KR101214722B1 - 트랜스포머 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 트랜스포머 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따라, 루프 형상으로 이루어진 1차측 권선; 1차측 권선과 적어도 교차되는 구간을 제외한 나머지 구간이 1차측 권선과 동일 평면상에 형성되되 1차측과 전자기적 커플링을 이루도록 동일한 루프 형상으로 이루어진 2차측 권선; 및 턴수의 합이 3 이상인 1차측 및 2차측 권선이 2층 구조로 교차되는 교차구간; 을 포함하되, 교차구간은 일측으로는 1층에서 연결되고 타측으로는 2층에서 연결되는 적어도 1 지점의 중간 노드를 포함하는, 트랜스포머가 제안된다. 또한, 그 트랜스포머 제조방법이 제안된다.

Description

트랜스포머 및 그 제조방법{TRANSFORMER AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 트랜스포머 및 그 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로는 1차측 및 2차측의 3 이상의 라인이 2층 구조로 교차되는 트랜스포머 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 통신 시스템에 사용되는 고주파 전력 증폭기의 매칭과 임피던스 변환에 쓰이는 트랜스포머에 관한 것이다. 전력 증폭 모듈이나 송수신 모듈에서 CMOS 공정으로 제조되는 증폭 소자와 함께 필수적으로 사용되는 전력 결합기는 통상 IPD(Integrated Passive Device) 방식의 트랜스포머이다. 예컨대, CMOS 원칩 전력 증폭기의 경우 병렬로 증폭된 신호를 결합(combining)하는 기법을 필요로 하고, 이 경우 전력 결합(Power Combining)을 목적으로 하는 트랜스포머를 필요로 한다. 전력을 결합하는 트랜스포머의 효율은 증폭된 전력을 결합하면서 손실을 최소화하는 중요한 기능을 담당하게 된다.
종래의 트랜스포머 구조를 살펴보면, 도 2a에 도시되는 교차구간이 도 1의 교차구간과 대체된 것으로 이해될 수 있다. 이때, 입력측 1차 권선과 출력측 2차 권선이 서로 개방된 형태로 전자기적으로 커플링이 이루어지도록 설계되는데, 출력측 또는 입력측 도전선로가 꼬아진 턴수가 2턴 이상인 경우 도 2a에 도시된 바와 같이 통상 3개 이상의 연결선 레이어를 사용하게 된다.
일반적인 반도체 공정의 경우 수동소자를 설계할 수 있는 두꺼운 금속 층은 대부분 2층으로 구성되어 있다. 따라서, 종래와 같이 3개 이상의 층을 사용하는 경우 금속층의 두께가 얇아지기 때문에 트랜스포머 설계 시 효율이 크게 나빠질 수 있다.
본 발명에서는 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 1차측 및 2차측의 3 이상의 라인으로 이루어진 트랜스포머의 라인 교차구조를 2층 구조로 함으로써, 트랜스포머의 효율을 향상시킬 수 있는 기술을 제공하고자 한다.
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제1 실시예에 따라, 루프 형상으로 이루어진 1차측 권선; 1차측 권선과 적어도 교차되는 구간을 제외한 나머지 구간이 1차측 권선과 동일 평면상에 형성되되 1차측과 전자기적 커플링을 이루도록 동일한 루프 형상으로 이루어진 2차측 권선; 및 턴수의 합이 3 이상인 1차측 및 2차측 권선이 2층 구조로 교차되는 교차구간; 을 포함하되, 교차구간은 일측으로는 1층에서 연결되고 타측으로는 2층에서 연결되는 적어도 1 지점의 중간 노드를 포함하는, 트랜스포머가 제안된다.
본 발명의 또 하나의 실시예에 따르면, 3 이상의 권선 라인 중 교차구간에서 대각선 방향으로 마주하는 적어도 한 쌍의 최외각 라인이 1층 또는 2층에서 서로 대각선 방향으로 연결될 수 있다.
또한, 하나의 예에서, 3 이상의 권선 라인 중 적어도 하나 이상의 차외각의 라인은 교차구간에서 1층 또는 2층에서 중간 노드와 연결될 수 있다.
또, 하나의 예에서, 1차측 및 2차측의 권선 라인은 홀수이고, 홀수의 권선 라인 중 교차구간에서 대각선 방향으로 마주하는 적어도 한 쌍의 최외각 라인이 1층 또는 2층에서 서로 대각선 방향으로 연결되고, 홀수의 권선 라인 중 교차구간에서 수평으로 또는 비스듬히 마주하는 한 쌍의 차외각의 라인은 교차구간에서 한 쌍의 최외각 라인의 연결선과 접촉되지 않도록 중간 노드를 통해 연결되되, 한 쌍의 차외각 라인 중의 하나는 1층에서 나머지 하나는 2층에서 중간 노드와 연결될 수 있다.
이때, 또 하나의 예에서, 1차측 및 2차측의 권선 라인은 5 이상의 홀수이고, 홀수의 권선 라인 중 교차구간에서 비스듬히 마주하는 한 쌍의 차외각의 라인 중의 하나는 1층에서 나머지 하나는 2층에서 중간 노드와 연결되고, 홀수의 권선 라인 중 나머지 라인은 교차구간에서 한 쌍의 최외각 라인의 연결선과 다른 층에서 연결선과 평면상 교차하도록 비스듬히 연결될 수 있다.
또한, 다른 또 하나의 예에서, 1차측 및 2차측의 권선 라인은 짝수이고, 중간 노드는 2 지점이되, 교차구간 중심을 기준으로 서로 대향하고, 짝수의 권선 라인 중 교차구간에서 대각선 방향으로 마주하는 적어도 한 쌍의 최외각 라인이 1층 또는 2층에서 서로 대각선 방향으로 연결되고, 짝수의 권선 라인 중 교차구간에서 수평으로 또는 비스듬히 마주하는 적어도 한 쌍의 차외각의 라인은 교차구간에서 한 쌍의 최외각 라인의 연결선과 접촉되지 않도록 중간 노드를 통해 연결되되, 한 쌍의 차외각 라인 중의 하나는 1층에서 나머지 하나는 2층에서 중간 노드와 연결될 수 있다.
이때, 또 하나의 예에서, 1차측 및 2차측의 권선 라인은 6 이상의 짝수이고, 짝수의 권선 라인 중 교차구간에서 비스듬히 마주하는 한 쌍의 차외각의 라인 중의 하나는 1층에서 나머지 하나는 2층에서 중간 노드의 하나의 지점과 연결되고, 짝수의 권선 라인 중 교차구간에서 수평으로 또는 비스듬히 마주하는 다른 한 쌍의 라인 중의 하나는 1층에서 나머지 하나는 2층에서 다른 하나의 중간 노드와 연결되고, 짝수의 권선 라인 중 나머지 라인은 교차구간에서 한 쌍의 최외각 라인의 연결선과 다른 층에서 연결선과 평면상 교차하도록 비스듬히 연결될 수 있다.
본 발명의 또 하나의 예에 따르면, 1차측 및 2차측 권선 라인 중 어느 하나는 평형신호 라인이고, 나머지 하나는 불평형신호 라인일 수 있다.
다음으로, 전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제2 실시예에 따라, 루프 형상으로 이루어진 1차측 권선 및 1차측 권선과 동일 평면상에 형성되되 1차측과 전자기적 커플링을 이루도록 동일한 루프 형상으로 이루어진 2차측 권선을 포함하는 트랜스포머의 제조방법에 있어서, 턴수의 합이 3 이상인 1차측 및 2차측 권선이 2층 구조로 교차되게 형성되되, 일측으로는 1층에서 연결되고 타측으로는 2층에서 연결되는 적어도 1 지점의 중간 노드를 포함하는 교차구간을 형성하는 단계를 포함하는 트랜스포머 제조방법이 제안된다.
본 방법 발명의 또 하나의 예에서, 3 이상의 권선 라인 중 교차구간에서 대각선 방향으로 마주하는 적어도 한 쌍의 최외각 라인이 1층 또는 2층에서 서로 대각선 방향으로 연결될 수 있다.
또한, 하나의 예에서, 3 이상의 권선 라인 중 적어도 하나 이상의 차외각의 라인은 교차구간에서 1층 또는 2층에서 중간 노드와 연결될 수 있다.
또 하나의 예에서, 1차측 및 2차측의 권선 라인은 홀수이고, 홀수의 권선 라인 중 교차구간에서 대각선 방향으로 마주하는 적어도 한 쌍의 최외각 라인이 1층 또는 2층에서 서로 대각선 방향으로 연결되고, 홀수의 권선 라인 중 교차구간에서 수평으로 또는 비스듬히 마주하는 한 쌍의 차외각의 라인은 교차구간에서 한 쌍의 최외각 라인의 연결선과 접촉되지 않도록 중간 노드를 통해 연결되되, 한 쌍의 차외각 라인 중의 하나는 1층에서 나머지 하나는 2층에서 중간 노드와 연결될 수 있다.
다른 또 하나의 예에서, 1차측 및 2차측의 권선 라인은 짝수이고, 중간 노드는 2 지점이되, 교차구간 중심을 기준으로 서로 대향하고, 짝수의 권선 라인 중 교차구간에서 대각선 방향으로 마주하는 적어도 한 쌍의 최외각 라인이 1층 또는 2층에서 서로 대각선 방향으로 연결되고, 짝수의 권선 라인 중 교차구간에서 수평으로 또는 비스듬히 마주하는 적어도 한 쌍의 차외각의 라인은 교차구간에서 한 쌍의 최외각 라인의 연결선과 접촉되지 않도록 중간 노드를 통해 연결되되, 한 쌍의 차외각 라인 중의 하나는 1층에서 나머지 하나는 2층에서 중간 노드와 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 1차측 및 2차측의 3 이상의 라인으로 이루어진 트랜스포머의 라인 교차구조를 2층 구조로 함으로써, 트랜스포머의 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따라, 통상 전력 증폭기의 출력단에 연결되는 트랜스포머의 개선을 통해 전력 손실을 줄일 수 있고, 이를 통해 전력증폭기의 출력을 개선할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따라 직접적으로 언급되지 않은 다양한 효과들이 본 발명의 실시예들에 따른 다양한 구성들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에 의해 도출될 수 있음은 자명하다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 트랜스포머를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2a는 종래의 트랜스포머의 교차구간을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2b는 도 1에 따른 트랜스포머의 교차구간을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 트랜스포머의 교차구간을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 트랜스포머의 교차구간을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 또 하나의 실시예에 따른 트랜스포머의 교차구간을 개략적으로 나타내는 도면이다.
전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다. 본 설명에 있어서, 동일부호는 동일한 구성을 의미하고, 중복되거나 발명의 의미를 한정적으로 해석되게 할 수 있는 부가적인 설명은 생략될 수 있다.
본 명세서에서 하나의 구성요소가 다른 구성요소와 연결, 결합 또는 배치 관계에서 '직접'이라는 한정이 없는 이상, '직접 연결, 결합 또는 배치'되는 형태뿐만 아니라 그들 사이에 또 다른 구성요소가 개재됨으로써 연결, 결합 또는 배치되는 형태로도 존재할 수 있다. 또한, '상에', '위에', '하부에', '아래에' 등의 '접촉'의 의미를 내포할 수 있는 용어들이 포함된 경우도 마찬가지이다. 방향을 나타내는 용어들은 기준이 되는 요소가 뒤집어지거나 그의 방향이 바뀌는 경우 그에 따른 대응되는 상대적인 방향 개념을 내포하는 것으로 해석될 수 있다.
본 명세서에 비록 단수적 표현이 기재되어 있을지라도, 발명의 개념에 반하거나 명백히 다르거나 모순되게 해석되지 않는 이상 복수의 구성 전체를 대표하는 개념으로 사용될 수 있음에 유의하여야 한다. 본 명세서에서 '포함하는', '갖는', '구비하는', '포함하여 이루어지는' 등의 기재는 하나 또는 그 이상의 다른 구성요소 또는 그들의 조합의 존재 또는 부가 가능성이 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 참조되는 도면들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 이상적이거나 추상적인 예시로써, 모양, 크기, 두께 등은 기술적 특징의 효과적인 설명을 위해 비례하지 않고 과장되게 표현될 수 있다.
우선, 본 발명의 제1 실시예들에 트랜스포머를 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 트랜스포머를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2a는 종래의 트랜스포머의 교차구간을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2b는 도 1에 따른 트랜스포머의 교차구간을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 트랜스포머의 교차구간을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 트랜스포머의 교차구간을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 또 하나의 실시예에 따른 트랜스포머의 교차구간을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1, 2b, 3 내지 6을 참조하여, 제1 실시예에 따른 트랜스포머를 살펴본다.
본 실시예에서의 트랜스포머는 1차측 권선과 2차측 권선으로 이루어지는데, 1차측 권선은 루프 형상으로 이루어지고, 2차측 권선은 1차측 권선과 적어도 교차되는 구간을 제외한 나머지 구간이 1차측 권선과 동일 평면상에 형성되되 1차측과 전자기적 커플링을 이루도록 동일한 루프 형상으로 이루어진다. 본 발명은 동일 평면상에서의 1차측과 2차측의 권선 턴수의 합이 3 이상인 경우의 트랜스포머에 대한 것이다.
이때, 본 실시예에 따른 트랜스포머는 1차측 권선 및 2차측 권선이 교차되는 교차구간(10)을 포함하고 있다. 도 1을 참조하면, 교차구간(10)에서는 턴수의 합이 3 이상인 1차측 및 2차측 권선이 2층 구조로 교차되고 있다. 도 1에서 도면 부호 10은 교차구간을 나타내고 있다. 도 2b, 3 내지 6을 참조하면, 1차측 및 2차측의 3 이상의 권선 라인이 2층 구조로 교차됨을 알 수 있다.
또한, 도 2b, 3 내지 6을 참조하면, 본 실시예에서, 교차구간(10)은 일측으로는 1층에서 연결되고 타측으로는 2층에서 연결되는 적어도 1 지점의 중간 노드(1)를 포함하고 있다.
본 실시예에서, 적어도 1 지점의 중간 노드(1)를 포함함으로써, 1차측 및 2차측이 3 이상의 권선 라인인 경우에도 종래와 달리 2층 구조의 교차구간(10)을 가질 수 있다. 도 2b, 4 내지 6에서는 중간 노드(1, 1')가 2지점으로 도시되어 있고, 도 3에서는 1지점의 중간 노드(1)가 도시되어 있다. 도시되지 않았으나, 3지점의 중간 노드를 가질 수도 있다. 예컨대, 도 5를 변형하여, 라인 b와 b'을 중간 노드의 제1 지점(1)을 통해 연결하고 라인 d와 d'를 중간 노드의 제2 지점(1')을 통해 연결하고, 다시 라인 d와 d'를 교차구간(10) 내부에서 1층의 연결선들과 접촉되지 않는 영역에 형성되는 제3 지점(도시되지 않음)의 중간 노드를 통하여 연결시킬 수도 있다. 이 경우, 라인 b와 b' 및 라인 d와 d'은 서로 연결되지 않고 서로 다른 단자에 연결될 수 있다. 예컨대, 하나의 예에서, 1차측과 2차측 모두 각각 한 쌍의 단자만을 갖는 경우에는 중간 노드는 1 지점 또는 2 지점일 수 있고, 1차측과 2차측 중 어느 한 측의 2쌍의 단자를 갖는 경우에는 중간 노드의 지점 수가 추가될 수 있다.
예컨대, 중간 노드(1, 1')는 교차구간(10)의 중심부가 아닌 외각부에 위치될 수 있다. 이때, 중간 노드(1, 1')는 1차측 및 2차측의 최외각 라인의 연장 선 상에 위치될 수 있다.
또한, 도 2b를 참조하면, 라인 b와 라인 b'이 각각 1층과 2층으로 신호가 전송되는 것이 도시되었는데, 이때, 1차측과 2차측의 각 라인에서 1층과 2층 사이에는 절연층이 구비될 수 있다. 또한, 도 3 내지 6에서도 도 2b의 라인 b와 라인 b'에서와 마찬가지로 각각 1층과 2층으로 신호가 전송될 수 있고, 이때, 1층과 2층 사이에는 절연층이 구비될 수 있다. 또한, 도 2b를 참조하면, 교차구간(10)에서 1층 또는 2층에서 연결선으로 연결되는 각 라인들은 복층의 전송라인인 경우 연결선으로 연결되기 전에 도전체를 통해 통전하여 복층 라인 각각에서 연결선을 통해 신호를 전송할 수 있다. 예컨대, 도 2b에서, 라인 a와 라인 c' 사이에는 2층에서만 연결선으로 연결되어 있으나, 라인 a와 라인 c'이 복층 전송라인인 경우 아래의 1층 전송라인에서의 신호는 연결선으로 연결되기 전에 라인 a 측에서 도전체(도시되지 않음)를 통해 2층의 연결선을 통해 전송된 후 다시 라인 c' 측에서 도전체(도시되지 않음)를 통해 다시 원래의 1층의 전송라인으로 통해 전송되도록 할 수 있다. 도 3 내지 6의 경우에도 마찬가지이다.
본 실시예에 따라, 통상 전력 증폭기의 출력단에 연결되는 트랜스포머의 개선을 통해 전력 손실을 줄일 수 있고, 이를 통해 전력증폭기의 출력을 개선할 수 있다.
이때, 하나의 예에서, 1차측 및 2차측 권선 라인 중 어느 하나는 평형신호 라인일 수 있고, 나머지 하나는 불평형신호 라인일 수 있다.
또한, 도 2b, 3 내지 6을 참조하여 더 살펴보면, 하나의 예에서, 3 이상의 권선 라인 중 교차구간(10)에서 대각선 방향으로 마주하는 적어도 한 쌍의 최외각 라인이 1층 또는 2층에서 서로 대각선 방향으로 연결될 수 있다. 이때, 최외각 라인이란 도 1과 같은 전체 트랜스포머 구조에서의 최외각을 의미하는 것이 아니라 교차구간(10)의 범주 내에서 최외각을 의미한다. 예컨대, 도 1의 전체 트랜스포머 구조에서는 가장 바깥 라인과 가장 내측 라인이 최외각 라인에 해당된다. 따라서, 교차구간(10)에서는 최외각 라인의 2쌍이 서로 마주하고 있게 된다. 이때, 본 실시예에 따르면, 대각선 방향으로 마주하는 적어도 한 쌍의 최외각 라인이 서로 대각선 방향으로 연결되게 된다. 도 2b, 3, 4에서는 대각선 방향으로 마주하는 두 쌍의 최외각 라인이 각각 1층과 2층에서 서로 대각선 방향으로 연결된 것이 도시되어 있다. 한편, 도 5 및 6에서는 대각선 방향으로 마주하는 한 쌍의 최외각 라인이 1층에서 서로 대각선 방향으로 연결된 것이 도시되어 있다.
도 2b, 3 내지 6을 참조하여 더 구체적으로 살펴보면, 또 하나의 예에서, 3 이상의 권선 라인 중 적어도 하나 이상의 차외각의 라인은 교차구간(10)에서 1층 또는 2층에서 중간 노드(1)와 연결될 수 있다. 이때, 차외각 라인이란 전술한 최외각 라인에 바로 인접한 내측 라인을 말한다. 도 2b 및 3에서는 교차구간(10)에서 차외각 라인이 한 쌍만 존재하고, 도 4 내지 6에서는 교차구간(10)에서 차외각 라인이 두 쌍이 서로 마주하고 있다. 도 2b에서는 한 쌍의 차외각 라인이 1층 및 2층에서 2 지점의 중간 노드(1, 1')와 연결된 것이 나타나 있고, 도 3에서는 한 쌍의 차외각 라인이 1 지점의 중간 노드(1)에서 한쪽은 1층에서 다른 한쪽은 2층에서 연결된 것이 도시되어 있다. 도 4 및 5에서는 두 쌍의 차외각 라인이 각각 2 지점의 중간 노드(1, 1')와 연결된 것이 나타나 있고, 도 6은 한 쌍의 차외각 라인이 1지점의 중간 노드(1)와 연결된 것이 도시되어 있다. 도 6에서, 나머지 하나의 우호 노드(1')는 최외각 및 차외각이 아닌 한 쌍의 라인을 연결하고 있다.
도 2b, 3 및 5를 참조하여 더 살펴보면, 하나의 예에서, 1차측 및 2차측의 권선 라인은 홀수이다. 이때, 홀수의 권선 라인 중 교차구간(10)에서 대각선 방향으로 마주하는 적어도 한 쌍의 최외각 라인이 1층 또는 2층에서 서로 대각선 방향으로 연결될 수 있다. 도 2b 및 3에서는 한 쌍의 최외각 라인이 서로 대각선 방향으로 연결되어 있고, 도 5에서는 두 쌍의 최외각 라인이 서로 대각선 방향으로 연결되어 있다. 또한, 1차측 및 2차측의 권선 라인이 홀수인 경우, 홀수의 권선 라인 중 교차구간(10)에서 수평으로 또는 비스듬히 마주하는 한 쌍의 차외각의 라인은 교차구간(10)에서 한 쌍의 최외각 라인의 연결선과 접촉되지 않도록 중간 노드(1)를 통해 연결될 수 있다. 도 2b 및 3에서는 한 쌍의 차외각 라인이 수평으로 마주하고, 도 5에서는 두 쌍의 차외각 라인이 서로 비스듬히 마주하고, 이중에서 한 쌍이 2지점의 중간 노드(1, 1')를 통해 연결되고 있다. 게다가, 한 쌍의 차외각 라인 중의 하나는 1층에서 나머지 하나는 2층에서 중간 노드(1)와 연결될 수 있다. 이때, 하나의 예에서, 1차측 및 2차측의 권선 라인이 홀수인 경우, 한 쌍의 차외각 라인이 1지점 또는 2지점의 중간 노드(1, 1')에서 연결될 수 있다. 도 5는 2지점의 중간 노드(1, 1')에서 연결된 것이 도시되었으나, 도 3과 같이 1지점의 중간 노드(1)에서만 연결될 수도 있다.
또한, 이때, 1차측 및 2차측의 권선 라인이 홀수인 경우에 있어서, 만일 3 라인의 경우에는 1차측 또는 2차측이 1 라인을 이루고, 나머지가 2 라인을 이루며 2회의 턴수를 갖는다. 만일, 5 라인의 경우에는, 예컨대 1차측 또는 2차측이 2 라인을 이루며 2회의 턴수를 가지고, 나머지 한 측이 3 라인을 이루며 3회의 턴수를 갖을 수 있다. 이때, 5 라인의 경우에는, 2회의 턴수를 갖는 어느 한 측이 3회 턴수를 갖는 라인 사이 사이에 배치될 수 있다. 예컨대, 도 5를 참조하면, 1차측 및 2차측 중 어느 한 측에서 라인 d를 통해 전송되는 신호는 라인 b', 라인 b 및 라인 d'를 거쳐 나오거나 또는 라인 d와 라인 d'을 통해 서로 반대 방향으로 신호가 입력되면 라인 b' 및 라인 b를 거치며 다른 단자 또는 그라운드(도시되지 않음)를 통해 빠져나갈 수 있다. 이때, 나머지 라인들은 1차측 및 2차측 중 다른 한 측을 이루게 되고, 라인 a에서의 전송 신호는 라인 c', 라인 c, 라인 e', 라인 e 및 라인 a'을 거치며 3회 턴을 하며 빠져나갈 수 있다.
이때, 도 5를 참조하면, 또 하나의 예에서, 1차측 및 2차측의 권선 라인은 5 이상의 홀수이다. 이때, 홀수의 권선 라인 중 교차구간(10)에서 비스듬히 마주하는 한 쌍의 차외각의 라인 중의 하나는 1층에서 나머지 하나는 2층에서 중간 노드(1)와 연결될 수 있다. 또한, 홀수의 권선 라인 중 나머지 라인은 교차구간(10)에서 한 쌍의 최외각 라인의 연결선과 다른 층에서 최외각 라인의 연결선과 평면상 교차하도록 비스듬히 연결될 수 있다. 도 5에서, 라인 e와 a'은 최외각 라인으로 1층에서 대각선 방향으로 연결되고, 라인 d와 b'은 한 쌍의 차외각 라인으로 비스듬히 2지점의 중간 노드(1)를 통해 연결되고, 나머지 라인 a와 c', 라인 b와 d', 라인 c와 e'는 최외각 라인인 라인 e와 a'이 연결되는 1층이 아닌 다른 층인 2층에서 라인 c와 e'의 연결선과 평면상 교차하도록 연결되어 있다.
또한, 도 4 및 6을 참조하여 더 살펴보면, 또 하나의 예에서, 1차측 및 2차측의 권선 라인은 짝수이다. 이때, 중간 노드(1, 1')는 2 지점을 갖는다. 2 지점의 중간 노드(1, 1')는 교차구간(10) 중심을 기준으로 서로 대향할 수 있다. 또한, 짝수의 권선 라인 중 교차구간(10)에서 대각선 방향으로 마주하는 적어도 한 쌍의 최외각 라인이 1층 또는 2층에서 서로 대각선 방향으로 연결된다. 도 4에서는 두 쌍의 최외각 라인이 서로 대각선 방향으로 연결되어 있고, 도 6에서는 한 쌍의 최외각 라인만 서로 대각선 방향으로 연결되어 있다.
게다가, 짝수의 권선 라인 중 교차구간(10)에서 수평으로 또는 비스듬히 마주하는 적어도 한 쌍의 차외각의 라인은 교차구간(10)에서 한 쌍의 최외각 라인의 연결선과 접촉되지 않도록 중간 노드(1)를 통해 연결될 수 있다. 이때, 한 쌍의 차외각 라인 중의 하나의 라인은 1층에서 나머지 하나는 2층에서 중간 노드(1)와 연결될 수 있다.
이때, 도 6을 참조하여 더 살펴보면, 또 하나의 예에서, 1차측 및 2차측의 권선 라인은 6 이상의 짝수이다. 이때, 짝수의 권선 라인 중 교차구간(10)에서 비스듬히 마주하는 한 쌍의 차외각의 라인 중의 하나는 1층에서 나머지 하나는 2층에서 중간 노드(1)의 하나의 지점과 연결될 수 있다. 또한, 짝수의 권선 라인 중 교차구간(10)에서 수평으로 또는 비스듬히 마주하는 다른 한 쌍의 라인(도 6에서 라인 d와 라인 c') 중의 하나는 1층에서 나머지 하나는 2층에서 다른 하나의 중간 노드(1')와 연결될 수 있다. 게다가, 짝수의 권선 라인 중 나머지 라인은 교차구간(10)에서 한 쌍의 최외각 라인의 연결선과 다른 층에서 연결선과 평면상 교차하도록 비스듬히 연결될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 트랜스포머 제조방법을 살펴본다.
본 실시예를 살펴봄에 있어서, 전술한 제1 실시예에 따른 트랜스포머와 도 1, 2b, 3 내지 6이 참조될 수 있고, 그 경우에 중복되는 설명들은 생략될 수 있다.
도 1, 2b, 3 내지 6을 참조하면, 하나의 실시예에 따른 트랜스포머 제조방법은 루프 형상으로 이루어진 1차측 권선 및 1차측 권선과 동일 평면상에 형성되되 1차측과 전자기적 커플링을 이루도록 동일한 루프 형상으로 이루어진 2차측 권선을 포함하는 트랜스포머의 제조방법으로써, 턴수의 합이 3 이상인 1차측 및 2차측 권선이 2층 구조로 교차되게 형성되는 교차구간(10)을 형성하는 단계를 포함한다. 이때, 2차측 권선은 1차측 권선과 적어도 교차되는 구간을 제외한 나머지 구간이 1차측 권선과 동일 평면상에 형성되어 있다.
이때, 도 2b, 3 내지 6을 참조하면, 본 실시예에서는, 교차구간(10)에 일측으로는 1층에서 연결되고 타측으로는 2층에서 연결되는 적어도 1 지점의 중간 노드(1)가 포함되어 있다. 본 실시예에서, 적어도 1 지점의 중간 노드(1)를 포함함으로써, 1차측 및 2차측이 3 이상의 권선 라인인 경우에도 종래와 달리 2층 구조의 교차구간(10)을 가질 수 있다. 도 2b, 4 내지 6에서는 중간 노드(1, 1')가 2지점으로 도시되어 있고, 도 3에서는 1지점의 중간 노드(1)가 도시되어 있다.
하나의 예에서, 1차측 및 2차측 권선 라인 중 어느 하나는 평형신호 라인일 수 있고, 나머지 하나는 불평형신호 라인일 수 있다.
도 2b, 3 내지 6을 더 참조하면, 하나의 예에서, 3 이상의 권선 라인 중 교차구간(10)에서 대각선 방향으로 마주하는 적어도 한 쌍의 최외각 라인이 1층 또는 2층에서 서로 대각선 방향으로 연결될 수 있다.
또한, 도 2b, 3 내지 6을 더 참조하면, 또 하나의 예에서, 3 이상의 권선 라인 중 적어도 하나 이상의 차외각의 라인은 교차구간(10)에서 1층 또는 2층에서 중간 노드(1)와 연결될 수 있다.
도 2b, 3 및 5를 더 구체적으로 참조하면, 하나의 예에서, 1차측 및 2차측의 권선 라인은 홀수이다. 이때, 홀수의 권선 라인 중 교차구간(10)에서 대각선 방향으로 마주하는 적어도 한 쌍의 최외각 라인이 1층 또는 2층에서 서로 대각선 방향으로 연결될 수 있다. 또한, 홀수의 권선 라인 중 교차구간(10)에서 수평으로 또는 비스듬히 마주하는 한 쌍의 차외각의 라인은 교차구간(10)에서 한 쌍의 최외각 라인의 연결선과 접촉되지 않도록 중간 노드(1)를 통해 연결될 수 있다. 게다가, 한 쌍의 차외각의 라인 중의 하나는 1층에서 나머지 하나는 2층에서 중간 노드(1)와 연결될 수 있다.
또한, 도 4 및 6을 더 구체적으로 참조하면, 또 하나의 예에서, 1차측 및 2차측의 권선 라인은 짝수이다. 이때, 중간 노드(1, 1')는 2 지점이 될 수 있다. 이때, 2 지점의 중간 노드(1, 1')는 교차구간(10) 중심을 기준으로 서로 대향할 수 있다. 또한, 짝수의 권선 라인 중 교차구간(10)에서 대각선 방향으로 마주하는 적어도 한 쌍의 최외각 라인이 1층 또는 2층에서 서로 대각선 방향으로 연결될 수 있다. 게다가, 짝수의 권선 라인 중 교차구간(10)에서 수평으로 또는 비스듬히 마주하는 적어도 한 쌍의 차외각의 라인은 교차구간(10)에서 한 쌍의 최외각 라인의 연결선과 접촉되지 않도록 중간 노드(1)를 통해 연결될 수 있다. 또한, 한 쌍의 차외각의 라인 중의 하나는 1층에서 나머지 하나는 2층에서 중간 노드(1)와 연결될 수 있다.
이상에서, 전술한 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니라 본 발명에 대한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것이다. 또한, 전술한 구성들의 다양한 조합에 따른 실시예들이 앞선 구체적인 설명들로부터 당업자에게 자명하게 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 기재된 발명에 따라 해석되어야 하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변경, 대안, 균등물들을 포함하고 있다.
1, 1' : 중간 노드 10 : 교차구간
a ~ f, a' ~ f' : 1차측 또는 2차측 라인

Claims (13)

  1. 루프 형상으로 이루어진 1차측 권선;
    상기 1차측 권선과 적어도 교차되는 구간을 제외한 나머지 구간이 상기 1차측 권선과 동일 평면상에 형성되되 상기 1차측과 전자기적 커플링을 이루도록 동일한 루프 형상으로 이루어진 2차측 권선; 및
    턴수의 합이 3 이상인 상기 1차측 및 2차측 권선이 2층 구조로 교차되는 교차구간; 을 포함하되,
    상기 교차구간은 일측으로는 1층에서 연결되고 타측으로는 2층에서 연결되는 적어도 1 지점의 중간 노드를 포함하는,
    트랜스포머.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 3 이상의 권선 라인 중 상기 교차구간에서 대각선 방향으로 마주하는 적어도 한 쌍의 최외각 라인이 1층 또는 2층에서 서로 대각선 방향으로 연결되는,
    트랜스포머.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 3 이상의 권선 라인 중 적어도 하나 이상의 차외각의 라인은 상기 교차구간에서 1층 또는 2층에서 상기 중간 노드와 연결되는,
    트랜스포머.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 1차측 및 2차측의 권선 라인은 홀수이고,
    상기 홀수의 권선 라인 중 상기 교차구간에서 대각선 방향으로 마주하는 적어도 한 쌍의 최외각 라인이 1층 또는 2층에서 서로 대각선 방향으로 연결되고,
    상기 홀수의 권선 라인 중 상기 교차구간에서 수평으로 또는 비스듬히 마주하는 한 쌍의 차외각의 라인은 상기 교차구간에서 상기 한 쌍의 최외각 라인의 연결선과 접촉되지 않도록 상기 중간 노드를 통해 연결되되, 상기 한 쌍의 차외각 라인 중의 하나는 1층에서 나머지 하나는 2층에서 상기 중간 노드와 연결되는,
    트랜스포머.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 1차측 및 2차측의 권선 라인은 5 이상의 홀수이고,
    상기 홀수의 권선 라인 중 상기 교차구간에서 비스듬히 마주하는 한 쌍의 차외각의 라인 중의 하나는 1층에서 나머지 하나는 2층에서 상기 중간 노드와 연결되고,
    상기 홀수의 권선 라인 중 나머지 라인은 상기 교차구간에서 상기 한 쌍의 최외각 라인의 연결선과 다른 층에서 상기 연결선과 평면상 교차하도록 비스듬히 연결되는,
    트랜스포머.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 1차측 및 2차측의 권선 라인은 짝수이고,
    상기 중간 노드는 2 지점이되, 상기 교차구간 중심을 기준으로 서로 대향하고,
    상기 짝수의 권선 라인 중 상기 교차구간에서 대각선 방향으로 마주하는 적어도 한 쌍의 최외각 라인이 1층 또는 2층에서 서로 대각선 방향으로 연결되고,
    상기 짝수의 권선 라인 중 상기 교차구간에서 수평으로 또는 비스듬히 마주하는 적어도 한 쌍의 차외각의 라인은 상기 교차구간에서 상기 한 쌍의 최외각 라인의 연결선과 접촉되지 않도록 상기 중간 노드를 통해 연결되되, 상기 한 쌍의 차외각 라인 중의 하나는 1층에서 나머지 하나는 2층에서 상기 중간 노드와 연결되는,
    트랜스포머.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 1차측 및 2차측의 권선 라인은 6 이상의 짝수이고,
    상기 짝수의 권선 라인 중 상기 교차구간에서 비스듬히 마주하는 한 쌍의 차외각의 라인 중의 하나는 1층에서 나머지 하나는 2층에서 상기 중간 노드의 하나의 지점과 연결되고,
    상기 짝수의 권선 라인 중 상기 교차구간에서 수평으로 또는 비스듬히 마주하는 다른 한 쌍의 라인 중의 하나는 1층에서 나머지 하나는 2층에서 다른 하나의 중간 노드와 연결되고,
    상기 짝수의 권선 라인 중 나머지 라인은 상기 교차구간에서 상기 한 쌍의 최외각 라인의 연결선과 다른 층에서 상기 연결선과 평면상 교차하도록 비스듬히 연결되는,
    트랜스포머.
  8. 청구항 1 내지 7 중의 어느 하나에 있어서,
    상기 1차측 및 2차측 권선 라인 중 어느 하나는 평형신호 라인이고, 나머지 하나는 불평형신호 라인인,
    트랜스포머.
  9. 루프 형상으로 이루어진 1차측 권선 및 상기 1차측 권선과 동일 평면상에 형성되되 상기 1차측과 전자기적 커플링을 이루도록 동일한 루프 형상으로 이루어진 2차측 권선을 포함하는 트랜스포머의 제조방법에 있어서,
    턴수의 합이 3 이상인 상기 1차측 및 2차측 권선이 2층 구조로 교차되게 형성되되, 일측으로는 1층에서 연결되고 타측으로는 2층에서 연결되는 적어도 1 지점의 중간 노드를 포함하는 교차구간을 형성하는 단계를 포함하는 트랜스포머 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 3 이상의 권선 라인 중 상기 교차구간에서 대각선 방향으로 마주하는 적어도 한 쌍의 최외각 라인이 1층 또는 2층에서 서로 대각선 방향으로 연결되는,
    트랜스포머 제조방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 3 이상의 권선 라인 중 적어도 하나 이상의 차외각의 라인은 상기 교차구간에서 1층 또는 2층에서 상기 중간 노드와 연결되는,
    트랜스포머 제조방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 1차측 및 2차측의 권선 라인은 홀수이고,
    상기 홀수의 권선 라인 중 상기 교차구간에서 대각선 방향으로 마주하는 적어도 한 쌍의 최외각 라인이 1층 또는 2층에서 서로 대각선 방향으로 연결되고,
    상기 홀수의 권선 라인 중 상기 교차구간에서 수평으로 또는 비스듬히 마주하는 한 쌍의 차외각의 라인은 상기 교차구간에서 상기 한 쌍의 최외각 라인의 연결선과 접촉되지 않도록 상기 중간 노드를 통해 연결되되, 상기 한 쌍의 차외각 라인 중의 하나는 1층에서 나머지 하나는 2층에서 상기 중간 노드와 연결되는,
    트랜스포머 제조방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 1차측 및 2차측의 권선 라인은 짝수이고,
    상기 중간 노드는 2 지점이되, 상기 교차구간 중심을 기준으로 서로 대향하고,
    상기 짝수의 권선 라인 중 상기 교차구간에서 대각선 방향으로 마주하는 적어도 한 쌍의 최외각 라인이 1층 또는 2층에서 서로 대각선 방향으로 연결되고,
    상기 짝수의 권선 라인 중 상기 교차구간에서 수평으로 또는 비스듬히 마주하는 적어도 한 쌍의 차외각의 라인은 상기 교차구간에서 상기 한 쌍의 최외각 라인의 연결선과 접촉되지 않도록 상기 중간 노드를 통해 연결되되, 상기 한 쌍의 차외각 라인 중의 하나는 1층에서 나머지 하나는 2층에서 상기 중간 노드와 연결되는,
    트랜스포머 제조방법.
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