 케이스(100) 내부에 미리 제1 돌출홈(200), 제2 차단격벽, 제2 차단격벽(400), 고정돌기(500) 및 제2 돌출홈(600)을 형성한다.

이후, 상기 케이스(100) 내부에 미리 형성한 제1 돌출홈(200)에 직사각형 또는 타원형 트랙 형태로 권취된 1차측 권선 코일(10)을 마운팅하고, 상기 제1 돌출홈(200)의 외측으로 형성된 제1 차단격벽(300)에 직사각형 또는 타원형 트랙 형태로 권취된 2차측 권선 코일(20)을 마운팅한 후, 제2 차단격벽(400)과 고정돌기(500)의 사이에 직사각형 또는 타원형 트랙 형태로 권취된 2차측 권선 코일(30)을 마운팅한다. 이때, 상기 1,2차측 권선 코일(10, 20, 30)은 직사각형 또는 타원형 트랙 형태로 권취된 후에도 흩으러 지지 않고 권취된 형태를 그대로 유지한다.

상기 1,2차측 권선 코일(10, 20, 30)의 마운팅이 완료되면 상기 제1 돌출홈(200)과 제2 돌출홈(600)에 절연부재(900)를 결합하고, 그 위에 제1 동판형 코일(700)을 마운팅하여 1,2차측 권선 코일(10, 20, 30)과 제1 동판형 코어(700)를 서로 절연시킨다.

이때, 제2 동판형 코일(800)은 수납홈(130)에 결합되어 상기 제1,2 돌출홈(200, 600)의 관통구(210, 610)를 통해 제1 동판형 코어(700)에 연결된다.

이후, 상기 1차측 권선 코일(10)은 도체부재(140)와 와이어 본딩(Wire Bonding)하여 외부 배선에 연결하고, 2차측 권선 코일(20, 30)은 케이스(100) 내의 특정 위치에 실장되는 배압부에 와이어 본딩한다.

한편, 부품의 실장이 완료되면 케이스(100) 내부를 내열성 수지가 첨가된 에폭시 수지나 우레탄 수지를 포함하는 몰딩재로 몰딩(molding)한 다음 덮개(미도시)를 결합하여 밀폐시킨다.

이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

10 : 1차측 권선코일 20, 30 : 2차측 권선코일
100 : 케이스 110 : 반원형 돌기
120 : 외벽 130 : 수납홈
200 : 제1 돌출홈 300 : 제1 차단격벽
400 : 제2 차단격벽 500 : 고정돌기
600 : 제2 돌출홈 700, 800 : 제1,2 동판형 코어
900 : 절연부재

Claims (7)

1. 케이스,
   직사각형 또는 타원형 트랙(track) 형태로 권취된 다수개의 1,2차측 권선 코일을 상기 케이스 내부에 형성된 돌출홈에 마운팅(mounting)한 후, 동판형 코어를 그 위에 마운팅하여 구성한 다수개의 트랜스부를 포함하고,
   상기 다수개의 트랜스부는 상기 케이스 내에 좌우 대칭으로 배치되며, 적어도 하나 이상의 동판형 코어 및 상기 1,2차측 권선 코일과 동판형 코어 사이에 개재되는 절연부재를 공유하는 것인 슬림형 고전압 트랜스포머.
2. 제1항에 있어서, 상기 다수개의 트랜스부는
   상기 케이스 내부에 직사각형 또는 타원형 트랙 형태로 권취된 2차측 권선 코일을 마운팅하고, 그 내측으로 직경이 작은 동일 형태의 2차측 권선 코일을 마운팅한 후, 그 내측으로 직경이 작은 동일 형태의 1차측 권선 코일을 마운팅하여 구성한 것인 슬림형 고전압 트랜스포머.
3. 제1항에 있어서, 상기 다수개의 트랜스부는
   상기 케이스 내부에 직사각형 또는 타원형 트랙 형태로 권취된 1차측 권선 코일을 마운팅하기 위해 형성된 제1 돌출홈,
   상기 1차측 권선 코일의 외곽으로 마운팅되는 2차측 권선 코일과 1차측 권선 코일과의 절연을 위해 형성되는 제1 차단격벽,
   상기 다수개의 2차측 권선 코일 간의 절연을 위해 상기 제1 차단격벽의 외측으로 형성되는 제2 차단격벽,
   상기 제2 차단격벽에 마운팅된 2차측 권선 코일이 밀착되어 고정되도록 하기 위해 형성되는 다수개의 고정돌기 및
   상기 다수개의 트랜스부를 서로 절연시키기 위해 형성되는 제2 돌출홈을 포함하는 것인 슬림형 고전압 트랜스포머.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 돌출홈과 제2 돌출홈은 동판형 코어의 저면에 형성된 요철홈과 결합하기 위한 제1 관통구를 각각 형성하고,
   상기 절연부재는 동판형 코어의 요철홈이 상기 제1 관통구에 결합하도록 다수개의 제2 관통구가 형성되며,
   상기 케이스는 저면에 상기 동판형 코어와 쌍을 이루는 제2 동판형 코어를 수납하기 위한 수납홈을 형성한 것인 슬림형 고전압 트랜스포머.
5. 제1항에 있어서,
   상기 케이스는 부품이 실장된 내부를 내열성 수지가 첨가된 에폭시 수지나 우레탄 수지를 포함하는 몰딩재에 의해 몰딩(molding)하는 것인 슬림형 고전압 트랜스포머.
6. 제1항에 있어서,
   상기 케이스는 플라스틱 사출 성형물이며,
   상기 1차측 권선 코일의 일측에 부착된 도체부재를 더 포함하고, 상기 도체부재가 외부로부터 상기 1차측 권선 코일로 연장된 배선에 전기적으로 접속된 것인 슬림형 고전압 트랜스포머.
7. 제1항에 있어서,
   상기 케이스는 각 측면에 볼트로 고정할 수 있는 반원형의 돌기를 형성하고, 각 모서리에 금형시 제품의 내열성 및 인장 강도를 고려하여 "ㄱ"자형의 외벽을 형성한 것인 슬림형 고전압 트랜스포머.

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