KR101240269B1 - 키입력회로의 절연변압기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 키입력회로의 절연변압기는 1차측에 마이컴, 2차측에 복수의 저항 및 스위치가 구비되는 키입력부를 구성하는 플라이백 컨버터에 구비되고, 소정의 공극이 형성되는 코어와, 상기 코어에 함께 권선되는 제1차코일 및 제2차코일을 포함하여 구성됨으로써, 절연변압기의 작동편차를 감소시켜 2차측 전압에 대한 1차측 전압의 신호전달비를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
키입력회로, 절연변압기

Description

키입력회로의 절연변압기 {INSULATION TRANSFORMER FOR KEY INPUT CIRCUIT}
도 1은 일반적인 키입력회로가 도시된 회로도,
도 2는 종래의 키입력회로의 절연변압기가 도시된 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 키입력회로의 절연변압기가 도시된 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 키입력회로의 절연변압기의 코어가 도시된 평면도이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
21: 키입력부 22: 플라이백 컨버터
23: 스케일링부 24: 마이컴
25: 절연변압기 26a: 제1차코일
26b: 제2차코일 27: 코어
28a, 28b: 단자핀 30: 코어
31: 제1코어부 32: 제2코어부
33: 공극 41: 제1차코일
42: 제2차코일 50: 단자핀
본 발명은 키입력회로의 절연변압기에 관한 것으로, 특히, 키입력회로의 신호전달효율을 향상시킬 수 있는 키입력회로의 절연변압기에 관한 것이다.
일반적으로, 가전제품의 마이컴에 사용되는 키입력회로는, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수개의 저항(R11, R12, R13, R14)에 각각 직렬로 접속되어 있는 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4)가 병렬로 연결되어 상기 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4)의 온, 오프 구동에 따라 일정 분압 전압을 출력하는 키입력부(21)와; 절연변압기(25)를 포함하여 구성되어 일정 듀티비의 스위칭 구동신호에 따라 발생되는 2차측에 접속된 키입력부(21)의 스위칭 전압이 1차측에 발생하는 플라이백 컨버터(22)와; 상기 플라이백 컨버터(22)의 1차측에 접속되어 1차측 전압을 일정 전압으로 스케일링하여 출력하는 스케일링부(23)와; 상기 스케일링부(23)의 전압을 상기 키입력부(21)의 스위칭 전압으로 인식하여 그에 따라 제어하는 마이컴(24)를 포함하여 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 절연변압기(25)는 제1차코일(26a) 및 제2차코일(26b)이 서로 분리되어 권선되는 코어(27)와; 상기 제1차코일(26a) 및 제2차코일(26b)과 각각 연결되고 외부로 노출되는 복수의 단자핀(28a, 28b)으로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 키입력회로는 상기 마이컴(24)을 이용하여 소정의 주파수로 메인스위치(Q1)을 구동하고, 상기 플라이백 컨버터(22)를 불연속 모드로 동작시키면, 상기 메인스위치(Q1)의 양단에는 2차측의 부하량에 반비례하는 1차측 전압이 발생한다. 그리고, 상기 마이컴(24)은 메인스위치(Q1)의 양단에 걸리는 피크 전압을 통해 2차측 부하량을 감지하고, 2차측 키입력부의 스위칭 상태를 감지한다.
그러나, 상기한 바와 같은 키입력회로는 2차측의 부하량에 따라 1차측 전압이 결정되므로, 상기 절연변압기(25)의 작동편차를 고려하면, 2차측 전압에 대한 1차측 전압의 비인 신호전달비가 양호하지 못하여 목표하는 1차측 전압을 얻을 수 없다는 문제점이 있다.
상기 절연변압기(25)의 작동편차를 줄이기 위하여 상기 코어(27)의 사이에 공극을 형성하는 방안을 고려해 볼 수 있으나, 상기한 바와 같이 제1차코일(26a) 및 제2차코일(26b)이 서로 분리되어 배치되므로 상기 코어(27)에 공극을 형성하게 되면, 누설자속의 증가로 인하여 신호전달비가 급격히 감소하여 2차측의 부하량이 변하더라도 1차측 전압이 변하지 않게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 절연변압기의 코어에 공극을 형성하고, 이에 따른 누설자속의 증가를 방지하기 위하여 제1차코일 및 제2차코일을 동시에 일체로 권선함으로써, 절연변압기의 작동편차를 감소시켜 2차측 전압에 대한 1차측 전압의 비인 신호전달비를 향상시킬 수 있는 키입력회로의 절연변압기를 제공하는 데에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 키입력회로의 절연변압기는 1차측에 마이컴, 2차측에 복수의 저항 및 스위치가 구비되는 키입력부를 구성하는 플라이백 컨버터에 구비되고, 소정의 공극이 형성되는 코어와, 상기 코어에 함께 권선되는 제1차코일 및 제2차코일을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 코어는 제1차코일 및 제2차코일이 권선되고 그 중간에 공극이 형성되는 제1코어부와; 상기 제1코어부의 양단과 연결되고 상기 제1코어부와의 사이에 상기 제1차코일 및 상기 제2차코일이 권선되는 공간을 제공하면서 상기 제1코어부의 주위를 둘러싸도록 형성되는 제2코어부를 포함하여 구성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 키입력회로의 절연변압기에 대하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 절연변압기가 구비되는 키입력회로는 다수개의 저항(R11, R12, R13, R14)에 각각 직렬로 접속되어 있는 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4)가 병렬로 연결되어 상기 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4)의 온, 오프 구동에 따라 일정 분압 전압을 출력하는 키입력부(21)와; 일정듀티비의 스위칭 구동신호에 따라 발생되는 2차측에 접속된 키입력부(21)의 스위칭 전압이 1차측에 발생하는 플라이백 컨버터(22)와; 상기 플라이백 컨버터(22)의 1차측에 접속되어 1차측 전압을 일정 전압으로 스케일링하여 출력하는 스케일링부(23)와; 상기 스위칭 구동신호를 출력하고, 상기 스케일링부(23)의 전압을 상기 키입력부(21)의 스위칭 전압으로 인식하여 그에 따라 제어하는 마이컴(24)를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 절연변압기는 상기 플라이백 컨버터(22)에 구비되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 두 개의 도선이 함께 바이파일러(bifilar) 방식으로 권선되어 형성되는 제1차코일(41) 및 제2차코일(42)과; 상기 제1차코일(41) 및 제2차코일(42)이 권선되는 코어(30)와; 상기 제1차코일(41) 및 제2차코일(42)과 각각 연결 되고 외부로 노출되는 복수의 단자핀(50)을 포함하여 구성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 코어(30)는 제1차코일(41) 및 제2차코일(42)이 함께 권선되는 제1코어부(31)와; 상기 제1코어부(31)의 양단과 연결되고 상기 제1코어부(31)의 측면과의 사이에 상기 제1차코일(41) 및 상기 제2차코일(42)이 권선되는 공간(34)을 제공하면서 상기 제1코어부(31)의 주위를 둘러싸도록 형성되는 제2코어부(32)로 구성된다.
상기 제1코어부(31)의 중간에는 절연변압기의 작동편차를 줄이기 위한 공극(33)이 형성된다. 상기 공극(33)의 형성되는 것에 의하여 코일의 인덕턴스의 발생이 줄어들게 되며, 이에 따라 절연변압기의 작동편차를 줄일 수 있는 데, 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.
L = (μ1·S1/ℓ1) + (μ2·S2/ℓ2)
여기서, L은 발생되는 인덕턴스, μ1 및 μ2는 각각 상기 제1코어부(31) 및 제2코어부(32)를 이루는 재질의 투자율, S1 및 S2는 각각 상기 제1코어부(31)와 상기 제2코어부(32)의 단면적, ℓ1은 공극(33)의 간격, ℓ2는 상기 제1코어부(31)와 상기 제2코어부(32) 사이의 공간(34)의 둘레의 길이를 나타낸다.
즉, 상기 제1차코일(41) 및 제2차코일(42)이 감기는 제1코어부(31)에 공극(33)이 형성되면 공극(33)의 간격(ℓ1)에 따라 인덕턴스의 발생률이 줄어들게 된다. 이때, 상기 제1차코일(41) 및 제2차코일(42)이 상기 제1코어부(31)에 함께 권선되므로, 상기 공극(33)의 형성에 따른 누설자속의 증가를 방지할 수 있다.
한편, 상기 제1차코일(41) 및 상기 제2차코일(42)은 안전규격의 만족 및 안 정성의 향상을 위하여 각각 복수의 도선으로 구성되는 것이 바람직하며, 그 예로 상기 제1차코일(41) 및 상기 제2차코일(42)이 각각 3가닥(triple-wire)의 도선으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 단자핀(50)은 절연변압기의 안정성을 위하여 상기 단자핀(50) 사이의 간격이 8mm이상이 되도록 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 절연변압기가 구비되는 키입력회로는 상기 마이컴(24)을 이용하여 소정의 주파수로 메인스위치(Q1)을 구동하고, 상기 플라이백 컨버터(22)를 불연속 모드로 동작시키면, 상기 메인스위치(Q1)의 양단에는 2차측의 부하량에 반비례하는 1차측 전압이 발생한다. 그리고, 상기 마이컴(24)은 메인스위치(Q1)의 양단에 걸리는 피크전압을 통해 2차측 부하량을 감지하고, 2차측 키입력부의 스위칭 상태를 감지한다.
이때, 본 발명에 따른 절연변압기는 상기 제1차코일(41) 및 제2차코일(42)이 감기는 제1코어부(31)에 공극(33)이 형성되고, 상기 제1차코일(41) 및 제2차코일(42)이 상기 제1코어부(31)에 함께 권선되므로, 아래의 표 1에 나타낸 바와 같이, 절연변압기의 작동편차가 종래에 비하여 감소되며, 이에 따라, 키입력회로의 신호전달비가 향상된다.
표 1. 본 발명과 종래의 절연변압기의 비교
절연변압기의 작동편차 신호전달비
종래의 절연변압기 30% 2.40
본 발명의 절연변압기 10% 6.75
본 발명에 따른 키입력회로의 절연변압기는 제1차코일 및 제2차코일이 권선되는 코어에 공극을 형성하고, 이에 따른 누설자속의 증가를 방지하기 위하여 제1차코일 및 제2차코일을 바이파일러 방식으로 권선함으로써, 절연변압기의 작동편차를 감소시켜 키입력회로의 신호전달효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1차측에 마이컴, 2차측에 복수의 저항 및 스위치가 구비되는 키입력부를 구성하는 플라이백 컨버터에 구비되는,
소정의 공극이 형성되는 코어;
상기 코어에 바이파일러 방식으로 권선되어 형성되는 제1차코일 및 제2차코일;
상기 제1차코일 및 제2차코일에 각각 연결되고 외부에 노출되는 구조로 형성되는 복수의 단자핀;을 포함하는 키입력회로의 절연변압기.
제1항에 있어서,
상기 코어는 상기 제1차코일 및 상기 제2차코일이 권선되고 상기 공극이 형성되는 제1코어부와;
상기 제1코어부의 양단과 연결되고 상기 제1코어부와의 사이에 상기 제1차코일 및 상기 제2차코일이 권선되는 공간을 제공하면서 상기 제1코어부의 주위에 형성되는 제2코어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 키입력회로의 절연변압기.
제2항에 있어서,
상기 제1차코일 및 상기 제2차코일은 각각 복수의 도선으로 구성되는 것을 특징으로 하는 키입력회로의 절연변압기.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연변압기는 상기 제1차코일 및 상기 제2차코일과 각각 연결되고 외부로 노출되는 복수의 단자핀을 구비하며, 상기 단자핀 사이의 간격은 8mm이상인 것을 특징으로 하는 키입력회로의 절연변압기.
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