KR101904997B1

KR101904997B1 - 전기적 잡음을 상쇄시키는 스위칭형 전원장치 및 물품

Info

Publication number: KR101904997B1
Application number: KR1020110115247A
Authority: KR
Inventors: 박찬웅
Original assignee: 박찬웅
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2011-11-07
Publication date: 2018-10-08
Also published as: KR20120049819A; WO2012064064A3; WO2012064064A2

Abstract

본 발명은 샌드위치 구조를 갖는 플라이백 및 푸쉬풀 형 스위칭 전원에서 입력권선과 출력권선 사이의 전위차를 낮춰 용량성으로 결합하는 전류를 현저히 낮추고, 샌드위치 구조의 2개의 권선의 전위의 변동이 역극성이어서 전도 노이즈와 복사 노이즈를 서로 상쇄시켜 제거함으로써, 라인필터 등의 비용을 절감하기 위한 것이다.

Description

전기적 잡음을 상쇄시키는 스위칭형 전원장치 및 물품 {Switching Type Power Supply for Cancelling Electrical Noise and Apparatus Comprising the Same}

본 발명은 샌드위치 권선의 구조의 트랜스포머를 갖는 스위칭 전원장치에 관한 것으로, 특히 복사노이즈와 전도 노이즈를 낮추어 라인필터 등의 비용을 절감할 수 있도록 한 것이다.

종래에도 플라이백 컨버터의 트랜스포머의 권선 방법에 의해 전원장치와 전기적인 접지와의 사이에 발생되는 전기장을 상쇄시켜 노이즈의 발생을 차단하도록 구성하는 플라이백 컨버터가 있었으나, 종래의 기술은 샌드위치 권선의 구조를 갖는 경우 노이즈 발생이 급증하여 라인필터를 강화해야 하는 등의 문제가 있었다.

종래의 기술을 간략히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 플라이백 컨버터에서 출력선로가 트랜스포머 내부의 분포용량에 의해 결합하여 전기적인 접지로 변위전류를 발생시키는 원리를 설명한다. 이하 제시된 모든 도면에서 트랜스포머의 각 권선에 표시된 검은 점은 권선의 시작이나 혹은 끝을 표시한다.

도 1에 있어서, 교류 입력 전압은 정류되고 캐패시터(11)에 의해 평활된다.출력전압의 피드백에 대응하여 스위칭소자(12)가 단속되어, 트랜스포머(13)의 입력권선(132)의 에너지의 축적과 방출이 일어나며, 출력정류기(14)와 캐패시터(15)는 출력권선(134)의 전압을 정류하여 부하에 전력을 공급한다.

통상적으로 트랜스포머(13)의 입력권선(132)의 일단과 스위칭소자(12)의 접속점은 스위칭소자(12)가 턴 온 혹은 턴 오프될 때 전압의 변화속도가 대단히 빠르고 최대 500~600볼트의 전위의 변동이 발생된다. 이 전위의 변동은 입력권선(132)과 출력권선(134)과의 사이의 분포용량(Cps)을 통한 경로나 입력권선(132)과 트랜스포머 코어와의 분포용량(Cpc)과 트랜스포머 코어(136)와 출력권선(134)과의 분포용량(Csc)를 통한 경로로 출력권선(134)에 전달되어 출력 선로(17)가 노이즈의 전위를 갖게 한다. 또한, 전위의 변동은 입력권선(132)과 입력선로(16) 사이의 분포용량(Cpi)을 통해 입력선로(16)가 노이즈의 전위를 갖게 한다. 또한, 전위의 변동은 입력권선(132)과 트랜스포머 코어와의 분포용량(Cpc)을 통해 트랜스포머 코어가 노이즈의 전위를 갖게 한다. 이들 노이즈의 전위는 각각 입력선로(16)와 접지와의 분포용량(Cig)과 출력선로(17)와 접지와의 분포용량(Cog)와 트랜스포머 코어와 접지와의 분포용량(Ccg)를 통해 전류가 흐르게 하여 공통 모드 노이즈(Common mode noise)를 생성하며, 이 노이즈 전류는 법 규정에서 정한 레벨 이하로 관리되어야 한다.

도 2는, 입력권선(132)의 전위의 변동에 의해 출력권선(134)이 용량성으로 결합되는 것을 상쇄시켜, 전원장치의 출력선로(17)를 통해 전기적인 접지로 흐르는 변위전류를 낮추는 종래 기술의 트랜스포머(13a)의 구조를 보인다.

도 2에서, 입력권선(132)은, 출력권선(134)을 마주보는 방향으로 전기장을 생성시켜 출력권선(134)과 서로 마주보는 면의 분포용량(Cps)을 통해 용량성의 결합 전류를 생성시키고, 출력권선(134)을 향하는 반대 방향으로 전기장을 생성시켜 입력권선(132)과 트랜스포머 코어(136)와의 분포용량(Cpc)과 트랜스포머 코어(136)와 출력권선(134)과의 분포용량(Csc)을 통해 용량성의 결합 전류를 생성시킨다.

도 2에서, 출력선로(17)를 통해 전기적인 접지로 흐르는 변위전류를 허용치 이하로 유지 하기 위해, 입력권선(132)과 출력권선(134) 사이의 용량성의 결합 전류를 낮게 유지해야 한다. 이를 위해, 입력권선(132)에서 출력권선(134)을 마주보는 방향으로 생성시킨 전기장은 상쇄권선(133)에 의해 차폐시키고, 입력권선(132)에서 출력권선(134)을 마주보는 방향의 반대 방향으로 생성시킨 전기장은 차폐권선(131)에 의해 차폐시킨다.

또한, 차폐에도 불구하고 생성되는 용량성의 결합을, 차폐권선(131)은 입력권선(132)의 전위과 반대의 극성의 전위로 전기장을 형성시켜 제거한다. 또한, 상쇄권선(133)은, 상쇄권선(133)과 출력권선(134) 사이에 역극성의 용량성을 결합을 생성시켜, 차폐에도 불구하고 생성되는 입력권선(132)과 출력권선(134) 사이의 용량성의 결합을 상쇄시켜 제거한다.

높은 전위의 변동을 갖는 입력권선(132)으로부터 동일한 극성에 낮은 전위의 변동을 갖는 출력권선(134)으로 생성되는 용량성의 결합을 상쇄시킬 역극성의 전류를 생성시키기 위해, 상쇄권선(133)은 출력권선(134)의 전위의 변동보다 더 낮거나 반대 극성의 전위의 변동을 가져야 하는데, 통상 상쇄를 위한 상쇄권선(133)의 턴(T: Turn) 수는 출력권선(134)의 턴 수보다 1T 내지 2T 작다.

도 3은 종래 기술에서 샌드위치의 권선 구조를 갖는 예이다.

도 3의 트랜스포머(18)은, 입력권선을 입력권선의 저압부(181)와 입력권선의 고압부(182)로 나누어 출력권선(183)을 샌드위치 형태로 감싸며, 입력권선의 저압부(181)와 출력권선(183)의 사이에 제1차폐권선(184)를 설치하고, 입력권선의 고압부(182)와 출력권선(183)의 사이에 제2차폐권선(185)를 설치한 것이다.

트랜스포머(18)은, 입력권선의 고압부(182)와 출력권선(183)의 사이에서 서로 마주보는 면을 통한 용량성의 결합 전류는 차폐를 하더라도 전위차가 커서 도 2에 비해 훨씬 크게 발생한다. 또한, 입력권선의 고압부(182)의 높은 전위가 트랜스포머의 코어(186)와 입력선로(16)에 용량성으로 결합하여 생성되는 전류가 크게 발생한다. 결국, 전원장치로부터 전도 노이즈와 복사 노이즈가 크게 발생하게 되므로, 라인필터를 보강하거나, 고주파 필터를 사용하는 등의 조치가 요구된다.

종전의 기술은, 고 효율을 얻기 위해 샌드위치 구조를 갖는 트랜스포머를 사용할 경우, 전원장치로부터 전도 노이즈와 복사 노이즈가 크게 발생하게 되므로, 라인필터를 보강하거나, 고주파 필터를 사용하는 등의 조치가 요구되며, 회로가 복잡해지고, 원가가 상승한다.

본 발명은, 이와같은 종전기술의 문제점을 제거하기 위한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 제1전압입력단자와; 제2전압입력단자와; 상기 스위칭소자와; 그리고 자기에너지 전달소자를 포함하는 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 자기에너지 전달소자는

자기에너지전달소자의 코어와; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선과; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제2전압입력단자와 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선과; 상기 제1입력권선과 결합하여 에너지를 인출하는 제1출력권선과; 그리고 상기 제2입력권선에 결합하여 에너지를 인출하는 제2출력권선을 포함하되,

상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의한 상기 제1입력권선의 전위의 변동 및 발생된 노이즈에 의해 외부로 미치는 영향과 상기 제2입력권선의 전위의 변동 및 발생된 노이즈에 의해 외부로 미치는 영향이 역극성이어서 서로 상쇄되는 것을 특징으로 한다.

또한 상술한 목적을 달성하기 위한 제1전압입력단자와; 제2전압입력단자와; 제1스위칭소자와; 제2스위칭소자와; 그리고 자기에너지 전달소자를 포함하는 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 자기에너지 전달소자는,

자기에너지전달소자의 코어와; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 제1스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 제1스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선과; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제2전압입력단자와 상기 제1스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 제1스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선과; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 제2스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 제2스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제3입력권선과; 그리고 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제2전압입력단자와 상기 제2스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 제2스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제4입력권선을 포함하되; 상기 제1스위칭소자의 스위칭 동작에 의한 상기 제1입력권선의 전위의 변동 및 발생된 노이즈에 의해 외부로 미치는 영향과 상기 제2입력권선의 전위의 변동 및 발생된 노이즈에 의해 외부로 미치는 영향이 역극성이어서 서로 상쇄되고, 상기 제2스위칭소자의 스위칭 동작에 의한 상기 제3입력권선의 전위의 변동 및 발생된 노이즈에 의해 외부로 미치는 영향과 상기 제4입력권선의 전위의 변동 및 발생된 노이즈에 의해 외부로 미치는 영향이 역극성이어서 서로 상쇄되는 것을 특징으로 한다.

또한 상술한 목적을 달성하기 위한 제1전압입력단자와; 제2전압입력단자와; 스위칭소자와; 그리고 자기에너지 전달소자와 출력정류기를 포함하는 스위칭형 전원장치에 사용되는 자기에너지 전달소자는,

자기에너지 전달소자의 코어와; 상기 자기에너지 전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선과; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제2전압입력단자와 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선과; 상기 제1입력권선과 결합하여 에너지를 인출하는 제1출력권선과; 그리고 상기 제2입력권선에 결합하여 에너지를 인출하는 제2출력권선을 포함하되, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의한 상기 제1입력권선의 전위의 변동 및 발생된 노이즈에 의해 외부로 미치는 영향과 상기 제2입력권선의 전위의 변동 및 발생된 노이즈에 의해 외부로 미치는 영향이 역극성이어서 서로 상쇄되는 것을 특징으로 한다.

또한 상술한 목적을 달성하기 위한 제1전압입력단자와; 제2전압입력단자와; 제1스위칭소자와; 제2스위칭소자와; 그리고 자기에너지 전달소자를 포함하는 스위칭형 전원장치에 사용되는 자기에너지 전달소자에 있어서,

자기에너지 전달소자의 코어와; 상기 자기에너지 전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 제1스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 제1스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선과; 상기 자기에너지 전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제2전압입력단자와 상기 제1스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 제1스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선과; 상기 자기에너지 전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 제2스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 제2스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제3입력권선과; 그리고 상기 자기에너지 전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제2전압입력단자와 상기 제2스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 제2스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제4입력권선을 포함하되; 상기 제1스위칭소자의 스위칭 동작에 의한 상기 제1입력권선의 전위의 변동 및 발생된 노이즈에 의해 외부로 미치는 영향과 상기 제2입력권선의 전위의 변동 및 발생된 노이즈에 의해 외부로 미치는 영향이 역극성이어서 서로 상쇄되고, 상기 제2스위칭소자의 스위칭 동작에 의한 상기 제3입력권선의 전위의 변동 및 발생된 노이즈에 의해 외부로 미치는 영향과 상기 제4입력권선의 전위의 변동 및 발생된 노이즈에 의해 외부로 미치는 영향이 역극성이어서 서로 상쇄되는 것을 특징으로 한다.

또한, 이 발명에 따르는 상술한 전원장치를 포함하는 제조된 물품이 제공된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 이 발명의 실시예에 따른 전기적 잡음을 상쇄시키는 스위칭형 전원장치에 대해 보다 상세하게 설명한다.

본 발명은 샌드위치 구조를 갖는 트랜스포머를 사용하여 고 효율을 얻으면서도, 트랜스포머의 권선에서 발생되는 고주파 노이즈의 방출과 전위의 변동에 의한 외부 소자와의 용량성의 결합을 상쇄시켜 제거함으로써, 전도성 EMI와 복사 EMI를 낮출 수 있어, 라인필터 등의 보강을 필요로 하지 않으므로, 회로가 간단해지고, 원가가 크게 절감되는 장점을 가진다.

도 1은 종래 기술에 따른 플라이백 컨버터에서 트랜스포머 내부의 분포용량에 의해 접지로 흐르는 변위전류의 발생도.
도 2는 종래 기술의 트랜스포머의 일례의 도면
도 3은 종래기술에 의해 샌드위치 권선을 구성한 일례의 도면
도 4는 이 발명에 따라 전도 노이즈와 복사 노이즈를 상쇄시키는 평형된 샌드위치 구조의 플라이백 컨버터의 구성도
도 5 내지 도 7은 도 4의 플라이백 컨버터를 위한 샌드위치 구조의 트랜스포머의 실시예들
도 8 내지 도 10은 도 4의 플라이백 컨버터를 위한 샌드위치 구조의 트랜스포머의 다른 실시예들
도 11은 이 발명에 따르는 평형된 샌드위치 구조의 플라이백 컨버터의 다른 구성도
도 12와 도 13은 이 발명에 따라 전도 노이즈와 복사 노이즈를 상쇄시키는 평형된 샌드위치 구조의 플라이백 컨버터의 다른 구성도
도 14 내지 도 16은 이 발명에 따라 구성된 푸쉬풀 컨버터의 구성도

제시한 도면들은 이 발명에 대한 구체적인 실시예들 중에서 가장 모범적인 일례를 보이는 것이며, 이 발명이 제시된 도면들에 의해 국한되는 것은 아니다. "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 이 명세서를 통한 언급은 최소한 이 발명의 한 실시예를 포함하는 실시예에 관련하여 서술되는 특정한 특징, 구조 혹은 특성을 뜻한다. 그러므로, 이 명세서의 전체에 걸쳐 다양한 곳에서 "일 실시예"에서 또는 "실시예"에서 라는 구의 출현은 반드시 동일한 실시예를 모두 참조하는 것은 아니다. 게다가, 상세한 특징, 구조 또는 특성은 하나 혹은 그 이상의 실시예에 있는 임의의 적절한 방법으로 결합될 수 있다.

[제1실시예]

도 4는 이 발명에 따라 트랜스포머의 권선에서 발생하는 전위의 변동에 의해 전도 노이즈를 외부로 방출하지 않도록 구성된 샌드위치 구조의 플라이백 컨버터의 구성도를 보인다.

도 4에 있어서, 교류 입력 전압은 정류되고 캐패시터(11)에 의해 평활된다.출력전압의 피드백에 대응하여 스위칭소자(12)가 단속되어, 트랜스포머(20)의 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)에서 에너지의 축적과 방출이 일어난다. 트랜스포머(20)는 에너지를 제1출력권선(203)과 제2출력권선(204)으로 전달하며, 제1출력정류기(14a)와 제2출력정류기(14b)와 캐패시터(15)는 전달된 에너지를 정류하고 평활하여 부하에 전압을 공급한다.

트랜스포머(20)에서, 도 4의 입력캐패시터(11)의 "+" 단자와 스위칭소자(12)와의 사이에 연결되는 제1입력권선(201)과 제1출력권선(203)은 물리적으로 가깝게 위치하여 두 권선 사이에 에너지의 전달과 용량성의 결합이 일어나며, 입력캐패시터(11)의 "-" 단자와 스위칭소자(12)와의 사이에 연결되는 제2입력권선(202)과 제2출력권선(204)도 물리적으로 가깝게 위치하여 두 권선 사이에 에너지의 전달과 용량성의 결합이 일어난다.

제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)은, 스위칭소자(12)의 스위칭 동작에 의해 각각 상반된 극성의 전위를 생성한다. 제1입력권선(201)과 제1출력권선(203) 사이에서 생성되는 용량성의 결합과 제2입력권선(202)과 제2출력권선(204) 사이에서 생성되는 용량성의 결합은 서로 크기가 같으면 반대 극성이어서 상쇄되어 제거된다. 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)의 전위의 변동이 다르게 설정되어 있는 경우에는, 두 결합의 크기의 차이가 잔류하게 된다. 따라서, 출력선로(17)는 아주 낮은 전도 노이즈의 전위를 갖는다. 마찬가지로, 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)으로부터 입력선로(16) 혹은 트랜스포머 코어(207)로 각각 생성되는 용량성의 결합도 서로 크기가 같고 반대극성이어서 상쇄되어 제거되므로, 입력선로(16)와 트랜스포머 코어(207)도 아주 낮은 전도 노이즈의 전위를 갖는다.

도 4에서, 스위칭소자(12)의 양쪽에 연결되는 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)에는 거의 동일한 전류의 변화가 발생되며, 전류의 변화에 의한 고주파 노이즈의 발생도 거의 동일한 파형에 역극성이다. 두 노이즈 원으로부터 전원장치 내의 선로나 소자로 발생되는 용량성의 결합은 서로 상쇄된다. 선로나 소자에 미치는 두 노이즈에 의한 전자기장의 세기가 같다면, 선로나 소자가 갖는 노이즈는 역극성이므로 완전히 제거된다. 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)의 턴 수가 다르거나, 회로 결선의 길이 등이 달라 두 노이즈에 의한 전자기장의 세기가 다르면, 선로나 소자가 갖는 노이즈는 차이에 의해 상쇄되지 못한 값만 잔류한다. 따라서, 입력권선(132)에서 발생되는 고주파 노이즈가 용량성의 결합에 의해 그대로 전달되는 도 1 내지 도 3의 종래기술에 비해, 도 4에 의한 고주파 노이즈의 영향은 훨씬 감소한다.

도 4에서, 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)에서 발생하여 제1출력권선(203)과 제2출력권선(204)으로 각각 전달되는 고주파 노이즈는 역극성이어서 상쇄되는데, 전달되는 두 노이즈의 크기가 같으면 상쇄에 의해 완전히 제거되고, 전원장치의 출력선로(17)를 통한 고주파 노이즈의 복사는 도 1 내지 도 3의 종래기술에 비해 훨씬 낮다.

따라서, 도 4는 전원장치의 입력선로(16)과 출력선로(17)과 트랜스포머 코어(207)를 통한 전도 노이즈의 방출과 고주파 노이즈의 복사가 종전에 비해 훨씬 낮으므로, 라인필터 등을 간단히 할 수 있어 회로를 간단히 하고 비용을 절감할 수 있다.

실제의 사용에 있어서 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)의 양단이나, 제1출력권선(203)과 제2출력권선(204)의 양단이나, 스위칭소자(12)의 양단이나, 제1출력다이오드(14a)와 제2출력다이오드(14b)의 양단 등에 캐패시터와 저항을 달면, 고주파 노이즈의 복사가 더욱 낮추어지는 효과를 갖는 것은 당연하고, 실제로 본 발명과 함께 병행해서 사용하나, 이는 너무 일반적인 사항이므로 본 발명을 설명하기 위해 제시된 모든 도면에서 특별히 도시하거나 언급하지 않는다.

도 4에 대한 본 발명을 다시 정리하면 다음과 같다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(20)는 자기에너지전달소자의 코어(207)와; 자기에너지전달소자의 코어(207)에 감겨지고, 제1입력단자인 "+" 입력단자와 스위칭소자(12)의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 스위칭소자(12)의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선과; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 제2전압입력단자인 "-" 입력단자와 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선과; 상기 제1입력권선과 결합하여 에너지를 인출하는 제1출력권선과; 그리고 상기 제2입력권선에 결합하여 에너지를 인출하는 제2출력권선을 포함하고, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의한 상기 제1입력권선의 전위의 변동 및 발생된 노이즈에 의해 외부로 미치는 영향과 상기 제2입력권선의 전위의 변동 및 발생된 노이즈에 의해 외부로 미치는 영향이 역극성이어서 서로 상쇄된다.

또한, 도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 스위칭소자(12)의 스위칭에 의해 트랜스포머(20)의 제1입력권선(201)에서 발생되는 전위의 변동으로 인하여 전원장치 내부의 선로 및 소자로 생성되는 용량성의 결합과 제2입력권선(202)에서 발생되는 전위의 변동으로 인하여 전원장치 내부의 선로 및 소자로 생성되는 반대 극성의 용량성의 결합이 서로 상쇄된다.

또한, 도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 스위칭소자(12)의 스위칭에 의해 트랜스포머(20)의 제1입력권선(201)에서 발생되어 방출되는 고주파 노이즈와 제2입력권선(202)에서 발생되어 방출되는 반대 극성의 고주파 노이즈가 서로 상쇄된다.

또한, 도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(20)의 제1입력권선(201)으로부터 제1출력권선(203)으로 용량성으로 결합되어 전달된 고주파 노이즈와 제2입력권선(202)으로부터 제2출력권선(204)으로 용량성으로 결합되어 전달된 고주파 노이즈가 역극성이어서 서로 상쇄된다.

도 5는 도 4의 플라이백 컨버터를 위한 일 실시예인 트랜스포머(20a)를 보이는데, 트랜스포머(20a)는 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)의 사이에 제1출력권선(203)과 제2출력권선(204)이 위치하고, 제1출력권선(203)이 제1입력권선(201)에 가깝고, 제2출력권선(204)이 제2입력권선(202)에 가까운 구조이다.

도 5에 대한 본 발명을 다시 정리하면 다음과 같다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(20a)은 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)의 사이에 제1출력권선(203)과 제2출력권선(204)이 위치하고, 제2출력권선(204)보다 제1출력권선(203)이 제1입력권선(201)에 더 가깝게 위치하며, 제1출력권선(203)보다 제2출력권선(204)이 제2입력권선(202)에 더 가깝게 위치한다.

도 6은 도 4의 플라이백 컨버터를 위한 다른 일 실시예인 트랜스포머(20b)를 보이는데, 트랜스포머(20b)는 제1출력권선(203)과 제2출력권선(204)의 사이에 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)이 위치하고, 제1입력권선(201)이 제1출력권선(203)에 가깝고, 제2입력권선(202)이 제2출력권선(204)에 가까운 구조이다.

트랜스포머(20b)는, 제1출력권선(203)으로부터 먼 제1입력권선(201)의 권선층과 제2출력권선(204)으로부터 먼 제2입력권선(202)의 권선층이 서로 인접하여 감겨 있으므로, 두 권선 사이의 분포용량에 의해 용량성으로 결합하고 있다.

제1입력권선(201)과 제2입력권선(202) 사이를 용량성으로 결합시키면, 두 권선에서 발생된 서로 역극성인 고주파 노이즈는 각각 상대편의 권선으로 전달되어 상대편에서 발생한 고주파 노이즈에 역극성의 고주파 노이즈를 중첩시켜 낮추므로 두 권선 모두에서 고주파 노이즈가 감소한다.

도 6에 대한 본 발명을 다시 정리하면 다음과 같다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(20b)의 제1출력권선(203)과 제2출력권선(204)의 사이에 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)이 위치하고, 제2입력권선(202)보다 제1입력권선(201)이 제1출력권선(203)에 더 가깝게 위치하며, 제1입력권선(201)보다 제2입력권선(202)이 제2출력권선(204)에 더 가깝게 위치한다.

또한, 도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(20b)의 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)을 용량성으로 결합시켜, 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)의 고주파 노이즈를 낮춘다.

또한, 도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(20b)의 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)을 두 권선 간의 분포용량에 의해 결합시켜 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)의 고주파 노이즈를 낮춘다.

도 7은 본 발명에 따라 외부의 용량성의 결합소자(30)를 통해 두 입력권선 사이를 결합시켜 고주파 노이즈의 생성을 낮추는 샌드위치 권선 구조의 플라이백 컨버터의 구성도를 보인다.

도 7에서는, 도 6에서 설명한 바와 같이, 트랜스포머(23)의 고주파 노이즈의 생성을 낮추기 위해, 제1입력권선(231)과 제2입력권선(232) 사이를 결합소자(30)를 통해 결합시킨다. 결합소자(30)는 캐패시터(24)와 저항(25)이거나 혹은 캐패시터(24)일 수 있다. 결합소자(30)의 일측 단자가 제1입력권선(231)에 접속되는 접속점은 제1입력권선(231)과 스위칭소자(12)와의 접속점이거나, 제1입력권선(231)의 중간 탭(238)일 수 있다. 결합소자(30)의 다른 일측 단자가 제2입력권선(232)에 접속되는 접속점은 제2입력권선(232)과 스위칭소자(12)와의 접속점이거나, 제2입력권선(232)의 중간 탭일 수 있다.

도 7에서는, 제2입력권선(232)과 스위칭소자(12)와의 접속점과 제1입력권선(231)의 중간 탭(238)의 사이를 결합소자(30)를 통해 결합시킨다. 이 경우, "+" 전압과 중간 탭(238) 사이의 권선의 노이즈 전압을 아주 낮게 낮출 수 있는데, 이 부분에 제1출력권선(233)이 결합되면 제1출력권선(233)으로 노이즈가 작게 전달된다. 도시하지는 않았지만, 제1입력권선(231)과 스위칭소자(12)와의 접속점과 제2입력권선(232)의 중간 탭의 사이를 또 하나의 결합소자(30)를 통해 결합하면 제1출력권선(233)과 제2출력권선(234)으로 전달되는 고주파 노이즈를 대폭 낮출 수 있다.

도 7의 제1출력권선(233)과 제2출력권선(234)는 도 4의 제1출력권선(203)과 제2출력권선(204)에 대응되고, 트랜스포머(23) 이외의 요소들은 도 4에 대응된다.

도 7에 대한 본 발명을 다시 정리하면 다음과 같다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(20)의 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)이 결합소자(30)를 통해 용량성으로 결합하여, 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)의 고주파 노이즈가 낮아진다.

결합소자(30)는 캐패시터(24)와 저항(25)이거나 혹은 캐패시터(24)일 수 있다.

결합소자(30)의 일측 단자가 제1입력권선(231)에 접속되는 접속점은 제1입력권선(231)과 스위칭소자(12)와의 접속점이거나, 제1입력권선(213)의 중간 탭(238)일 수 있다. 결합소자(30)의 다른 일측 단자가 제2입력권선(232)에 접속되는 접속점은 제2입력권선(232)과 스위칭소자(12)와의 접속점이거나, 제2입력권선(232)의 중간 탭일 수 있다.

결합소자(30)는 제1입력권선(231)과 제2입력권선(232) 사이의 복수의 위치에 접속될 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 외부의 결합소자(30)의 비용을 절감하기 위한 플라이백 컨버터의 구성도이다.

도 7에서의 캐패시터(24)는 두 권선 사이의 전위차를 감당할 고 내압의 부품을 사용해야 하며, 고가이다. 도 8은 저 내압의 캐패시터(24)를 사용할 수 있게 하거나, 혹은 캐패시터(24)를 제거할 수 있게 하는 구조도이다.

도 8에 있어서, 트랜스포머(26)는 제1입력권선(261)과 마주하여 감겨지는 제1결합권선(268)을 더 포함하며, 제1입력권선(261)과 제2입력권선(262)이 제1입력권선(261)과 제1결합권선(268) 사이의 분포용량을 통해 결합된다. 제2입력권선(262)과 제1결합권선(268)과의 연결은, 제1결합권선(268)과 제2입력권선(262)이 전위의 극성이 같고 동일한 턴 수이면 직결되거나 저항을 통해 연결될 수 있다. 제2입력권선(262)과 제1결합권선(268)과의 연결은, 제1결합권선(268)과 제2입력권선(262)이 턴 수가 다르면 캐패시터를 통하거나 저항과 캐패시터를 통해야 한다. 도 8의 제1출력권선(263)과 제2출력권선(264)은 도 4의 제1출력권선(203)과 제2출력권선(204)에 대응되고, 트랜스포머(26) 이외의 요소들은 도 4에 대응된다.

도시하지는 않았지만, 트랜스포머(26)은 제2입력권선(262)과 마주하여 감겨지는 제2결합권선을 더 포함하여, 제1입력권선(261)의 전체나 일부분과 제2입력권선(262)의 전체나 일부분을 제2입력권선(262)과 상기 제2결합권선 사이의 분포용량을 통해 결합시킬 수도 있다.

또한 도시하지는 않았지만, 트랜스포머(26)은 제1입력권선(261)과 마주하여 감겨지는 제1결합권선(268)과 제2입력권선(262)과 마주하여 감겨지는 제2결합권선을 더 포함하여, 제1입력권선(261)의 전체나 일부분과 제2입력권선(262)의 전체나 일부분을 제1입력권선(261)과 제1결합권선(268) 사이의 분포용량과 제2입력권선(262)과 상기 제2결합권선 사이의 분포용량을 통해 결합시킬 수도 있다.

도 8에 대한 본 발명을 다시 정리하면 다음과 같다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에 더하여, 트랜스포머(26)가 제1입력권선(261)과 마주하여 감겨지는 제1결합권선(268)을 더 포함하여, 제1입력권선(261)의 전체나 일부분과 제2입력권선(262)의 전체나 일부분이 제1입력권선(261)과 제1결합권선(268) 사이의 분포용량을 통해 결합시켜, 제1입력권선(261)과 제2입력권선(262)의 고주파 노이즈를 낮출 수 있다.

또한 도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에 더하여, 도시하지는 않았지만, 트랜스포머(26)가 제2입력권선(262)과 마주하여 감겨지는 제2결합권선을 포함하여, 제1입력권선(261)의 전체나 일부분과 제2입력권선(262)의 전체나 일부분을 제2입력권선(262)과 상기 제2결합권선 사이의 분포용량을 통해 결합시켜, 제1입력권선(261)과 제2입력권선(262)의 고주파 노이즈를 낮출 수 있다.

또한 또한 도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에 더하여, 도시하지는 않았지만, 트랜스포머(26)는 제1입력권선(261)과 마주하여 감겨지는 제1결합권선(268)과 제2입력권선(262)과 마주하여 감겨지는 제2결합권선을 포함하여, 제1입력권선(261)의 전체나 일부분과 제2입력권선(262)의 전체나 일부분을 제1입력권선(261)과 제1결합권선(268) 사이의 분포용량과 제2입력권선(262)과 상기 제2결합권선 사이의 분포용량을 통해 결합시켜, 제1입력권선(261)과 제2입력권선(262)의 고주파 노이즈를 낮출 수 있다.

도 9는 본 발명에 따라 전도 노이즈와 복사 노이즈를 더욱 낮출 수 있는 실시예의 트랜스포머(20c)를 보인다.

도 4에 있어서, 실제의 경우, 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)이 같은 턴 수라 하더라도, PCB의 패턴의 길이나 선로 상에 접속된 부품의 다리의 길이 등의 차이로 인하여 전원장치 내의 소자나 입력선로(16)나 트랜스포머 코어(207)나 출력선로(17)에 용량성으로 결합되거나 전달되는 양이 달라 상쇄되지 못하고 잔류하는 성분이 존재할 수 있다.

도 9는 이와같은 비대칭의 사용 조건 하에서도 고주파의 복사 노이즈와 전도 노이즈를 효과적으로 상쇄시켜 제거할 수 있는 방법을 제공한다.

도 9의 트랜스포머(20c)는 도 5의 트랜스포머(20a)에 제1차폐권선(205)과 제2차폐권선(206)이 더 포함된 것이다. 트랜스포머(20c)의 제1차폐권선(205)은 제1입력권선(201)과 제1출력권선(203) 사이의 용량성의 결합을 차폐시키고, 제2차폐권선(206)은 제2입력권선(202)과 제2출력권선(204) 사이의 용량성의 결합을 차폐시킨다.

제1차폐권선(205)과 제2차폐권선(206)을 제1입력권선(201)과 제1출력권선(203) 사이의 권선 구간과 제2입력권선(202)과 제2출력권선(204) 사이의 권선 구간에 빈틈없이 채워서 감으면, 제1입력권선(201)과 제1출력권선(203) 사이의 용량성의 결합과 제2입력권선(202)과 제2출력권선(204) 사이의 용량성의 결합은 차폐되어 그 양이 훨씬 줄어 든다. 또한 생성된 두 용량성의 결합도 제1출력권선(203)과 제2출력권선(204) 사이에서 상쇄되어 제거되거나 낮추어지므로, 전원장치의 출력선로(17)의 전도성 노이즈 전위는 도 5에 비해 훨씬 낮다. 또한, 제1차폐권선(205)과 제1출력권선(203) 사이의 용량성의 결합과 제2차폐권선(206)과 제2출력권선(204) 사이의 용량성의 결합도 서로 역극성이고 크기가 같다면 또한 상쇄되어 제거되거나 낮추어진다.

제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)이 같은 턴 수임에도, 전원장치 내의 소자나 입력선로(16)나 트랜스포머 코어(207)에 용량성으로 결합되거나 전달되는 노이즈가 서로 크기가 다른 경우, 크기의 차이만큼 상쇄되지 못하고 잔류하는 성분이 존재하게 한다. 그 경우, 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)의 턴 수를 달리하여 전원장치 내의 소자나 입력선로(16)나 트랜스포머 코어(207)의 노이즈 전위가 최소가 되게 맞추면 된다.

이렇게 하면, 제1입력권선(201)과 제1출력권선(203) 사이의 용량성의 결합과 제2입력권선(202)과 제2출력권선(204) 사이의 용량성의 결합의 양의 차이가 발생된다. 이 차이는, 제1차폐권선(205)과 제2차폐권선(206)의 턴 수를 다르게 선정하여, 제1차폐권선(205)과 제1출력권선(203) 사이의 용량성의 결합과 제2차폐권선(206)과 제2출력권선(204) 사이의 용량성의 결합의 양의 차이를 생성시켜 보상하면, 제1출력권선(203)과 제2출력권선(204)으로 생성되는 용량성의 결합은 상쇄되어 제거되거나 낮출 수 있다.

도 9에 대한 본 발명을 다시 정리하면 다음과 같다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에 더하여, 트랜스포머(20c)는 제1입력권선(201)과 제1출력권선(203)의 사이의 용량성의 결합을 차폐하기 위한 제1차폐권선(205)과, 제2입력권선(202)과 제2출력권선(204)의 사이의 용량성의 결합을 차폐하기 위한 제2차폐권선(206)을 더 포함한다.

도 10은 본 발명의 도 4의 플라이백 컨버터를 위한 일 실시예인 권선 구간이 2등분된 보빈(217)을 사용하여 전도 노이즈와 복사 노이즈를 외부로 방출하지 않도록 구성한 샌드위치 권선 구조의 트랜스포머(21a)를 보인다.

트랜스포머(21a)는, 트랜스포머 코어(218)와 결합되는 권선 구간이 권선 구간이 2등분된 보빈(217)의 한 쪽 권선 구간에 제1입력권선(211)의 권선층 중 낮은 전위의 변동을 갖는 권선층과 제1출력권선(213)이 마주하여 위치하고, 다른 한쪽 권선 구간에 제2입력권선(212)의 권선층 중 낮은 전위의 변동을 갖는 권선층과 제2출력권선(214)이 마주하여 위치하는 구조를 갖는다.

트랜스포머(21a)는, 한쪽 권선 구간에 감기는 권선들과 제1출력권선(213) 사이에서 생성되는 용량성의 결합과 다른 한쪽 권선 구간에 감기는 권선들과 제2출력권선(214) 사이에서 생성되는 용량성의 결합이 크기는 같고 역극성이어서 상쇄되어 제거된다. 한쪽 권선 구간에 감기는 권선들에 의해 전원장치 내의 선로나 소자들로 생성되는 용량성의 결합도 다른 한쪽 권선 구간에 감기는 권선들에 의해 생성되는 용량성의 결합에 의해 상쇄되어 제거된다.

또한, 한쪽 권선 구간에서 발생되어 제1출력권선(213)으로 전달된 고주파 노이즈와 다른 한쪽 권선 구간에서 발생되어 제1출력권선(213)으로 전달된 고주파 노이즈가 크기가 같고 역극성이므로 상쇄되어 제거된다. 한쪽 권선 구간의 권선들로부터 전원장치 내의 선로나 소자들로 전달된 고주파 노이즈도 다른 한쪽 권선 구간의 권선들로부터 전달된 고주파 노이즈에 의해 상쇄되어 제거된다.

따라서, 도 5와 도 6의 구조와 마찬가지로, 도 10의 트랜스포머(21a)도 전도성 노이즈와 복사 노이즈의 방출이 적다.

도 10에 대한 본 발명을 다시 정리하면 다음과 같다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에 더하여, 트랜스포머(21a)는 권선 구간이 2등분된 보빈의 한쪽 권선 구간에 제1입력권선(211)의 권선층 중 낮은 전위의 변동을 갖는 권선층과 제1출력권선(213)이 마주하여 위치하고, 다른 한쪽 권선 구간에 제2입력권선(212)의 권선층 중 낮은 전위의 변동을 갖는 권선층과 제2출력권선(214)이 마주하여 위치한다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에 더하여, 트랜스포머(21a)는 제1입력권선(211)과 제1출력권선(213) 사이의 용량성의 결합과 제2입력권선(212)과 제2출력권선(214) 사이의 용량성의 결합이 역극성이어서 상쇄된다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에 더하여, 트랜스포머(21a)는 스위칭소자(12)의 스위칭에 의해 제1입력권선(211)에서 발생되어 제1입력권선(211)과 제1출력권선(213) 사이의 분포용량을 통해 제1출력권선(213)으로 전달된 고주파 노이즈와 제2입력권선(212)에서 발생되어 제2입력권선(212)과 제2출력권선(214) 사이의 분포용량을 통해 제2출력권선(214)으로 전달된 고주파 노이즈가 서로 역극성이어서 상쇄된다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에 더하여, 트랜스포머(21a)는 제1입력권선(211)과 제1출력권선(213) 사이의 용량성의 결합과 제2입력권선(212)과 제2출력권선(214) 사이의 용량성의 결합이 역극성이어서 상쇄되고, 스위칭소자(12)의 스위칭에 의해 제1입력권선(211)에서 발생되어 제1입력권선(211)과 제1출력권선(213) 사이의 분포용량을 통해 제1출력권선(213)으로 전달된 고주파 노이즈와 스위칭소자(12)의 스위칭에 의해 제2입력권선(212)에서 발생되어 제2입력권선(212)과 제2출력권선(214) 사이의 분포용량을 통해 제2출력권선(214)으로 전달된 고주파 노이즈가 서로 역극성이어서 상쇄된다.

도 11은 도 10의 분리된 권선 구조의 트랜스포머(21a)보다 권선 간의 용량성의 결합을 이용하여 고주파 노이즈의 생성을 훨씬 낮추기 위한 권선구조를 보인다.

도 11의 트랜스포머(21b)는, 트랜스포머 코어(218)과 결합하는 권선 구간이 2등분된 보빈(217)의 한쪽 권선 구간에 제1입력권선의 고압부(211b)와 제2입력권선의 저압부(212a)와 제2출력권선(214)가 위치하고, 다른 한쪽 권선 구간에 제2입력권선의 고압부(212b)와 제1입력권선의 저압부(211a)와 제1출력권선(213)이 위치한다.

도 11의 트랜스포머(21b)는, 제1입력권선의 고압부(211b)와 제2입력권선의 저압부(212a)가 권선 간의 분포용량을 통해 결합하고, 제1입력권선의 저압부(211a)와 제2입력권선의 고압부(212b)가 권선 간의 분포용량을 통해 결합하여, 제1입력권선의 고압부(211b)의 고주파 노이즈가 분포용량을 통해 제2입력권선의 저압부(212a)에서 생성되는 역극성의 고주파 노이즈에 중첩되어 제2입력권선의 저압부(212a)의 고주파 노이즈가 상쇄되어 낮아지고, 마찬가지로 제1입력권선의 저압부(211a)의 고주파 노이즈도 상쇄되어 낮아진다. 제1입력권선의 고압부(211b)로부터 전달되는 고주파 노이즈의 크기를 적절히 조절하면 제2입력권선의 저압부(212a)에서 생성되는 고주파 노이즈를 거의 대부분 제거할 수 있다. 마찬가지로 제1입력권선의 저압부(211a)의 고주파 노이즈도 거의 대부분 제거할 수 있다.

따라서, 고주파 노이즈가 낮아진 제1입력권선의 저압부(211a)와 제2입력권선의 저압부(212a)에 용량성으로 결합되는 제1출력권선(213)과 제2출력권선(214)에는 고주파 노이즈가 낮게 전달되며, 또한 전달된 낮은 노이즈도 역극성이어서 상쇄되어 제거된다.

도 11에 대한 본 발명을 다시 정리하면 다음과 같다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에 더하여, 트랜스포머(21b)는 권선 구간이 2등분된 보빈의 한쪽 권선 구간에 제2입력권선(212) 중 높은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(212b)과 제1입력권선(211) 중 낮은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(211a)과 제1출력권선(213)의 순서로 배열되고, 다른 한쪽 권선 구간에 제1입력권선(211) 중 높은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(211b)과 제2입력권선(212) 중 낮은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(212a)과 제2출력권선(214)의 순서로 배열된다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에 더하여, 트랜스포머(21b)는 권선 구간이 2등분된 보빈의 한쪽 권선 구간에 제2입력권선(212) 중 낮은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(212a)과 제1입력권선(211) 중 높은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(211b)과 제1출력권선(213)의 순서로 배열되고, 다른 한쪽 권선 구간에 제1입력권선(211) 중 낮은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(211a)과 제2입력권선(212) 중 높은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(212b)과 제2출력권선(214)의 순서로 배열된다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에 더하여, 트랜스포머(21b)는 권선 구간이 2등분된 보빈의 한쪽 권선 구간에 제2입력권선(212) 중 높은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(212b)과 제1입력권선(211) 중 높은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(211b)과 제1입력권선(211)의 나머지 권선층(211a)과 제1출력권선(213)의 순서로 배열되고, 다른 한쪽 권선 구간에 제1입력권선(211) 중 높은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(211b)과 제2입력권선(212) 중 높은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(212b)과 제2입력권선(212)의 나머지 권선층(212a)과 제2출력권선(214)의 순서로 배열된다.

도 12는, 도 9에 대한 설명과 마찬가지로, 제1차폐권선(215)과 제2차폐권선(216)을 더 포함한다.

도 12의 트랜스포머(21c)는, 권선 구간이 2등분된 보빈의 한쪽 권선 구간은 제2입력권선(212) 중 높은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(212b)과 제1입력권선(211) 중 낮은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(211a)과 제1차폐권선(215)과 제1출력권선(213)의 순서로 배열되고, 다른 한쪽 권선 구간은 제1입력권선(211) 중 높은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(211b)과 제2입력권선(212) 중 낮은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(212a)과 제2차폐권선(216)과 제2출력권선(214)의 순서로 배열된다.

도 12에서, 제1차폐권선(215)은 제1입력권선(211) 중 낮은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(211a)과 제1출력권선(213) 사이의 용량성 결합을 차폐하고, 제2차폐권선(216)은 제2입력권선(212) 중 낮은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(212a)과 제2출력권선(214)사이의 용량성 결합을 차폐한다.

도 12에 대한 본 발명을 다시 정리하면 다음과 같다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에 더하여, 트랜스포머(21c)는 제1입력권선(211)과 제1출력권선(213)의 사이에 감겨져 제1입력권선(211)과 제1출력권선(213)의 사이의 용량성의 결합을 차폐하는 제1차폐권선(215)과, 제2입력권선(212)과 제2출력권선(214)의 사이에 감겨져 제2입력권선(212)과 제2출력권선(214)의 사이의 용량성의 결합을 차폐하는 제2차폐권선(216)을 더 포함한다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(21c)는 제1입력권선(211) 중 낮은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(211a)과 제1출력권선(213)의 사이에 감겨져 제1입력권선(211)과 제1출력권선(213)의 사이의 용량성의 결합을 차폐하는 제1차폐권선(215)과, 제2입력권선(212) 중 낮은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(212a)과 제2출력권선(214)의 사이에 감겨져 제2입력권선(212)과 제2출력권선(214)의 사이의 용량성의 결합을 차폐하는 제2차폐권선(216)을 더 포함한다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(21c)는 제1입력권선(211)과 제1출력권선(213)의 사이에 감겨져 제1입력권선(211)과 제1출력권선(213)의 사이의 용량성의 결합을 차폐함과 아울러 제1출력권선(213)과의 용량성의 결합을 이용하여 차폐에도 불구하고 생성되는 제1입력권선(211)과 제1출력권선(213)의 사이의 용량성의 결합을 상쇄시키는 제1차폐권선(215)과, 제2입력권선(212)과 제2출력권선(214)의 사이에 감겨져 제2입력권선(212)과 제2출력권선(214)의 사이의 용량성의 결합을 차폐함과 아울러 제2출력권선(214)과의 용량성의 결합을 이용하여 차폐에도 불구하고 생성되는 제2입력권선(212)과 제2출력권선(214)의 사이의 용량성의 결합을 상쇄시키는 제2차폐권선(216)을 더 포함한다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(21c)는 제1입력권선(211) 중 낮은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(211a)과 제1출력권선(213)의 사이에 감겨져 제1입력권선(211) 중 낮은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(211a)과 제1출력권선(213) 사이의 용량성의 결합을 차폐함과 아울러 제1출력권선(213)과의 용량성의 결합을 이용하여 차폐에도 불구하고 생성되는 제1입력권선(211) 중 낮은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(211a)과 제1출력권선(213)의 사이의 용량성의 결합을 상쇄시키는 제1차폐권선(215)과, 제2입력권선(212) 중 낮은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(212a)과 제2출력권선(214)의 사이에 감겨져 제2입력권선(212) 중 낮은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(212a)과 제2출력권선(214)의 사이의 용량성의 결합을 차폐함과 아울러 제2출력권선(214)과의 용량성의 결합을 이용하여 차폐에도 불구하고 생성되는 제2입력권선(212) 중 낮은 전위의 변동폭을 갖는 권선층(212a)과 제2출력권선(214)의 사이의 용량성의 결합을 상쇄시키는 제2차폐권선(216)을 더 포함한다.

권선 구간이 2등분된 보빈(27)을 사용하는 트랜스포머에 있어서, 도시되지 않은 발명에 대해 설명한다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 권선 구간이 2등분된 보빈을 사용하는 트랜스포머(20)는, 도시하지는 않았으나 도 7과 도 8과 같 이 , 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202) 사이의 1 군데 이상의 지점을 결합소자를 통해 용량성으로 결합시키거나 별도의 결합권선을 통해 용량성으로 결합시켜 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)에서 생성되는 노이즈를 상쇄시킬 수 있다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 권선 구간이 2등분된 보빈을 사용하는 트랜스포머(20)는, 도시하지는 않았으나 도 8과 같이, 제1입력권선(201)과 마주하여 감겨지는 제1결합권선을 더 포함하여, 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)이 제1입력권선(201)과 상기 제1결합권선 사이의 분포용량을 통해 결합하여, 제1입력권선(201)에서 생성되는 고주파 노이즈와 제2입력권선(202)에서 생성되는 역극성의 고주파 노이즈를 중첩시켜 상쇄시킬 수 있다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 권선 구간이 2등분된 보빈을 사용하는 트랜스포머(20)는, 도시하지는 않았으나 도 8을 변형하여, 제2입력권선(202)과 마주하여 감겨지는 제2결합권선을 더 포함하여, 제2입력권선(202)과 제1입력권선(201)이 제2입력권선(202)과 상기 제2결합권선 사이의 분포용량을 통해 결합하여, 제1입력권선(201)에서 생성되는 고주파 노이즈와 제2입력권선(202)에서 생성되는 역극성의 고주파 노이즈를 중첩시켜 상쇄시킬 수 있다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 권선 구간이 2등분된 보빈을 사용하는 트랜스포머(20)는, 도시하지는 않았으나 도 8을 변형하여, 제1입력권선(201)의 일부분과 마주하여 감겨지는 제1결합권선과 제2입력권선(202)과 마주하여 감겨지는 제2결합권선을 더 포함하여, 제2입력권선(202)과 제1입력권선(201)이 제1입력권선(201)과 상기 제1결합권선 사이의 분포용량과 제2입력권선(202)과 상기 제2결합권선 사이의 분포용량을 통해 결합하여, 제1입력권선(201)에서 생성되는 고주파 노이즈와 제2입력권선(202)에서 생성되는 역극성의 고주파 노이즈를 중첩시켜 상쇄시킬 수 있다.

또한 도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 권선 구간이 2등분된 보빈을 사용하는 트랜스포머(20)는 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202) 사이의 1 군데 이상의 지점을 결합소자를 통해 용량성으로 결합하여, 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)의 고주파 노이즈가 낮아진다.

이 경우, 상기 결합소자는 캐패시터 혹은 캐패시터와 저항일 수 있다.

여기서, 상기 결합소자의 일측 단자가 제1입력권선(201)에 접속되는 접속점은 제1입력권선(201)과 스위칭소자(12)와의 접속점이거나 제1입력권선(201)의 중간 탭이고, 결합소자의 다른 일측 단자가 제2입력권선(202)에 접속되는 접속점은 제2입력권선(202)과 스위칭소자(12)와의 접속점이거나 제2입력권선(202)의 중간 탭이다.

여기서, 권선 구간이 2등분된 보빈을 사용하는 트랜스포머(20)는 제1입력권선(201)의 권선층과 마주하여 감겨지는 제1결합권선을 더 포함하며, 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)이 제1입력권선(201)과 상기 제1결합권선 사이의 분포용량을 통해 결합하여, 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)의 고주파 노이즈가 낮아진다.

또한, 권선 구간이 2등분된 보빈을 사용하는 트랜스포머(20)는 제2입력권선(202)의 권선층과 마주하여 감겨지는 제2결합권선을 더 포함하며, 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)이 제2입력권선(202)과 상기 제2결합권선 사이의 분포용량을 통해 결합하여, 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)의 고주파 노이즈가 낮아진다.

또한, 권선 구간이 2등분된 보빈을 사용하는 트랜스포머(20)는 제1입력권선(201)의 권선층과 마주하여 감겨지는 제1결합권선과 제2입력권선(202)의 권선층과 마주하여 감겨지는 제2결합권선을 더 포함하며, 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)이 제1입력권선(201)과 제1결합권선 사이의 분포용량과 제2입력권선(202)과 상기 제2결합권선 사이의 분포용량을 통해 결합하여, 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)의 고주파 노이즈가 낮아진다.

[제2실시예]

도 13은 도 4의 2개의 출력정류기(14a와 14b)를 1개의 출력정류기(14c)로 줄여서 구성하여 염가화를 위한 것이다.

도 13에 있어서, 제1입력권선(221)과 제2입력권선(222)은 도 4의 제1입력권선(201)과 제2입력권선(202)에 대응하며, 제1출력권선(223)과 제2출력권선(224)는 도 4의 제1출력권선(203)과 제2출력권선(204)에 대응하지만, 제1출력권선(223)과 제2출력권선(224)는 출력전압의 1/2을 위한 턴 수를 가지며, 제1출력권선(223)과 제2출력권선(224)의 합의 전압을 출력정류기(14c)로 정류하여 에너지를 인출하는 것이 도 4와의 차이점이다. 그러나, 전도성 노이즈와 고주파의 복사 노이즈의 상쇄의 원리는 도 4와 동일하다.

도 13에 대한 본 발명을 다시 정리하면 다음과 같다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 제1출력권선(203)과 제2출력권선(204)에 각각 출력정류기(14a와 14b)가 접속되어 정류된다.

도 4에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에 더하여, 제1출력권선(223)과 제2출력권선(224)의 사이에 출력정류기(14c)가 접속되어 정류된다.

[제3실시예]

도 14는 이 발명이 푸쉬풀 컨버터에 적용됨을 보이는 구성도이다.

도 14에서, 교류 입력 전압은 정류되고 캐패시터(11)에 의해 평활된다. 출력전압의 피드백에 대응하여 제1스위칭소자(12a)가 단속되어, 트랜스포머(27)의 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272)를 통해 제1출력권선(273)으로 에너지가 전달된다. 다른 한편으로는 제2스위칭소자(12b)가 단속되어, 트랜스포머(27)의 제3입력권선(274)과 제4입력권선(275)를 통해 제2출력권선(276)으로 에너지가 전달된다.

제1출력권선(273)과 제2출력권선(276)으로 전달된 에너지는 출력정류기(28a)와 출력정류기(28b)와 인덕터(29)와 캐패시터(15)에 의해 출력전압을 얻어 부하에 공급한다.

도 14에서, 트랜스포머(27)의 제1입력권선(271)은 "+" 전압입력단자(1)과 제1스위칭소자(12a)의 일측 단자와의 사이에 접속되고, 제2입력권선(272)은 "-" 전압입력단자(2)과 제1스위칭소자(12a)의 다른 일측 단자와의 사이에 접속되며, 제3입력권선(274)은 "+" 전압입력단자(1)과 제2스위칭소자(12b)의 일측 단자와의 사이에 접속되고, 제4입력권선(275)은 "-" 전압입력단자(2)과 제2스위칭소자(12b)의 다른 일측 단자와의 사이에 접속된다.

트랜스포머(27)는, 에너지의 전달 효율을 높이기 위하여, 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272) 사이에 제1출력권선(273)을 위치시키고, 제3입력권선(274)과 제4입력권선(275) 사이에 제2출력권선(276)을 위치시키는 샌드위치의 권선 구조를 가진다.

트랜스포머(27)는, 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272)에 의해 상반된 극성의 스위칭 파형을 발생시키며 제1출력권선(273)과 결합하여 에너지를 전달하며, 제3입력권선(274)과 제4입력권선(275)에 의해 상반된 극성의 스위칭 파형을 발생시키며 제2출력권선(276)과 결합하여 에너지를 전달한다.

제1스위칭소자(12a)의 스위칭에 의한 제1입력권선(271)의 전위의 변동과 제2입력권선(272)의 전위의 변동에 의해 전원장치 내의 선로나 소자로 생성되는 용량성의 결합은 서로 역극성이고 대칭이어서 상쇄되므로 낮다.

제1스위칭소자(12a)의 스위칭에 의해 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272)에서 생성되는 고주파 노이즈에 의해 전원장치 내의 선로나 소자로 생성되는 용량성의 결합도 서로 역극성이고 대칭이어서 상쇄되므로 또한 낮다.

따라서, 전원 장치의 입력선로(16)와 트랜스포머(27)의 코어(277)과 출력선로(17)을 통해 방출되는 전도 노이즈 및 고주파 노이즈가 매우 낮다.

도 14에 의해 설명한 본 발명을 다시 정리하면 다음과 같다.

도 14에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(27)는, 자기에너지전달소자의 코어(277)와; 자기에너지전달소자의 코어(277)에 감겨지고, "+" 전압입력단자와 제1스위칭소자(12a)의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 제1스위칭소자(12a)의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선(271)과; 자기에너지전달소자의 코어(277)에 감겨지고, "-" 전압입력단자와 제1스위칭소자(12a)의 다른 일측 단자와의 사이에 접속되어, 제1스위칭소자(12a)의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선(272)과; 자기에너지전달소자의 코어(277)에 감겨지고, "+" 전압입력단자와 제2스위칭소자(12b)의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 제2스위칭소자(12b)의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제3입력권선(274)과; 그리고 자기에너지전달소자의 코어(277)에 감겨지고, "-" 전압입력단자와 제2스위칭소자(12b)의 다른 일측 단자와의 사이에 접속되어, 제2스위칭소자(12b)의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제4입력권선(275)을 포함한다.

또한 도 14에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 제1스위칭소자(12a)의 스위칭 동작에 의한 트랜스포머(27)의 제1입력권선(271)의 전위의 변동 및 발생된 노이즈에 의해 외부로 미치는 영향과 제2입력권선(272)의 전위의 변동 및 발생된 노이즈에 의해 외부로 미치는 영향이 역극성이어서 서로 상쇄되고, 제2스위칭소자(12b)의 스위칭 동작에 의한 제3입력권선(274)의 전위의 변동 및 발생된 노이즈에 의해 외부로 미치는 영향과 제4입력권선(275)의 전위의 변동 및 발생된 노이즈에 의해 외부로 미치는 영향이 역극성이어서 서로 상쇄된다.

또한 도 14에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 제1스위칭소자(12a)의 스위칭에 의해 트랜스포머(27)의 제1입력권선(271)에서 발생되어 방출되는 고주파 노이즈와 제2입력권선(272)에서 발생되어 방출되는 역극성의 고주파 노이즈가 상쇄되고, 제2스위칭소자(12b)의 스위칭에 의해 제3입력권선(274)에서 발생되어 방출되는 고주파 노이즈와 제4입력권선(275)에서 발생되어 방출되는 역극성의 고주파 노이즈가 상쇄된다.

또한 도 14에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 제1스위칭소자(12a)의 스위칭에 의해 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272)에서 발생되는 전위의 변동으로 인하여 전원장치 내의 선로나 소자로 생성되는 용량성의 결합이 서로 역극성이어서 상쇄되고, 제2스위칭소자(12b)의 스위칭에 의해 제3입력권선(274)과 제4입력권선(275)에서 발생되는 전위의 변동으로 인하여 전원장치 내의 선로나 소자로 생성되는 용량성의 결합이 서로 역극성이어서 상쇄된다.

또한 도 14에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(27)는 에너지를 인출하기 위해 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272)에 자기적으로 결합하는 제1출력권선(273)과 제3입력권선(274)과 제4입력권선(275)에 자기적으로 결합하는 제2출력권선(276)을 더 포함한다.

또한 도 14에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(27)는 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272)의 사이에 제1출력권선(273)이 위치하고, 제3입력권선(274)과 제4입력권선(275)의 사이에 제2출력권선(276)이 위치한다.

또한 도 14에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 제1스위칭소자(12a)의 스위칭에 의한 트랜스포머(27)의 제1입력권선(271)의 전위의 변동으로 인하여 제1출력권선(273)으로 생성되는 용량성의 결합과 제1스위칭소자(12a)의 스위칭에 의한 제2입력권선(272)의 전위의 변동으로 인하여 제1출력권선(273)으로 생성되는 역극성의 용량성의 결합의 합이 상쇄되어 낮고, 제2스위칭소자(12b)의 스위칭에 의한 제3입력권선(274)의 전위의 변동으로 인하여 제2출력권선(276)으로 생성되는 용량성의 결합과 제2스위칭소자(12b)의 스위칭에 의한 제4입력권선(275)의 전위의 변동으로 인하여 제2출력권선(276)으로 생성되는 역극성의 용량성의 결합의 합이 상쇄되어 낮다.

또한 도 14에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(27)의 제1입력권선(271)에서 생성되어 제1출력권선(273)으로 전달된 고주파 노이즈와 제2입력권선(272)에서 생성되어 제1출력권선(273)으로 전달된 고주파 노이즈가 역극성이어서 상쇄된다. 대칭인 제3입력권선(274)과 제4입력권선(275)과 출력권선(274) 사이에서도 동일하다.

도 15는 이 발명이 푸쉬풀 컨버터에 적용되는 다른 예를 보이는 구성도이다.

도 15의 트랜스포머(27a)는, 제1출력권선이 제1출력권선-1(273a)과 제1출력권선-2(273b)가 병렬로 구성되어, 제1출력권선-1(273a)와 제1출력권선-2(273b) 사이에 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272)이 위치하는 것으로, 이외의 요소들은 도 14와 대응된다. 도 15에서, 출력정류기(28a)는 제1출력권선-1(273a)와 제1출력권선-2(273b)에 각각 설치할 수도 있다. 또한, 제2출력권선-1(276a)과 제2출력권선-2(276b)와 제3입력권선(274)과 제4입력권선(275)과 출력정류기(28b)도 앞서 설명한 제1출력권선-1(273a)와 제1출력권선-2(273b)과 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272)과 출력정류기(28a)의 경우와 마찬가지로 구성된다. 이외의 요소들은 도 14에 대응한다.

도 15에 있어서, 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272)은 한 권선층이 서로 인접하여 위치하며, 두 권선간의 분포용량을 통해 결합한다. 도 6에서의 설명과 같이, 두 권선간의 분포용량을 통한 결합에 의해 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272)에서 생성되는 고주파 노이즈는 상쇄되어 낮아진다.

도 15에 의해 설명한 본 발명을 다시 정리하면 다음과 같다.

도 15에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(27a)는 에너지를 인출하기 위해 제1입력권선(271)에 자기적으로 결합하는 제1출력권선-1(273a)과 제2입력권선(272)에 자기적으로 결합하는 제1출력권선-2(273b)와 제3입력권선(274)에 자기적으로 결합하는 제2출력권선-1(276a)과 제4입력권선(275)에 자기적으로 결합하는 제2출력권선-2(276b)를 포함한다.

도 15에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(27a)는 제1출력권선-1(273a)와 제1출력권선-2(273b) 사이에 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272)이 위치하고, 제2출력권선-1(276a)와 제2출력권선-2(276b) 사이에 제3입력권선(274)과 제4입력권선(275)이 위치한다.

도 15에 따르는 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(27a)는 서로 인접하는 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272)의 권선층 사이의 분포용량을 통해 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272)이 용량성으로 결합하여, 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272)에서 발생되는 고주파 노이즈가 낮아진다.

이하, 도시되지 않았지만, 도 7과 도 8과 도 9의 실시예를 적용한 도 14 및 도 15에 도시된 푸쉬풀 컨버터에 관한 본 발명을 정리하면 다음과 같다.

도 7의 실시예를 적용한 도 14 및 도 15에 도시된 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(27 혹은 27a)의 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272) 사이의 1 군데 이상의 지점을 결합소자(30)를 통해 용량성으로 결합하여, 제1입력권선(271)에서 생성되는 고주파 노이즈와 제2입력권선(272)에서 생성되는 고주파 노이즈가 서로 상쇄되게 한다.

결합소자(30)의 일측 단자가 제1입력권선(271)에 접속되는 접속점은 제1입력권선(271)과 제1스위칭소자(12a)와의 접속점이거나, 제1입력권선(271)의 중간 탭일 수 있다. 결합소자(30)의 다른 일측 단자가 제2입력권선(272)에 접속되는 접속점은 제2입력권선(272)과 제1스위칭소자(12a)와의 접속점이거나, 제2입력권선(272)의 중간 탭일 수 있다.

결합소자(30)는 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272) 사이의 복수의 위치에 접속될 수 있다.

상기 언급된 경우와 대칭적으로 구성되는 제2스위칭소자(12b)와 제3입력권선(274)과 제4입력권선(275)과 출력권선(204) 사이에서도 동일하다.

도 8의 실시예를 적용한 도 14 및 도 15에 도시된 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(27 혹은 27a)는 제1입력권선(271)의 권선층과 마주하여 감겨지는 제1결합권선을 더 포함하여, 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272)의 일부분이나 전체가 제1입력권선(271)과 상기 제1결합권선 사이의 분포용량을 통해 결합하여, 제1입력권선(271)의 일부분에서 생성되는 고주파 노이즈와 제2입력권선(272)에서 생성되는 역극성의 고주파 노이즈를 상쇄시킨다. 대칭인 제3입력권선(274)과 제4입력권선(275) 사이에도 동일하다.

도 8의 실시예를 적용한 도 14 및 도 15에 도시된 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(27 혹은 27a)는 제2입력권선(272)의 권선층과 마주하여 감겨지는 제2결합권선을 더 포함하며, 제1입력권선(271)의 일부분이나 전체와 제2입력권선(272)이 제2입력권선(272)과 상기 제2결합권선 사이의 분포용량을 통해 결합하여, 제1입력권선(271)에서 생성되는 고주파 노이즈와 제2입력권선(272)의 일부분에서 생성되는 역극성의 고주파 노이즈를 상쇄시킨다.

도 8의 실시예를 적용한 도 14 및 도 15에 도시된 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(27 혹은 27a)는 제1입력권선(271)의 권선층과 마주하여 감겨지는 제1결합권선과 제2입력권선(272)의 권선층과 마주하여 감겨지는 제2결합권선을 더 포함하며, 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272)이 제1입력권선(271)과 상기 제1결합권선 사이의 분포용량과 제2입력권선(272)과 상기 제2결합권선 사이의 분포용량을 통해 결합하여, 제1입력권선(271)에서 생성되는 고주파 노이즈와 제2입력권선(272)에서 생성되는 역극성의 고주파 노이즈를 상쇄시킨다.

도 9의 실시예를 적용한 도 14 및 도 15에 도시된 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(27 혹은 27a)는 제1입력권선(271)과 제1출력권선(273)의 사이의 용량성의 결합을 차폐하는 제1차폐권선과 제3입력권선(274)과 제2출력권선(276)의 사이의 용량성의 결합을 차폐하는 제2차폐권선을 더 포함한다.

도 9의 실시예를 적용한 도 14 및 도 15에 도시된 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(27 혹은 27a)는 제2입력권선(272)과 제1출력권선(273)의 사이의 용량성의 결합을 차폐하는 제3차폐권선과 제4입력권선(275)과 제2출력권선(276)의 사이의 용량성의 결합을 차폐하는 제4차폐권선을 더 포함한다.

도 9의 실시예를 적용한 도 14 및 도 15에 도시된 본 발명의 스위칭 전원장치의 일 실시예에서, 트랜스포머(27 혹은 27a)는 제1입력권선(271)과 제1출력권선(273)의 사이의 용량성의 결합전류의 생성을 차폐하기 위한 제1차폐권선과 제3입력권선(274)과 제2출력권선(276)의 사이의 용량성의 결합전류의 생성을 차폐하기 위한 제2차폐권선과 제2입력권선(272)과 제1출력권선(273)의 사이의 용량성의 결합전류의 생성을 차폐하기 위한 제3차폐권선과 제4입력권선(275)과 제2출력권선(276)의 사이의 용량성의 결합전류의 생성을 차폐하기 위한 제4차폐권선을 더 포함한다.

도 14의 경우, 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272)가 턴 수가 동일하면, 감기는 권선 방향에 따라 제1입력권선(271)과 제2입력권선(272) 중 하나는 제1출력권선(273)에 큰 용량성의 결합을 생성하고, 다른 하나는 작은 용량성의 결합을 생성하여 용량성 결합의 불균형이 생긴다.

이러한, 샌드위치 구조에서의 결합의 불균형은 제1입력권선(271)과 제1출력권선(273) 사이의 용량성의 결합을 차폐하는 제1차폐권선과; 제2입력권선(272)과 제1출력권선(273) 사이의 용량성의 결합을 차폐하는 제2차폐권선과; 제3입력권선(274)과 제2출력권선(276) 사이의 용량성의 결합을 차폐하는 제3차폐권선과; 제4입력권선(275)과 제2출력권선(276) 사이의 용량성의 결합을 차폐하는 제4차폐권선에 의해 보상될 수 있다.

차폐에도 불구하는 생성되는 제1입력권선(271)과 제1출력권선(273) 사이의 용량성의 결합과 제2입력권선(273)과 제1출력권선(273) 사이의 용량성의 결합의 크기의 차이만큼, 제1차폐권선과 제1출력권선(273) 사이의 용량성의 결합과 제2차폐권선과 제1출력권선(273) 사이의 용량성의 결합의 크기가 차이가 발생하게 하면 되는데, 이를 위해 제1차폐권선과 제2차폐권선의 턴 수를 약간 다르게 선정한다.

이상에서 이 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 이 발명의 가장 양호한 일 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 이 발명을 한정하는 것은 아니다.

이 발명에서 도시하지 않은, 트랜스포머의 권선과 권선 사이에 절연 테이프를 삽입한다든지, 전원장치에서 추가로 필요로 하는 입력 측의 구동소자의 전원 공급이나 출력의 정보 검출을 위한 바이어스 권선이나, 추가적인 제2 혹은 제3의 권선들의 추가, 혹은 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 이 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

11은 입력 캐페시터, 12는 스위칭소자, 13과 13a와 13b는 종래기술의 트랜스포머, 14는 출력정류기, 15는 출력캐페시터, 16은 입력선로, 17은 출력선로, Cps는 입력권선과 출력권선 사이의 분포용량, Cpc는 입력권선과 트랜스포머 코어 사이의 분포용량, Csc는 출력권선 과 트랜스포머 코어 사이의 분포용량, Cpi는 입력권선과 입력선로 사이의 분포용량, Cig는 입력선로와 접지 사이의 분포용량, Ccg는 트랜스포머 코어와 접지 사이의 분포용량, Cog는 출력선로와 접지 사이의 분포용량, 18은 종래기술의 샌드위치 구조의 트랜스포머.
20과 20a와 20b와 20c는 본 발명에 따르는 평형된 샌드위치 구조를 갖는 트랜스포머, 21a와 21b와 21c는 본 발명에 따르는 색션보빈을 사용한 평형된 샌드위치 구조를 갖는 트랜스포머, 22는 본 발명에 따르는 1개의 출력다이오드를 갖는 평형된 샌드위치 구조를 갖는 트랜스포머, 23과 26은 본 발명에 따르는 고주파 노이즈를 상쇄시키는 구조를 갖는 트랜스포머, 24는 캐패시터, 25는 저항, 27과 27a는 본 발명에 따라 푸쉬풀 컨버터에 적용된 트랜스포머, 28a와 28b는 출력정류기, 29는 인덕터, 30은 결합소자

Claims

입력전압을 필터링하는 입력캐패시터와; 스위칭소자와 그리고 자기에너지전달소자를 포함하는 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 자기에너지 전달소자는
자기에너지전달소자의 코어와;
상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 입력캐패시터의 일측 단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름이 제어되는 제1입력권선과;
상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 입력캐패시터의 다른 일측 단자와 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름이 제어되는 제2입력권선과;
상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 제1출력권선과; 그리고
상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 제2출력권선을 포함하되,
상기 스위칭소자가 도통 상태일 때, 상기 입력캐패시터로부터 공급되는 전압이 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선에 나뉘어 인가되는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제1항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 생성되는 상기 제1입력권선의 전위의 변동의 영향으로 인한 상기 전원장치의 입력 선로의 공통모드 노이즈와 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 생성되는 상기 제2입력권선의 전위의 변동의 영향으로 인한 상기 전원장치의 입력선로의 공통모드 노이즈가 역극성이어서 서로 상쇄되므로, 입력선로를 통한 EMI의 발생이 낮추어지는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제1항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 생성되는 상기 제1입력권선의 전위의 변동의 영향으로 인한 상기 전원장치의 출력 선로의 공통모드 노이즈와 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 생성되는 상기 제2입력권선의 전위의 변동의 영향으로 인한 상기 전원장치의 출력선로의 공통모드 노이즈가 역극성이어서 서로 상쇄되므로, 출력선로를 통한 EMI의 발생이 낮추어지는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제1항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 자기에너지전달소자는 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선의 사이에 상기 제1출력권선과 상기 제2출력권선이 위치하는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제1항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 자기에너지 전달소자는 상기 제1출력권선과 상기 제2출력권선의 사이에 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선이 위치하는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제1항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 자기에너지 전달소자의 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선이 용량성으로 결합하여, 상기 스위칭형 전원장치에서 생성되는 노이즈가 낮아지는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제6항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 자기에너지 전달소자의 상기 제1입력권선의 한 점 이상과 상기 제2입력권선의 한 점 이상이 하나 이상의 결합소자를 통해 결합하는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제7항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 결합소자는 캐패시터인 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제7항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 결합소자는 캐패시터와 저항인 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제7항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 결합소자의 일측 단자가 상기 제1입력권선에 접속되는 점은 상기 제1입력권선과 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 접속 점인 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제7항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 결합소자의 일측 단자가 상기 제1입력권선에 접속되는 점은 상기 제1입력권선의 중간 탭인 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제7항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 결합소자의 다른 일측 단자가 상기 제2입력권선에 접속되는 점은 상기 제2입력권선과 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자와의 접속 점인 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제7항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 결합소자의 다른 일측 단자가 상기 제2입력권선에 접속되는 점은 상기 제2입력권선의 중간 탭인 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제1항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 자기에너지 전달소자는 상기 제1입력권선과 상기 제1출력권선의 사이의 용량성의 결합을 낮추기 위한 제1차폐권선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제1항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 자기에너지 전달소자는 상기 제2입력권선과 상기 제2출력권선의 사이의 용량성의 결합을 낮추기 위한 제2차폐권선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제1항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 자기에너지 전달소자는 권선 구간이 2등분된 보빈의 한쪽 권선 구간에 상기 제1입력권선과 상기 제1출력권선이 위치하고, 다른 한쪽 권선 구간에 상기 제2입력권선과 상기 제2출력권선이 위치하는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제16항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 자기에너지 전달소자는 상기 제1입력권선과 상기 제1출력권선의 사이에 감겨져 상기 제1입력권선과 상기 제1출력권선의 사이의 용량성의 결합을 낮추는 제1차폐권선과, 상기 제2입력권선과 상기 제2출력권선의 사이에 감겨져 상기 제2입력권선과 상기 제2출력권선의 사이의 용량성의 결합을 낮추는 제2차폐권선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제1항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 제1출력권선에 유도되어 제1출력정류기에 의해 정류된 전압과 상기 제2출력권선에 유도되어 제2출력정류기에 의해 정류된 전압이 병렬로 출력캐패시터에 인가되어 평활되는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제1항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 제1출력권선에 유도된 전압과 상기 제2출력권선에 유도된 전압이 상기 제1출력권선의 일측 단자와 상기 제2출력권선의 다른 일측 단자 사이에 접속된 출력정류기에 의해 정류되어, 상기 제1출력권선의 다른 일측 단자와 상기 제2출력권선의 일측 단자 사이에 접속된 출력캐패시터에 의해 평활되는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
정류된 교류입력전압을 평활하는 입력캐패시터와; 제1스위칭소자와; 제2스위칭소자와; 그리고 자기에너지전달소자를 포함하는 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 자기에너지 전달소자는
자기에너지전달소자의 코어와;
상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 입력캐패시터의 일측 단자와 상기 제1스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 제1스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름이 제어되는 제1입력권선과;
상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 입력캐패시터의 다른 일측 단자와 상기 제1스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 제1스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름이 제어되는 제2입력권선과;
상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 입력캐패시터의 일측 단자와 상기 제2스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 제2스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름이 제어되는 제3입력권선과;
상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 입력캐패시터의 다른 일측 단자와 상기 제2스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 제2스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름이 제어되는 제4입력권선을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제20항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 제1스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 생성되는 상기 제1입력권선의 전위의 변동의 영향으로 인한 상기 스위칭형 전원장치의 입력 선로의 공통모드 노이즈와 상기 제1스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 생성되는 상기 제2입력권선의 전위의 변동의 영향으로 인한 상기 스위칭형 전원장치의 입력선로의 공통모드 노이즈가 역극성이어서 서로 상쇄되므로, 입력선로를 통한 EMI의 발생이 낮추어지는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제20항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 제1스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 생성되는 상기 제1입력권선의 전위의 변동의 영향으로 인한 상기 스위칭형 전원장치의 출력 선로의 공통모드 노이즈와 상기 제1스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 생성되는 상기 제2입력권선의 전위의 변동의 영향으로 인한 상기 스위칭형 전원장치의 출력선로의 공통모드 노이즈가 역극성이어서 서로 상쇄되므로, 출력선로를 통한 EMI의 발생이 낮추어지는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제20항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 제2스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 생성되는 상기 제3입력권선의 전위의 변동의 영향으로 인한 상기 스위칭형 전원장치의 입력 선로의 공통모드 노이즈와 상기 제2스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 생성되는 상기 제4입력권선의 전위의 변동의 영향으로 인한 상기 스위칭형 전원장치의 입력선로의 공통모드 노이즈가 역극성이어서 서로 상쇄되므로, 입력선로를 통한 EMI의 발생이 낮추어지는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제20항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 제2스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 생성되는 상기 제3입력권선의 전위의 변동의 영향으로 인한 상기 스위칭형 전원장치의 출력 선로의 공통모드 노이즈와 상기 제2스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 생성되는 상기 제4입력권선의 전위의 변동의 영향으로 인한 상기 스위칭형 전원장치의 출력선로의 공통모드 노이즈가 역극성이어서 서로 상쇄되므로, 출력선로를 통한 EMI의 발생이 낮추어지는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제20항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 자기에너지 전달소자는 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 제1출력권선과, 상기 제3입력권선과 상기 제4입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 제2출력권선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제25항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 자기에너지 전달소자는 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선이 상기 제1출력권선으로 생성하는 용량성 결합을 낮추기 위한 하나 이상의 제1차폐권선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제25항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 자기에너지 전달소자는 상기 제3입력권선과 상기 제4입력권선이 상기 제2출력권선으로 생성하는 용량성 결합을 낮추기 위한 하나 이상의 제2차폐권선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제1항 내지 제27항 중 어느 한 항의 스위칭형 전원장치를 포함하는 제조된 물품.
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