KR101012041B1 - 단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단상 입력으로 3상 출력을 얻는 트랜스에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 3개의 기둥을 가진 하나의 철심의 제 1기둥과 제 3기둥에 각각 일차 코일을 감아 2개의 일차 코일을 갖도록 하고, 또 상기 제 1기둥과 제 3기둥에 이차 코일을 각각 2개씩 감아 4개의 2차 코일을 갖도록 하며, 상기 제 3기둥에 감긴 일차 코일에는 상변환 콘덴서를 직렬로 연결하고, 상기 제 1기둥에 감긴 제 1이차 코일과 상기 제 3기둥에 감긴 제 2이차 코일은 각각 그대로 외부로 인출하고, 상기 제 1기둥에 감긴 제 2이차 코일과 상기 제 3기둥에 감긴 제 1이차 코일은 직렬로 연결하여 외부로 인출하여 3개의 2차 전압이 인출되도록 구성한 단상 입력-3상 출력 정전 차폐 트랜스에 관한 것이다.

Description

단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스{Single phase input - 3 phase output Transformer having electrostatic shield}
본 발명은, 단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 3개의 기둥을 가진 하나의 철심의 제 1기둥과 제 3기둥에 각각 일차 코일을 감아 2개의 일차 코일을 갖도록 한다. 또한, 상기 제 1기둥과 제 3기둥에 이차 코일을 각각 2개씩 감아 4개의 2차 코일을 갖도록 하며, 상기 제 3기둥에 감긴 일차 코일에는 상변환 콘덴서를 직렬로 연결하고, 상기 제 1기둥에 감긴 제 1이차 코일과 상기 제 3기둥에 감긴 제 2이차 코일은 각각 그대로 외부로 인출하고, 상기 제 1기둥에 감긴 제 2이차 코일과 상기 제 3기둥에 감긴 제 1이차 코일은 직렬로 연결하여 외부로 인출하여, 3개의 2차 전압이 인출되도록 구성한 단상 입력-3상 출력 정전 차폐 트랜스에 관한 것이다.
일반적으로 전자기기는 전기가 공급되면 내장된 소정의 전자회로가 구동되어 특정한 기능을 수행하게 되며, 이 전자기기는 낮은 전압의 DC 전원으로 구동되게 되는데, 이러한 전자기기의 전원 공급부에는 공급되는 교류 전원의 전압을 낮은 전압의 직류로 적절하게 변환할 수 있게 하기 위하여 교류 전원을 직류 전원으로 변 환하는 정류 장치가 필요하다.
종래에는, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 단상 교류에서 직류를 얻기 위하여 단상 트랜스로 전압을 조정하고 정류 다이오드를 사용하여 전파 정류하는 방법을 사용하였다.
그러나 이렇게 하여 저항(RB2)에서 얻어진 직류는, 도 6b에 나타낸 바와 같이, 심한 맥류를 나타낸다. 따라서, 이를 극복하기 위하여 평활용 전해 콘덴서를 연결하여 맥류를 완화하였다.
여기에 사용되는 전해 콘덴서는, 사용 온도 조건에 따라 수명이 민감하게 변화하는 특성이 있기 때문에, 특히 장수명을 요구하는 장치의 전원회로에는 전해 콘덴서를 사용하지 않고도 평활 콘덴서를 사용한 것과 같이 맥류가 현저히 완화된 직류를 얻는 것이 매우 중요하다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 3개의 기둥을 가진 하나의 철심의 제 1기둥과 제 3기둥에 각각 일차 코일을 감아 2개의 일차 코일을 갖도록 하고, 또 상기 제 1기둥과 제 3기둥에 이차 코일을 각각 2개씩 감아 4개의 2차 코일을 갖도록 하며, 상기 제 3기둥에 감긴 일차 코일에는 상변환 콘덴서를 직렬로 연결하고, 상기 제 1기둥에 감긴 제 1이차 코일과 상기 제 3기둥에 감긴 제 2이차 코일은 각각 그대로 외부로 인출하고, 상기 제 1기둥에 감긴 제 2이차 코일과 상기 제 3기둥에 감긴 제 1이차 코일은 직렬로 연결하여 외부로 인출하여, 3개의 2차 전압이 인출되도록 구성함으로써 전해 콘덴서를 사용하지 않고도 맥류가 현저히 완화된 직류를 얻을 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스는, 철심으로 형성된 3개의 제 1, 제 2 및 제 3기둥을 가지는 코어와, 상기 제 1기둥에 일차 코일, 정전 차폐전극, 제 1이차 코일 및 제 2이차 코일의 순서로 감긴 제 1트랜스와, 상기 제 3기둥에 일차 코일, 정전 차폐전극, 제 1이차 코일 및 제 2이차 코일의 순서로 감긴 제 2트랜스를 포함하고, 상기 제 3기둥에 감긴 일차 코일에는 상변환 콘덴서를 직렬로 연결하고 상기 제 1기둥에 감긴 제 1이차 코일과 상기 제 3기둥에 감긴 제 2이차 코일은 각각 그대로 외부로 인출하 고, 상기 제 1기둥에 감긴 제 2이차 코일과 상기 제 3기둥에 감긴 제 1이차 코일은 직렬로 연결하여 외부로 인출하여 3개의 2차 전압이 인출되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스로 정류 장치를 구성하면, 단상 교류 정류보다 현저히 완화된 맥류를 얻을 수 있어 정류 효율이 향상된다.
또한, 전원 레규레이션이 쉬어지고, 전해 콘덴서를 사용하지 않는 회로 구성으로 장수명을 요구하는 장치의 DC 전원 회로를 구성할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스를 나타낸 사시도이고, 도 2는, 단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스의 개념을 나타낸 도면이고, 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스의 회로도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 3개의 기둥(101, 102, 103)을 가진 철심으로 형성된 코어(100)의 제 1기둥(101)에는 교류 전원이 입력되는 일차 코일(104)과 출력 측 전원의 이차 코일(106, 107)이 2개 감겨지고, 1차 코일(104)과 2차 코일(106) 사이에는 일차측의 전원 노이즈가 이차측으로 전달되지 않도록 정전 차폐전극(105) 이 삽입된다.
또한, 다른 편 제 3기둥(103)에도 동일하게 일차 코일(108)과 2개의 이차 코일(110, 111)이 감겨지고, 일차 코일(108)과 이차 코일(110) 사이에 정전 차폐전극(109)이 삽입되며, 상기 제 3기둥의 일차 코일(108)에는 상변환용 콘덴서(Cp, 112)가 직렬로 연결된다.
본 발명에 의한 단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스에 의해 단상 교류 입력으로 3상의 교류가 출력되는 현상을 상세히 설명하면, 도 3의 단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스(300)의 회로도에서, 단자(P1 및 P2)에, 도 4a에 나타낸 정현파의 단상 교류가 인가되면, 제 1기둥(101)에 감긴 일차 코일(104)과 제 1기둥(101)에 감긴 제 1이차 코일(106) 및 상기 제 1기둥(101)에 감긴 제 2이차 코일(107)에는 같은 위상의 정현파 교류가 형성되지만, 제 3기둥(103)에 감긴 일차 코일(108)에는 직렬로 연결된 적당한 용량의 상변환 콘덴서(112)의 작용에 의해, 도 4b에 나타낸 바와 같은 위상이 60도 앞선 정현파가 형성되고, 따라서 제 3기둥(103)에 감긴 제 1이차 코일(110)과 제 2이차 코일(111)에도 위상이 60도 앞선 도 4b에 나타낸 정현파 교류가 형성되게 된다.
또한, 제 1기둥(101)에 감긴 제 1이차 코일(106)은 그대로 단자(A1 및 A2)로 인출되고, 제 3기둥(103)에 감긴 제 2이차 코일(111)은 그대로 단자(C1 및 C2)로 인출되지만, 제 1기둥(101)에 감긴 제 2이차 코일(107)과 제 3기둥(103)에 감긴 제 1이차 코일(110)은, 도 3에서 보이는 바와 같이, 서로 반대 방향으로 직렬 연결하여 단자(B1 및 B2)로 인출된다.
따라서, 단자(A1 및 A2)에는, 도 4a와 같은 위상의 정현파가, 단자(C1 및 C2)에는 도 4b와 같은 위상의 정현파가 형성되고, 단자(B1 및 B2)에는 도 4c와 같이 2개의 교류가 중첩되어, 결과적으로 도 4d에 나타낸 바와 같은 위상이 60도 늦은 정현파가 형성되게 된다.
따라서, 단자(A1 및 A2)에는 도 4a와 같은 위상의 정현파가, 단자(B1 및 B2)에는 도 4d와 같이 위상이 60도 늦은 정현파가, 단자(C1 및 C2)에는 도 4b와 같이 위상이 60도 앞선 정현파가 형성되게 되므로, 입력단자(P1-P2)에 단상 정현파 교류를 입력하여, 출력 단자(A1-A2, B1-B2 및 C1-C2)에서 도 4e에 나타낸 바와 같이, 서로 위상이 60씩 다른 3상 교류 출력을 얻을 수 있게 된다.
이렇게 얻어진 3상 교류를, 도시하지는 않았지만, 전파 정류하면 도 5a에 나타낸 바와 같은 파형으로 되고, 결과적으로 도 5b와 같이 맥류가 현저히 완화된 직류를 얻을 수 있으므로, 기기 수명에 악영향을 주는 전해 콘덴서를 사용하지 않고도 양질의 직류를 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스를 사용하여 DC 전원 공급 장치를 구성하면, 3상 출력을 전파 정류하는 것만으로도 맥류가 적은 비교적 양질의 DC를 얻을 수 있어 고효율, 장수명의 DC 전원 공급 장치를 구성할 수 있고, 고품질의 DC를 요구하는 DC 전원 공급 장치를 구성할 때에도 전압 레규레이션 회로를 간단하게 할 수 있기 때문에 신뢰도 높은 고효율, 장수명의 DC 전원 공급 장치를 경제적으로 구성할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스를 나타낸 사시도이다.
도 2는, 단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스의 개념을 나타낸 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스의 회로도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스의 파형도이다.
도 5a 및 5b는, 단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스의 3상 출력을 전파 정류한 파형도이다.
도 6a 및 도 6b는, 종래의 단상 트랜스로 전파 정류하는 회로도와 파형도이다.

Claims (3)

  1. 단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스에 있어서,
    철심으로 형성된 3개의 제 1, 제 2 및 제 3기둥을 가지는 코어와,
    상기 제 1기둥에 일차 코일, 정전 차폐전극, 제 1이차 코일 및 제 2이차 코일의 순서로 감긴 제 1트랜스와,
    상기 제 3기둥에 일차 코일, 정전 차폐전극, 제 1이차 코일 및 제 2이차 코일의 순서로 감긴 제 2트랜스를 포함하고,
    상기 제 3기둥에 감긴 일차 코일에는 상변환 콘덴서를 직렬로 연결하고 상기 제 1기둥에 감긴 제 1이차 코일과 상기 제 3기둥에 감긴 제 2이차 코일은 각각 그대로 외부로 인출하고, 상기 제 1기둥에 감긴 제 2이차 코일과 상기 제 3기둥에 감긴 제 1이차 코일은 직렬로 연결하여 외부로 인출하여 3개의 2차 전압이 인출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1트랜스는 일차 코일, 정전 차폐전극, 제 1이차 코일 및 제 2이차 코일의 순서로 감기고,
    상기 제 2트랜스는 일차 코일, 정전 차폐전극, 제 1이차 코일 및 제 2이차 코일의 순서로 감기는 것을 특징으로 하는 단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1기둥에 감긴 제 2이차 코일과 상기 제 3기둥에 감긴 제 1이차 코일을 서로 반대되는 방향으로 직렬 연결하여 60도 늦은 위상의 정현파를 형성하는 것을 특징으로 하는 단상 입력 - 3상 출력 정전 차폐 트랜스.
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