KR101240854B1

KR101240854B1 - 트랜스포머

Info

Publication number: KR101240854B1
Application number: KR1020110117798A
Authority: KR
Inventors: 안덕진; 남기흥; 천명식; 서상준
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2011-11-11
Filing date: 2011-11-11
Publication date: 2013-03-11
Also published as: US20130120099A1; CN103107005A

Abstract

본 발명은 코어와 코일 간의 절연 거리를 용이하게 확보할 수 있는 트랜스포머에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명에 따른 트랜스포머는, 내부에 관통공이 구비된 관 형상의 몸체부와, 상기 몸체부의 양단에서 외부로 돌출되는 플랜지부를 구비하는 보빈; 상기 보빈의 몸체부에 권선되는 다수의 코일; 및 상기 보빈의 관통공에 삽입되어 자로를 형성하는 코어;를 포함하며, 상기 플랜지부는 외부면과 외주면이 모두 상기 코어의 내주면과 일정 간격 이격되도록 배치되고, 상기 플랜지부는 외부면에서 외부로 돌출되어 상기 코어의 내주면과의 이격 거리를 확보하는 적어도 하나의 이격 돌기가 형성되며, 상기 이격 돌기는 상기 관통공의 입구 모서리를 따라 형성될 수 있다.

Description

트랜스포머{Transformer}

본 발명은 코어와 코일 간의 절연 거리를 용이하게 확보할 수 있는 트랜스포머에 관한 것이다.

일반적으로 전자 장치가 구동하기 위해서는 구동 전원이 필요하고, 이러한 구동 전원을 전자 장치에 공급하기 위해서 전원 공급 장치가 필수적으로 채용된다.

이러한 전원 공급 장치는 상용 전원이나 기타 입력 전원을 원하는 전원(예컨대, 직류 전원)으로 변환하는 트랜스포머를 구비한다.

종래의 트랜스포머는 하나의 보빈 상에 일차 코일과 이차 코일이 차례로 권선되고, 보빈의 관통공을 통해 코어가 결합되는 형태가 주로 이용되었다.

이러한 종래의 트랜스포머는 보빈에 권선된 코일과 코어 사이를 절연시키기 위해, 코일의 외부면에 절연 테이프를 감거나 절연성 커버를 삽입하는 방법을 주로 이용하고 있다.

그러나, 이처럼 절연 부재(절연 테이프나 절연성 커버)를 이용하는 경우, 절연 테이프를 감는 공정 또는 커버를 삽입하는 공정을 필수적으로 수행해야 하므로 제조 공정이 늘어나게 되며, 절연 테이프나 커버 등의 부가적인 재료비도 상승하게 되는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 코일과 코어 사이에 별도의 절연 부재를 사용하지 않으면서 절연 거리를 확보할 수 있는 트랜스포머를 제공하는 데에 있다.

본 발명에 따른 트랜스포머는, 내부에 관통공이 구비된 관 형상의 몸체부와, 상기 몸체부의 양단에서 외부로 돌출되는 플랜지부를 구비하는 보빈; 상기 보빈의 몸체부에 권선되는 다수의 코일; 및 상기 보빈의 관통공에 삽입되어 자로를 형성하는 코어;를 포함하며, 상기 플랜지부는 외부면과 외주면이 모두 상기 코어의 내주면과 일정 간격 이격되도록 배치되고, 상기 플랜지부는 외부면에서 외부로 돌출되어 상기 코어의 내주면과의 이격 거리를 확보하는 적어도 하나의 이격 돌기가 형성되며, 상기 이격 돌기는 상기 관통공의 입구 모서리를 따라 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 코어는, 상기 몸체부의 외부에 배치되는 부분의 상단면이 상기 보빈의 상단면과 동일한 평면을 형성할 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 보빈은, 상기 플랜지부의 외부면에서 돌출되어 형성되며, 외부 접속 단자가 체결되는 단자 체결부를 구비할 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 단자 체결부는, 상기 관통공으로부터 하부로 일정 거리 이격된 위치에서 돌출될 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 코어는, 하부면이 상기 단자 체결부의 상부면과 일정 거리 이격될 수 있다.

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본 발명에 따른 트랜스포머는 권선부가 모두 코어의 내부면과 일정 거리 이격되도록 형성된다. 또한, 외부 접속 단자가 체결된 단자 체결부도 코어와 일정 거리 이격되도록 형성된다. 따라서, 별도의 절연 테이프나 절연 커버를 이용하지 않더라고, 코어와 코일, 코어와 외부 접속 단자들 사이의 절연 거리나 연면 거리를 용이하게 확보할 수 있다.

이에 종래에 이용되던 별도의 절연 부재를 생략할 수 있으므로, 이를 부가하기 위해 소요되던 시간과 비용을 줄일 수 있다.

또한, 종래의 절연 부재들은 대부분 트랜스포머의 크기를 증가시키는 요인으로 작용하였다. 따라서 본 발명과 같이 절연 부재를 생략하는 경우, 트랜스포머의 전체적인 크기를 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 트랜스포머의 평면도.
도 3은 도 1에 도시된 트랜스포머를 개략적으로 나타내는 분해 사시도.
도 4는 도 2의 A-A'에 따른 단면도.
도 5는 도 4의 B 부분을 확대하여 도시한 확대 단면도.
도 6은 도 4의 C 부분을 확대하여 도시한 확대 단면도.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 트랜스포머의 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 트랜스포머를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.

또한, 도 4는 도 2의 A-A'에 따른 단면도이고, 도 5는 도 4의 B 부분을 확대하여 도시한 확대 단면도이며, 도 6은 도 4의 C 부분을 확대하여 도시한 확대 단면도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머(100)는 코일부(50), 보빈(20) 및 코어(40)를 포함하여 구성된다.

코일부(50)는 1차 코일(50a)과 2차 코일(50b)을 포함한다.

1차 코일(50a)은 후술되는 보빈(20)에 형성된 제1 권선부(28a)에 권선될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 1차 코일(50a)은 제1 권선부(28a) 내에 상호간에 전기적으로 절연되는 다수개의 코일들이 권선될 수 있다. 즉 본 실시예에 따른 트랜스포머(100)는 다수의 코일들이 1차 코일(50a)을 구성하여 다양한 전압을 인가할 수 있으며, 이에 대응하여 2차 코일(50b)을 통해 다양한 전압을 인출할 수 있다.

이를 위해 1차 코일(50a)을 구성하는 각각의 코일들은 두께가 서로 다르게 구성될 수 있으며, 권선 수가 다르게 구성될 수 있다. 또한, 1차 코일(50a)은 한 가닥의 와이어가 이용될 수 있으며, 여러 가닥을 꼬아 형성한 리쯔와이어(Ritz Wire)가 이용될 수도 있다.

이러한 1차 코일(50a)은 리드선(도시되지 않음)이 보빈(20)에 구비되는 외부 접속 단자(26)에 연결된다.

2차 코일(50b)은 보빈(20)에 형성된 제2 권선부(28b)에 권선된다.

2차 코일(50b)도 전술한 1차 코일(50a)과 마찬가지로 상호간에 전기적으로 절연되는 다수개의 코일들이 권선될 수 있다. 이러한 2차 코일(50b)의 리드선(도시되지 않음)은 빈(30)에 구비되는 외부 접속 단자(26)에 연결된다.

보빈(20)은 도 3에 도시된 바와 같이 내부 중심에 관통공(21)이 형성되는 관 형상의 몸체부(22)와, 몸체부(22)의 양단에서 몸체부(22)의 외경 방향으로 수직하게 확장되어 형성되는 플랜지부(23a, 23b; 23), 외부와 전기적, 물리적으로 연결되기 위한 외부 접속 단자(26), 및 외부 접속 단자(26)가 체결되는 단자 체결부(24)를 구비한다.

몸체부(22)의 내부에 형성되는 관통공(21)은 코어(40)의 일부(예컨대, 삽입부; 44)가 삽입되는 통로로 이용된다. 본 실시예의 경우 관통공(21)의 단면이 직사각 형상으로 형성되는 경우를 예로 들고 있다. 이는 관통공(21)에 삽입되는 코어(40)의 형상에 따라 형성된 구성으로, 본 발명에 따른 상부 보빈(20)은 이에 한정되지 않으며 관통공(21)에 삽입되는 코어(40)의 형상에 대응하여 다양한 형태로 관통공(21)이 형성될 수 있다.

플랜지부(23)는 형성 위치에 따라 외측 플랜지부(23a)와 내측 플랜지부(23b)로 구분된다. 또한 몸체부(22)의 외주면, 외측 플랜지부(23a), 및 내측 플랜지부(23b) 사이에 형성되는 공간은 코일(50)이 권선되는 권선부(28)로 이용된다. 따라서 플랜지부(23)는 권선부(28)에 권선되는 코일(50)을 양측면에서 지지하는 역할을 수행함과 동시에, 외부로부터 코일(50)을 보호하고, 외부와 코일(50) 간의 절연성을 확보하는 역할을 수행한다.

또한, 본 실시예에 따른 외측 플랜지부(23a)는 외부면에 적어도 하나의 이격 돌기(25)가 형성된다.

이격 돌기(25)는 외측 플랜지부(23a)는 외부면에서 관통공(21)에 인접한 위치에 형성된다. 보다 구체적으로 본 실시예에 따른 이격 돌기(25)는 관통공(21)의 외주면을 따라 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 상부에 배치되는 관통공(21)의 입구 모서리를 따라 길게 형성되는 경우를 예로 들고 있다.

이는 본 실시예에 따른 코어(40)가 외측 플랜지부(23a)의 외부에서 상부로 돌출되는 형태로 형성됨에 따라 도출된 구성이다. 따라서 코어(40)가 외측 플랜지부(23a)의 외부에서 하부로 돌출되는 형태로 형성되는 경우, 이격 돌기(25)는 하부에 배치되는 관통공(21)의 입구 모서리를 따라 형성될 수 있다.

이러한 이격 돌기(25)는 권선부(28)에 권선된 코일(50, 특히 외측 플랜지부에 인접하게 권선된 코일)에서부터 코어(40, 특히 단자 체결부의 상부에 배치되는 외곽부; 42)까지의 연면 거리(도 5의 R1)를 확보할 수 있는 거리로 돌출될 수 있다. 따라서, 이격 돌기(25)의 돌출 거리는 플랜지부(23)의 폭에 대응하여 결정될 수 있다.

연면 거리(R1)를 최대한 확보하기 위해서, 이격 돌기(25)는 전술한 바와 같이 관통공(21)의 입구 모서리를 따라 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 외측 플랜지부(23a)의 폭이 충분히 넓게 형성되어 이미 연면 거리가 확보된 경우, 이격 돌기(25)의 돌출 위치는 외측 플랜지부(23a)의 관통공(21) 입구 주변으로 한정되지 않으며, 외측 플랜지부(23a)와 코어(40) 사이에 돌출되어 외측 플랜지부(23a)와 코어(40)를 이격시킬 수 있는 위치라면 다양한 위치에 형성될 수 있다.

또한, 이격 돌기(25)는 권선부(28)에 권선된 코일(50)에서부터 코어(40)까지의 절연 거리(도 5의 R2)를 확보할 수 있는 거리로 돌출될 수 있다. 이에 따라 이격 돌기(25)는 1mm 이상으로 돌출되도록 구성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한 본 실시예에 따른 플랜지부(23)는 외부면과 외주면이 후술되는 코어(40)의 외곽부(42) 내부면과 각각 일정 거리 이격되도록 배치된다. 이는 플랜지부(23)의 폭을 작게 형성하거나, 코어(40)의 외곽부(42) 크기를 크게 형성함으로써 구성될 수 있다.

이에 따라, 권선부(28)에 권선되는 코일들(50)은 코어(40)의 외곽부(42) 내부면과 일정 거리 이격되며, 보빈(20)의 플랜지부(23)도 모두 코어(40)와 이격되도록 배치된다. 따라서, 코어(40)와 코일(50) 외부면 사이의 연면 거리 및 절연 거리를 확보할 수 있다.

단자 체결부(24)는 보빈(20)의 외측 플랜지부(23a) 외부면에 형성될 수 있다.

보다 구체적으로, 단자 체결부(24)는 관통공(21)의 입구로부터 일정 거리 이격된 하부에 배치되며, 외측 플랜지부(23a)에서 몸체부(22)의 길이 방향을 따라 외부로 연장되는 형태로 수평하게 돌출되어 형성된다.

여기서, 단자 체결부(24)가 관통공(21)으로부터 이격되는 거리는 코어(40)의 하부면이 배치되는 위치에 따라 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 실시예에 따른 단자 체결부(24)는 상부면이 코어(40)의 하부면과 일정 간격 이격될 수 있는 거리만큼 관통공(21)으로부터 이격된다.

이러한 이격 거리는 후술되는 외부 접속 단자(26)와 코어(40) 사이의 연면 거리(도 6의 R3) 및 절연 거리(도 6의 R4)를 확보하기 위해 구비된다. 즉, 단자 체결부(24)의 상부면과 코어(40)의 하부면 사이에 이격 공간(29)이 형성됨에 따라, 코어(40)와 외부 접속 단자(26)는 상호간에 절연 거리(R4)가 확보되며, 단자 체결부(24)의 돌출된 길이 방향 전체를 따라 연면 거리(R3)가 확보된다.

이러한 단자 체결부(24)는 외부 접속 단자(26)와 안내 돌기(27)를 구비할 수 있다.

외부 접속 단자(26)는 다수개가 구비되며, 단자 체결부(24)에서 몸체부(22)의 길이 방향 또는 하부 방향으로 돌출되도록 단자 체결부(24)에 체결된다.

안내 돌기(27)는 단자 체결부(24)의 하부면에서 하부로 다수 개가 나란하게 돌출되어 형성된다. 안내 돌기(27)는 보빈(30)의 권선부(28)에 권선되는 코일(50)의 리드선이 외부 접속 단자(26)에 용이하게 체결될 수 있도록 리드선을 안내하기 위한 것이다. 따라서 안내 돌기(27)는 코일(50)을 견고하게 안내할 수 있도록 코일(50)의 리드선 직경 이상의 두께로 돌출될 수 있다.

이러한 단자 체결부(24)의 구성에 따라 권선부(28)에 권선되는 코일(50)의 리드선은 보빈(30)의 하부로 인출된 후, 안내 돌기(27)들 사이의 공간을 통해 외부 접속 단자(26)와 전기적으로 연결된다.

이러한 보빈(20)은 사출 성형에 의해 용이하게 제조될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 프레스 가공 등 다양한 방법에 의해 제조될 수도 있다. 또한, 본 실시예에 따른 보빈(20)은 절연성의 수지 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 고내열성과 고내전압성을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 보빈(20)을 형성하는 재질로는 폴리페닐렌설파이드(PPS), 액정폴리에스테르(LCP), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 페놀계 수지 등이 이용될 수 있다.

코어(40, core)는 보빈(20)의 내부에 형성되는 관통공(21)에 일부가 삽입되어 폐자로를 형성한다. 본 실시예에 따른 코어(40)는 한 쌍으로 구성되며, 보빈(20)의 관통공(21)을 통해 각각 삽입되어 서로 마주 접하며 체결될 수 있다.

코어(40)는 'EE' 코어(40), 'EI' 코어(40) 등이 이용될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 코어(40)는 보빈(20)의 몸체부(22)를 둘러싸도록 배치되는 부분(이하, 외곽부;42)이 관통공(21)에 삽입되는 부분(이하, 삽입부;44)보다 넓은 단면적을 갖도록 형성된다. 이에 따라, 삽입부(44)와 외곽부(42)가 연결되는 부분에는 단차가 형성된다.

또한, 코어(40)의 외곽부(42) 전체가 형성하는 상단면은 보빈(20)의 플랜지부(23)가 형성하는 상단면과 대응하는 위치(예컨대, 대략 동일한 평면)에 배치될 수 있다.

이에 따라 전술한 바와 같이, 외측 플랜지부(23a)에서 돌출되는 이격 돌기(25)는 코어(40)와 보빈(20)의 외측 플랜지부(23a) 사이의 공간에서 개재되는 형태로 돌출되며, 이러한 이격 돌기(25)에 의해 보빈(20)의 외측 플랜지부(23a)와 코어(40)는 일정 간격 이격된 상태를 유지할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예에 따른 코어(40)는 삽입부(44)와 외곽부(42)가 형성하는 하단면이 모두 동일한 평면 상에 배치된다. 즉, 코어(40)는 하부면에서 하부로 돌출되는 부분이 없이 하부면 전체가 편평하게 형성된다.

이에 따라, 코어(40)의 하부면과 보빈(20)의 단자 체결부(24) 상부면 사이에는 일정 거리 이격되는 공간(29)이 형성된다. 그리고 이러한 이격 공간(29)은 코어(40)와 외부 접속 단자(26)들 사이의 연면 거리(R3)를 확보하는 공간으로 이용된다.

또한, 이격 공간(29)은 코어(40)와 외부 접속 단자(26)들 사이의 절연 거리(R4)를 확보할 수 있는 거리로 돌출될 수 있다. 이에 따라 이격 공간(29)은 1mm 이상 수직 거리를 갖도록 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 필요에 따라 코어(40)의 하부면을 편평하게 형성하지 않고, 외곽부(42)의 일부가 하부로 돌출되도록 구성할 수도 있다. 이러한 경우, 보빈(20)은 관통공(21)과 단자 체결부(24) 사이의 거리는 상기한 외곽부(42)의 돌출 거리에 대응하여 더욱 이격되도록 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 코어(40)는 다른 재질에 비해 고투자율, 저손실, 높은 포화자속밀도, 안정성 및 낮은 생산 비용을 갖는 Mn-Zn계 페라이트(ferrite)로 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에서 코어(40)의 형태나 재질에 대해서 한정하는 것은 아니다.

이상과 같이 구성되는 본 실시예에 따른 트랜스포머는 권선부가 모두 코어의 내부면과 일정 거리 이격되도록 형성된다. 또한, 외부 접속 단자가 체결된 단자 체결부도 코어와 일정 거리 이격되도록 형성된다. 따라서, 별도의 절연 테이프나 절연 커버를 이용하지 않더라고, 코어와 코일, 코어와 외부 접속 단자들 사이의 절연 거리나 연면 거리를 용이하게 확보할 수 있다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명에 따른 트랜스포머는 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 응용이 가능하다.

예를 들어, 본 발명에 따른 트랜스포머는 단자 체결부가 트랜스포머의 하부에 배치되는 경우를 예로 들었으나, 상부에 배치되도록 구성하는 것도 가능하다.

더하여, 본 실시예에서는 트랜스포머를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 코어와 코일을 구비하는 코일 부품이라면 폭넓게 적용될 수 있다.

100....트랜스포머
20.....보빈
28.....권선부 21.....관통공
22.....몸체부 23.....플랜지부
23a....외측 플랜지부 23b....내측 플랜지부
24.....단자 체결부
25.....이격 돌기
26.....외부 접속 단자
27.....안내 돌기
40.....코어 50.....코일

Claims

내부에 관통공이 구비된 관 형상의 몸체부와, 상기 몸체부의 외부로 돌출되는 플랜지부를 구비하는 보빈;
상기 보빈의 몸체부에 권선되는 다수의 코일; 및
상기 보빈의 관통공에 삽입되어 자로를 형성하는 코어;
를 포함하며,
상기 플랜지부는 외부면과 외주면이 모두 상기 코어의 내주면과 일정 간격 이격되도록 배치되고,
상기 플랜지부는 외부면에서 외부로 돌출되어 상기 코어의 내주면과의 이격 거리를 확보하는 적어도 하나의 이격 돌기를 포함하며,
상기 이격 돌기는 상기 관통공의 입구 모서리를 따라 형성되는 트랜스포머
제 1 항에 있어서, 상기 코어는,
상기 몸체부의 외부에 배치되는 부분의 상단면이 상기 보빈의 상단면과 동일한 평면을 형성하는 트랜스포머.
제 2 항에 있어서, 상기 보빈은,
상기 플랜지부의 외부면에서 돌출되어 형성되며, 외부 접속 단자가 체결되는 단자 체결부를 구비하는 트랜스포머.
제 3 항에 있어서, 상기 단자 체결부는,
상기 관통공으로부터 하부로 일정 거리 이격된 위치에서 돌출되는 트랜스포머.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 코어는,
하부면이 상기 단자 체결부의 상부면과 일정 거리 이격되는 트랜스포머.
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