KR101996298B1

KR101996298B1 - 점화 트랜스

Info

Publication number: KR101996298B1
Application number: KR1020180031577A
Authority: KR
Inventors: 이호균
Original assignee: 센서나인(주)
Priority date: 2018-03-19
Filing date: 2018-03-19
Publication date: 2019-07-05

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 상부를 기준으로 일정 높이에 내주면을 따라 안착턱이 연속적으로 형성되고 하부가 개방된 형태의 제1 수용 공간과, 일면에 인출공이 형성되며 하부가 개방된 형태의 제2 수용 공간을 구비하는 케이스, 상기 제1 수용 공간 내에 마련되고 상기 안착턱에 가장자리가 밀착되도록 거치되는 입력 회로 모듈, 상기 제2 수용 공간 내에 마련되고 상기 입력 회로 모듈과 전기적으로 연결되는 출력 회로 모듈, 상기 케이스의 하부에 형성되어 상기 케이스 내부를 밀폐하는 몰딩층, 상기 인출공을 통해 상기 출력 회로 모듈과 연결되는 출력선, 그리고, 상기 출력선과 결합되고 상기 케이스 외부에서 상기 출력 회로 모듈이 출력하는 에너지를 이용하여 방전을 수행하는 방전 모듈을 포함하는 점화 트랜스를 제공한다.

Description

점화 트랜스{IGNITION TRANS}

본 발명은 점화 트랜스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 승압된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 각 펄스 별로 고 전류 상태로 방전이 수행되도록 하며, 방습 몰딩 시에 열 팽창 부품이 몰딩 재료에 의해 둘러 쌓이도록 몰딩 재료가 충진됨으로써 열 팽창 시 부품들이 압력을 받는 문제를 해결한 점화 트랜스에 관한 것이다.

일반적으로 석유, 경유 및 가스 등 연소물의 연소를 통해 열기를 생성하는 연소장치(예컨대, 보일러)는 연소실 내에 있는 점화봉에 순간적으로 고전압을 방전시켜 연소물의 착화를 도모한다. 연료봉의 착화를 위해 점화봉에 순간적으로 방전되는 고전압은 상용 교류 전원(110V 내지 220V)을 고전압으로 승압하여 점화봉으로 순간 방전하는 점화 트랜스를 통해 구현된다.

종래의 점화 트랜스는 1차측 코일과 2차측 코일이 소정의 비율로 페라이트 코어에 권선된 형태로 구성되며, 1차측 코일과 2차측 코일의 권선비에 따라 저전압을 고전압으로 승압하는 트랜스 보빈, 전원 입출력을 담당하는 회로부, 점화봉으로 고전압을 순간 방전하는 출력선, 그리고, 이들이 설치되는 케이스를 포함한다.

한편, 종래의 점화 트랜스는 케이스 내에 회로부와 트랜스 보빈을 설치하고 배선으로 상호 연결한 다음 외부로 고전압을 출력하는 출력선을 회로부에 납땜 연결하며, 절연과 방습을 위해 케이스 내에 몰딩액을 충전하여 몰딩층을 형성하는 방법으로 제조된다. 이와 같이 점화 트랜스에 방습 몰딩층을 형성하는 경우, 종래에는 케이스 내 모든 공간이 에폭시 등의 몰딩 재료로 채워지도록 하였다.

그러나, 케이스 내부 공간을 에폭시로 가득 채울 경우 부품의 열 팽창 공간 부족 문제가 발생하게 된다. 즉, 점화 트랜스의 부품들은 작동함에 따라 발생하는 열에 의해 팽창하게 되는데, 이 때, 케이스 내부 공간을 가득 채운 에폭시로 인해 팽창 공간이 부족한 현상이 발생하는 것이다. 이에 따라, 점화 트랜스 부품들은 압력을 받게 되고, 이러한 압력은 점화 트랜스의 안정성을 저하시키는 요인이 된다.

또한, 종래의 점화 트랜스는 승압된 교류 전압을 출력시키며, 출력부를 통해 수십 KHz를 갖는 교류 전압을 방전시킨다. 따라서, 종래의 점화 트랜스는 보일러에 적용될 경우 높은 출력 전압과 높은 주파수로 인해 주변 기기에 많은 영향을 끼칠 뿐만 아니라, 출력 주파수가 상당히 높아 출력 전압의 각 펄스당 전류는 낮으므로 실질적으로 낮은 방전에너지를 방출한다. 결과적으로, 종래의 점화 트랜스는 긴 출력코드를 갖거나, 방전봉에 이물질이 부착될 경우 방전이 제대로 되지 않아 보일러 내부에서 점화를 수행하지 못하는 점화 불량 문제가 발생한다.

또한, 종래의 점화 트랜스와 같이 상용 교류 전압을 승압하여 교류전압을 출력할 경우 점화 트랜스 내외부에 생성된 습기나 미세물질(예컨대, 찌꺼기)에 의해 출력 전압은 절연파괴를 못하고 출력 전선에서 유기되는 문제가 발생하며, 이 경우에도 방전에너지가 낮아져 위와 마찬가지로 점화가 제대로 이루어지지 않는 문제가 발생한다.

대한민국 공개실용신안공보 제1999-012357호(1999.04.06.)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 주된 기술적 과제는 부품의 열 팽창 시에 부품이 방습 몰딩 재료에 의해 압력을 받아 안정성이 저하되는 문제를 해결한 점화 트랜스를 제공하는 것이다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 교류 전압을 승압하되, 승압된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 각 펄스 별 고 전류 상태로 방전함으로써, 높은 방전에너지를 지속적으로 제공할 수 있는 점화 트랜스를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 상부를 기준으로 일정 높이에 내주면을 따라 안착턱이 연속적으로 형성되고 하부가 개방된 형태의 제1 수용 공간과, 일면에 인출공이 형성되며 하부가 개방된 형태의 제2 수용 공간을 구비하는 케이스, 상기 제1 수용 공간 내에 마련되고 상기 안착턱에 밀착되도록 거치되는 입력 회로 모듈, 상기 제2 수용 공간 내에 마련되고 상기 입력 회로 모듈과 전기적으로 연결되는 출력 회로 모듈, 상기 케이스의 하부에 형성되어 상기 케이스 내부를 밀폐하는 몰딩층, 상기 인출공을 통해 상기 출력 회로 모듈과 연결되는 출력선, 그리고, 상기 출력선과 결합되고 상기 케이스 외부에서 상기 출력 회로 모듈이 출력하는 에너지를 이용하여 방전을 수행하는 방전 모듈을 포함하는 점화 트랜스를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 케이스는 상부 내면에 상기 케이스의 하부 연직 방향으로 상기 안착턱의 높이 이하의 길이를 갖도록 형성되는 체결축을 더 포함하며, 상기 체결축은 상기 입력 회로 모듈과 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 수용 공간은 상기 안착턱에 밀착되도록 거치되는 상기 입력 회로 모듈과 상부 사이에 중공 영역을 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 입력 회로 모듈은 교류 전압 형태의 입력 전압이 인가되는 입력부와 상기 입력부를 통해 인가된 입력 전압을 반파 정류하는 정류부를 포함하되, 상기 입력부는 제1 교류 전압이 입력되는 제1 저항과 제2 교류 전압이 입력되는 제2 저항을 포함하고, 상기 정류부는 상기 제1 교류 전압을 반파 정류하는 제1 다이오드, 반파 정류된 제1 교류 전압을 충전하는 제1 커패시터, 그리고, 상기 제2 교류 전압이 일정 전압 이상이 되면 도통시키는 사이닥을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 출력 회로 모듈은, 상기 입력 회로 모듈에 의해 반파 정류된 교류 전압을 승압하는 승압부와, 상기 승압부에 의해 승압된 교류 전압을 직류로 변환함에 따라 출력하는 에너지를 상기 승압된 교류 전압보다 펄스별 방전에너지가 크게 하여 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 승압부는, 페라이트와 상기 페라이트에 소정의 권선비로 권선된 1차측 코일 및 2차측 코일을 포함하고, 상기 사이닥을 통해 도통된 제2 교류 전압이 상기 1차측 코일에 유기되어 스위칭 동작을 수행함에 따라 상기 승압부는 상기 소정의 권선비에 따른 소정의 승압비로 상기 1차측 코일로 입력되는 전압을 승압할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 출력부는, 상기 승압부에 의해 승압된 전압의 정방향측 교류 전압을 직류 성분으로 필터링하는 제2 다이오드, 상기 제2 다이오드를 통과한 전압을 충방전하는 제2 커패시터, 상기 승압부에 의해 승압된 전압의 역방향측 교류 전압을 직류 성분으로 필터링하는 제3 다이오드, 그리고, 상기 제3 다이오드를 통과한 전압을 충방전하는 제3 커패시터를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 몰딩층은 상기 케이스 하부로 몰딩액을 충진함에 따라 형성되되, 상기 안착턱과 상기 안착턱에 밀착되도록 거치되는 상기 입력 회로 모듈이 상기 중공 영역으로의 상기 몰딩액의 충진을 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 입력 회로 모듈을 케이스 내부의 안착턱에 거치시켜, 입력 회로 모듈의 부품들이 존재하는 케이스 내부 공간으로 몰딩액이 주입되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라, 입력 회로 모듈을 구성하는 부품들의 열 팽창 공간을 확보할 수 있다.

이에 더하여, 상술한 부품의 열 팽창 공간 부족 문제 해결을 통해 점화 트랜스의 수명을 연장시킬 수 있고, 점화 트랜스의 제조 단가를 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 승압된 교류 전압을 직류 전압으로 변환한 후 출력시킴으로써, 승압된 교류 전압을 출력하는 종래 점화 트랜스 대비 점화 트랜스의 출력 전압이 갖는 각 펄스별 전류값을 높일 수 있고, 이에 따라, 습기나 이물질 등의 영향에도 불구하고 높은 방전에너지를 지속적으로 제공할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점화 트랜스의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 회로 모듈 및 출력 회로 모듈의 회로도의 일 구현예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 점화 트랜스를 이용하여 전압을 승압하는 과정별 전압 그래프를 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에 나타난 각 구성요소의 크기, 형태, 형상은 다양하게 변형될 수 있고, 명세서 전체에 대하여 동일/유사한 부분에 대해서는 동일/유사한 도면 부호를 붙였다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉 또는 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결(접속, 접촉 또는 결합)"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결(접속, 접촉 또는 결합)"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(구비 또는 마련)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 “포함(구비 또는 마련)”할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하며, 분산되어 실시되는 구성요소들은 특별한 제한이 있지 않는 한 결합된 형태로 실시될 수도 있다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1구성 요소로 명명될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점화 트랜스(이하, “점화 트랜스(100)”)의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 점화 트랜스(100)는 외형을 형성하는 케이스(110), 케이스(110)에 내장되는 입력 회로 모듈(120)과 출력 회로 모듈(130), 케이스(110) 하부에 형성되어 점화 트랜스의 내부를 밀폐하는 몰딩층(140), 케이스(110)와 연결되는 출력선(150), 그리고, 출력선(150)의 끝단에 형성되어 실제 방전 에너지를 방출하는 방전 모듈(160)을 포함한다. 이러한 점화 트랜스(100)는 보일러에 적용될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 방전이 필요한 다양한 장치에 적용될 수 있다.

구체적으로, 케이스(110)는 케이스(110)의 상부를 기준으로 일정 높이에 내주면을 따라 안착턱(111a)이 연속적으로 형성되고 하부가 개방된 형태의 제1 수용 공간(111)과, 일면에 인출공(112a)이 형성되며 하부가 개방된 형태의 제2 수용 공간(112)을 포함할 수 있다. 제1 수용 공간(111)과 제2 수용 공간(112)은 케이스(110) 내부 중앙에 형성되는 차단벽에 의해 구분된다. 제1 수용 공간(111)은 입력 회로 모듈(120)이 설치되며, 제2 수용 공간(112)에는 출력 회로 모듈(130)이 설치된다.

이중에서도, 제1 수용 공간(111)은 아래에서 설명될 입력 회로 모듈(120)과 케이스(110)의 상부 사이에 중공 영역을 구비할 수 있다.

또한, 케이스(110)는 케이스(110)의 상부 내면에 케이스(110)의 하부 연직 방향으로 안착턱(111a)의 높이 이하의 길이를 갖도록 형성되는 체결축(111b)을 더 포함할 수 있다.

체결축(111b)은 아래에서 설명될 입력 회로 모듈(120)과 결합할 수 있다. 결합 방법에는 제한이 없으며, 예컨대, 입력 회로 모듈(120)에 형성되는 끼움공에 체결축(111b)이 결합할 수 있고, 입력 회로 모듈(120)과 체결축(111b)은 볼트-너트 결합 방식으로 연결될 수도 있다.

입력 회로 모듈(120)은 제1 수용 공간(111) 내에 마련되고 안착턱에 밀착되도록 거치되며, 상술한 바와 같이 체결축(111b)과 결합될 수 있다.

입력 회로 모듈(120)은 PCB기판에 저항, 커패시터 등의 각종 소자가 결합된 형태로 형성될 수 있다. 이 때, 입력 회로 모듈(120)을 구성하는 PCB기판의 테두리 부분의 모양을 제1 수용 공간(111)의 내주면의 모양과 동일하도록 형성하여, 입력 회로 모듈(120)을 제1 수용 공간(111)의 내주면에 형성된 안착턱(111a)에 밀착되도록 거치시킬 수 있다.

이와 같이, 안착턱(111a)에 거치된 입력 회로 모듈(120)로 인해 제1 수용 공간(111) 내부에는 상술한 중공 영역이 생기고 이러한 중공 영역으로 몰딩액(예컨대, 에폭시)이 삽입되는 것을 방지할 수 있다.

중공 영역은 입력 회로 모듈(120)을 구성하는 각종 소자들이 열 팽창을 가능하게 하여 소자의 고장을 미연에 방지할 수 있으며, 궁극적으로 점화 트랜스(100)의 수명을 연장시킬 수 있다. 이에 더하여, 점화 트랜스(100)는 종래 점화 트랜스를 만들기 위해 필요한 몰딩액보다 적은 몰딩액을 사용하여 형성될 수 있으므로, 본 발명에 따르면 점화 트랜스의 제조 단가를 절감할 수도 있다.

다시 말해, 방전을 위해 점화 트랜스를 작동시키면 입력 회로 모듈을 구성하는 소자들의 온도가 상승하여 소자들이 열 팽창을 하게 된다. 이 경우, 제1 수용 공간 전체에 몰딩액이 충진되어(몰딩층이 형성되어) 제1 수용 공간에 별도의 중공 영역이 없으면 열 팽창에 따라 팽창된 소자들은 충진된 몰딩층에 의해 압력을 받게 되며, 이는 결국 제품 고장의 원인이 된다. 그러나, 상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 점화 트랜스(100)는 제1 수용 공간(111) 내부에 중공 영역을 별도로 구비하여 상술한 문제를 미연에 방지할 수 있다.

출력 회로 모듈(130)은 제2 수용 공간(112) 내에 마련되고 입력 회로 모듈(120)과 전기적으로 연결된다.

출력 회로 모듈(130)에는 입력 회로 모듈(120)에 비해 고전압이 흐르게 되므로, 출력 회로 모듈(130)을 구성하는 소자들에는 별도로 몰딩 처리가 이루어지는 것이 일반적이다.

따라서, 출력 회로 모듈(130)을 구성하는 소자들에 몰딩 처리가 이루어진 경우 제2 수용 공간(112)에는 별도로 안착턱을 형성하고 상기 안착턱에 출력 회로 모듈(130)을 안착시킬 필요가 없으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 수용 공간(112)에도 출력 회로 모듈(130)이 거치될 수 있는 안착턱을 형성할 수 있다.

입력 회로 모듈(120)과 출력 회로 모듈(130)에 대한 더욱 상세한 설명은 아래에서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.

몰딩층(140)은 케이스의 하부에 형성되어 케이스 내부를 밀폐하는 역할을 수행한다. 점화 트랜스(100)을 제조할 때에, 제1 수용 공간(111)에 입력 회로 모듈(120)을 거치시키고, 제2 수용 공간(112)에 입력 회로 모듈(120)과 전기적으로 연결된 출력 회로 모듈(130)을 삽입한 후 케이스(110)의 하부로 몰딩액을 충진할 수 있다.

이와 같이, 몰딩액을 충진함에 따라 몰딩층(140)이 형성될 수 있는 데, 안착턱(111a)이 연속적으로 형성되고, 입력 회로 모듈(120)의 가장자리가 안착턱(111a)에 밀착되어 거치되므로, 몰딩액을 충진할 때, 중공 영역 내부로의 물딩액 충진이 방지된다. 즉, 제1 수용 공간(111) 하부를 몰딩액으로 충진하여 방습 몰딩을 달성하면서도 몰딩액이 중공 영역 내부로 유입되는 것을 방지하므로, 중공 영역 내의 전기 부품 즉, 소자들은 방습되면서도 열 발생시 팽창 변형이 가능하여, 열 팽창시 과 압력이 소자에 발생하는 것을 방지할 수 있다.

출력선(150)은 인출공(112a)을 통해 출력 회로 모듈(130)과 연결되며, 출력 회로 모듈(130)의 +단자 및 -단자와 각각 연결될 수 있도록 복수개 형성될 수 있다.

방전 모듈(160)은 출력선(150)과 결합되고 케이스(110) 외부에서 출력 회로 모듈(130)이 출력하는 에너지를 이용하여 방전을 수행하며, 출력선(150)과 마찬가지로 복수개 형성될 수 있다.

도 2는 입력 회로 모듈(120) 및 출력 회로 모듈(130)의 회로도의 일 구현예를 도시한 도면이고, 도 3은 점화 트랜스(100)를 이용하여 전압을 승압하는 과정별 전압 그래프를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 먼저, 입력 회로 모듈(120)은 교류 전압 형태의 입력 전압이 인가되는 입력부(121)와 입력부(121)를 통해 인가된 입력 전압을 반파 정류하는 정류부(122)를 포함한다.

입력부(121)는 제1 교류 전압이 입력되는 제1 저항(R1)과 제2 교류 전압이 입력되는 제2 저항(R2)을 포함할 수 있다.

정류부(122)는 제1 교류 전압을 반파 정류하는 제1 다이오드(D1), 반파 정류된 제1 교류 전압을 충전하는 제1 커패시터(C1), 그리고, 제2 교류 전압이 일정 전압 이상이 되면 도통시키는 사이닥(S1)을 포함할 수 있다.

다음으로, 출력 회로 모듈(130)은 입력 회로 모듈(120)에 의해 정류된 입력 전압을 승압하는 승압부(131)와, 승압부(131)에 의해 승압된 전압을 직류로 변환하여 출력하는 출력부(132)를 포함한다.

승압부(131)는 페라이트와 페라이트에 소정의 권선비로 권선된 1차 코일 및 2차 코일을 포함할 수 있고(도 2의 T1에 해당함), 사이닥(S1)을 통해 도통된 제2 교류 전압이 1차 코일에 유기되어 스위칭 동작을 수행함에 따라 승압부(131)는 소정의 권선비에 따른 소정의 승압비로 입력 전압을 승압할 수 있다.

1차 코일이 페라이트에 수십 내지 수백번 권선되는 경우 2차 코일은 페라이트에 일반적으로 수천번 권선된다.

출력부(132)는 승압부(131)에 의해 승압된 교류 전압을 직류로 변환함에 따라 출력하는 에너지를 상기 승압된 교류 전압보다 펄스별 방전에너지가 크게 하여 출력한다. 즉, 출력부(132)가 상기 승압된 교류 전압을 직류로 변환하여 출력함에 따라 점화 트랜스(100)의 출력부(132)가 출력하는 에너지는 상기 승압된 교류 전압보다 펄스별 큰 방전에너지 값을 갖는다.

여기서 펄스의 주기는 점화트랜스가 처음으로 에너지를 방출하는 시간부터 그 다음 에너지를 방출하는 시간까지로 설정할 수 있고, 점화 트랜스가 처음으로 에너지를 방출하는 시간부터 해당 에너지의 방출이 종료되는 시간까지로 설정할 수도 있다. 이에 따라 펄스별 방전에너지라 함은 각 펄스별 방출되는 에너지의 총량을 의미할 수 있다.

또한, 출력부(132)는 승압된 입력 전압의 정방향측(+전압측) 교류 전압을 직류 성분으로 필터링하는 제2 다이오드(D2), 제2 다이오드(D2)를 통과한 전압을 충방전하는 제2 커패시터(C2), 승압된 입력 전압의 역방향측(-전압측) 교류 전압을 직류 성분으로 필터링하는 제3 다이오드(D3), 그리고, 제3 다이오드(D3)를 통과한 전압을 충방전하는 제3 커패시터(C3)를 포함할 수 있다.

상술한 입력 회로 모듈(120)과 출력 회로 모듈(130)은 도 2에 도시된 바와 같은 회로도 이외의 회로도를 가질 수 있음은 당연하다. 즉, 입력부(121), 정류부(122), 승압부(131) 및 출력부(132) 각각의 구성요소를 구성하는 부품들(저항, 다이오드, 커패시터 등)은 설계에 따라 필요한 수치값을 갖도록 해당 구성요소에 복수개 마련될 수 있다. 예컨대, 출력부의 제2 다이오드, 제3 다이오드, 제2 커패시터 및 제3 커패시터는 도 2에 도시된 바와 같이 각각 1개씩 마련되어 출력부(132)의 회로도를 구현할 수도 있고, 도 2에 도시된 바와 달리 각각 2개씩 마련되어 출력부(132)의 회로도를 구현할 수도 있다.

입력 회로 모듈(120)과 출력 회로 모듈(130)에 따른 승압 과정을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

301은 입력부(121)에 인가되는 교류 형태의 입력 전압을 나타낸다. 입력 전압 중 제1 저항(R1)으로 입력되는 제1 교류 전압은 정류부(122)의 제1 다이오드(D1)를 통해 반파 정류되고(302) 정류부(122)의 제1 커패시터(C1)에 충전된다. 또한, 제2 저항(R2)으로 입력되는 제2 교류 전압은 정류부(122)의 사이닥(S1)을 통해 일정 전압 이상이 되면 도통되며(303), 예컨대 제2 교류 전압이 +150V 이상 또는 -150V 이하인 경우 제2 교류 전압은 사이닥을 통해 도통될 수 있다. 도통된 전압은 승압부(131)의 1차 코일에 유기되어 스위칭 동작을 수행하게 된다.

304는 사이닥(S1)을 지나 승압부(131)에 입력되는 전압을 나타내며, 305는 승압부(131)에 의해 승압되어 출력되는 전압을 나타낸다. 305에 도시된 전압 파형의 일부를 확대하여 보면 306과 같이 교류형태로 존재함을 알 수 있다. 306과 같이, 교류 형태로 전압이 출력 및 방전되면, 높은 주파수로 인해 각 펄스별 전류값이 낮아지므로 지속적으로 높은 방전 에너지를 방출할 수 없어 방전이 제대로 이루어지지 않는다. 따라서, 점화 트랜스(100)는 출력부(132)를 통해 307과 같이 교류 형태의 전압을 직류로 변환한 후 출력한다.

승압된 교류 전압을 출력하는 종래 점화 트랜스는 일반적으로 수십KHz(예컨대, 26KHz)의 교류 전압을 출력하지만, 상술환 과정을 통해 점화 트랜스(100)는 수Hz 내지 수백Hz의 출력 전압값을 가질 수 있다.

즉, 종래의 점화 트랜스는 출력 주파수가 높아 방전에너지가 방출되는 횟수는 많을지라도 출력되는 각 펄스별 전류값은 낮아진다. 따라서, 종래의 점화 트랜스는 출력선의 길이가 길거나, 트랜스 내에 습기나 미세물질 등에 의해 회로의 출력부를 통한 출력 전압 및 전류값가 조금이라도 낮아지면 점화를 수행할 수 있도록 설정된 방전에너지값을 충족시키지 못한 채로 방전에너지를 출력하게 된다.

반면, 본 발명의 실시예에 따른 점화 트랜스(100)는 종래 점화 트랜스 대비 출력 주파수가 낮지만 출력되는 각 펄스별 전류값은 높으므로, 방전에너지가 방출되는 횟수는 줄어들 수 있을지라도, 방전시에는 항상 점화가 이루어질 수 있도록 충분히 높은 방전에너지를 제공할 수 있다.

다시 말해, 점화 트랜스(100)는 교류 전압을 승압시키고 다이오드 및 커패시터를 통해 승압된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 출력시킬 수 있다. 이에 따라, 승압된 교류 전압을 출력하는 종래 점화 트랜스 대비 점화 트랜스의 출력 전압이 갖는 각 펄스별 전류값을 높일 수 있고, 습기나 이물질 등의 영향에도 높은 방전에너지를 지속적으로 제공할 수 있다.

상술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110 : 케이스
120 : 입력 회로 모듈
130 : 출력 회로 모듈
140 : 몰딩층
150 : 출력선
160 : 방전 모듈

Claims

상부를 기준으로 일정 높이에 내주면을 따라 안착턱이 연속적으로 형성되고 하부가 개방된 형태의 제1 수용 공간과, 일면에 인출공이 형성되며 하부가 개방된 형태의 제2 수용 공간을 구비하는 케이스;
상기 제1 수용 공간 내에 마련되고 상기 안착턱에 가장자리가 밀착되도록 거치되는 입력 회로 모듈;
상기 제2 수용 공간 내에 마련되고 상기 입력 회로 모듈과 전기적으로 연결되는 출력 회로 모듈;
상기 케이스의 하부에 형성되어 상기 케이스 내부를 밀폐하는 몰딩층;
상기 인출공을 통해 상기 출력 회로 모듈과 연결되는 출력선; 및
상기 출력선과 결합되고 상기 케이스 외부에서 상기 출력 회로 모듈이 출력하는 에너지를 이용하여 방전을 수행하는 방전 모듈을 포함하되,
상기 입력 회로 모듈은 교류 전압 형태의 입력 전압이 인가되는 입력부와 상기 입력부를 통해 인가된 입력 전압을 반파 정류하는 정류부를 포함하고,
상기 입력부는 제1 교류 전압이 입력되는 제1 저항과 제2 교류 전압이 입력되는 제2 저항을 포함하며,
상기 정류부는 상기 제1 교류 전압을 반파 정류하는 제1 다이오드, 반파 정류된 제1 교류 전압을 충전하는 제1 커패시터, 그리고, 상기 제2 교류 전압이 일정 전압 이상이 되면 도통시키는 사이닥을 포함하는 것을 특징으로 하는 점화 트랜스.
제1항에 있어서,
상기 케이스는 상부 내면에 상기 케이스의 하부 연직 방향으로 상기 안착턱의 높이 이하의 길이를 갖도록 형성되는 체결축을 더 포함하며,
상기 체결축은 상기 입력 회로 모듈과 결합되는 것을 특징으로 하는 점화 트랜스.
제1항에 있어서,
상기 제1 수용 공간은 상기 안착턱에 밀착되도록 거치되는 상기 입력 회로 모듈과 상부 사이에 중공 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 점화 트랜스.
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제1항에 있어서,
상기 출력 회로 모듈은,
상기 입력 회로 모듈에 의해 반파 정류된 교류 전압을 승압하는 승압부와,
상기 승압부에 의해 승압된 교류 전압을 직류로 변환함에 따라 출력하는 에너지를 상기 승압된 교류 전압보다 펄스별 방전에너지가 크게 하여 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 점화 트랜스.
제6항에 있어서,
상기 승압부는,
페라이트와 상기 페라이트에 소정의 권선비로 권선된 1차측 코일 및 2차측 코일을 포함하고,
상기 사이닥을 통해 도통된 제2 교류 전압이 상기 1차측 코일에 유기되어 스위칭 동작을 수행함에 따라 상기 승압부는 상기 소정의 권선비에 따른 소정의 승압비로 상기 1차측 코일로 입력되는 전압을 승압하는 것을 특징으로 하는 점화 트랜스.
제6항에 있어서,
상기 출력부는,
상기 승압부에 의해 승압된 전압의 정방향측 교류 전압을 직류 성분으로 필터링하는 제2 다이오드, 상기 제2 다이오드를 통과한 전압을 충방전하는 제2 커패시터, 상기 승압부에 의해 승압된 전압의 역방향측 교류 전압을 직류 성분으로 필터링하는 제3 다이오드, 그리고, 상기 제3 다이오드를 통과한 전압을 충방전하는 제3 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 점화 트랜스.
제3항에 있어서,
상기 몰딩층은 상기 케이스 하부로 몰딩액을 충진함에 따라 형성되되,
상기 안착턱과 상기 안착턱에 밀착되도록 거치되는 상기 입력 회로 모듈이 상기 중공 영역으로의 상기 몰딩액의 충진을 방지하는 것을 특징으로 하는 점화 트랜스.