KR102020633B1 - 트랜스포머, 이를 구비하는 제너레이터 및 엑스레이 발생장치 - Google Patents

트랜스포머, 이를 구비하는 제너레이터 및 엑스레이 발생장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 형태의 트랜스포머는 균일한 내부 저항을 가지는 제1 코어, 제1 의 제1 영역을 감싸는 권선을 포함하는 제1 코일부 및 제1 코어의 제2 영역을 감싸는 권선을 포함하고, 제1 코일부로부터 전류가 유도되는 제2 코일부를 포함하고, 제1 코어는, 내전압을 강화하기 위해 전압을 인가받을 수 있다.

Description

트랜스포머, 이를 구비하는 제너레이터 및 엑스레이 발생장치{TRANSFORMER, GENERATOR AND APPARATUS FOR GENERATING X-RAY USING THE SAME}
본 발명은 트랜스포머에 관한 것으로, 구체적으로는 내전압의 강화를 위한 트랜스포머에 관한 것이다.
엑스레이 장치는 고전압 생성을 위한 제너레이터 및 제너레이터로부터 고전압을 인가 받고 엑스레이를 생성하여 방출하기 위한 엑스레이 튜브를 포함한다.
기존의 엑스레이 장치는 고전압 발생을 위해 매우 큰 부피와 무게를 가지는 제너레이터를 포함해야 했고, 엑스레이 튜브와 케이블로 연결된 구조로 제작되었다. 기존의 엑스레이 장치의 불편함을 극복하기 위해 엑스레이 장치의 소형화에 대한 연구가 진행되었고, 엑스레이 튜브와 제너레이터가 직접 연결되고, 기존의 엑스레이 장치보다 소형화된 엑스레이 장치가 개발되었다.
한편, 소형화된 엑스레이 장치의 제너레이터는 약 220kV 이하의 전압을 발생시킬 수 있다. 일반적으로 발생 전압을 증가시키기 위해서는 제너레이터의 부피 및 무게가 증가되는 문제점이 있다. 제너레이터의 발생 전압이 증가하면 제너레이터에 포함된 트랜스포머의 절연거리가 증가되어야 하고, 이에 따라 제너레이터 전체의 크기, 부피 및 무게가 증가할 수 밖에 없었다. 예를 들어, 100kV용 제너레이터의 경우 무게가 약 100kg이지만, 225kV용 제너레이터의 무게는 약 200kg, 350kV용 제너레이터의 무게는 약 400kg으로 증가된다.
따라서, 제너레이터의 부피 및 무게를 유지하면서 고전압을 발생시킬 수 있는 트랜스포머 및 제너레이터에 관한 기술이 필요하게 되었다.
본 발명의 다양한 실시 형태의 목적은 기존 제너레이터의 부피 및 무게를 유지하면서 고전압을 발생시킬 수 있는 트랜스포머, 제너레이터 및 엑스레이 발생장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 트랜스포머는 균일한 내부 저항을 가지는 제1 코어; 상기 제1 코어의 제1 영역을 감싸는 권선을 포함하는 제1 코일부; 및 상기 제1 코어의 제2 영역을 감싸는 권선을 포함하고, 상기 제1 코일부로부터 전류가 유도되는 제2 코일부;를 포함하고, 상기 제1 코어는, 내전압을 강화하기 위해 전압을 인가받는다.
그리고, 상기 제1 코어에 인가되는 전압 값은, 상기 제1 코일부에 인가되는 전압과 상기 제2 코일부에 인가되는 전압 사이의 값이 될 수 있다.
여기에서, 상기 제1 코어에 인가되는 전압 값은, 상기 제1 코일부에 인가되는 전압과 상기 제2 코일부에 인가되는 전압의 평균값이 될 수 있다.
또한, 균일한 내부 저항을 가지는 제2 코어; 상기 제2 코일부와 연결되고, 상기 제2 코어의 제3 영역을 감싸는 권선을 포함하는 제3 코일부; 및 상기 제2 코어의 제4 영역을 감싸는 권선을 포함하고, 상기 제3 코일부로부터 전류가 유도되는 제4 코일부;를 더 포함하고, 상기 제2 코어는, 내전압을 강화하기 위해 전압을 인가받을 수 있다.
그리고, 상기 제2 코어에 인가되는 전압 값은, 상기 제3 코일부에 인가되는 전압과 상기 제4 코일부에 인가되는 전압 사이의 값일 수 있다.
또한, 상기 제2 코어에 인가되는 전압 값은, 상기 제3 코일부에 인가되는 전압과 상기 제4 코일부에 인가되는 전압의 평균값이 될 수 있다.
그리고, 상기 제1 코어 및 상기 제2 코어를 포함하는 복수(N)개의 코어;를 포함하고, 상기 제1 코어 내지 제N 코어는, 각각 균일한 내부 저항을 가지고, 내전압을 강화하기 위해 전압을 인가받을 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 트랜스포머는, 균일한 내부 저항을 가지는 제1 코어; 상기 제1 코어에 포함된 레그의 제1 영역을 감싸는 제1 코일부; 상기 제1 코어에 포함된 레그의 제2 영역을 감싸고, 상기 제1 코일부로부터 전류가 유도되는 제2 코일부; 상기 제1 코일부를 둘러싸면서 상기 제1 코일부와 이격되어 배치되는 제1 쉴드; 및 상기 제2 코일부와 둘러싸면서 상기 제2 코일부와 이격되어 배치되는 제2 쉴드;를 포함하고,상기 제1 쉴드 및 상기 제2 쉴드는, 내전압을 강화하기 위해 전압을 인가받는다.
그리고, 상기 제1 쉴드에 인가되는 전압 값은 0볼트이고, 상기 제2 쉴드에 인가되는 전압 값은 상기 제1 코일부에 인가되는 전압과 상기 제2 코일부에 인가되는 전압 사이의 값일 수 있다.
여기에서, 상기 제2 쉴드에 인가되는 전압 값은 상기 제1 코일부에 인가되는 전압과 상기 제2 코일부에 인가되는 전압의 평균값일 수 있다.
또한, 균일한 내부 저항을 가지는 제2 코어; 상기 제2 코일부와 연결되고, 상기 제2 코어의 제3 영역을 감싸는 권선을 포함하는 제3 코일부; 상기 제2 코어에 포함된 레그의 제4 영역을 감싸는 권선을 포함하고, 상기 제3 코일부로부터 전류가 유도되는 제4 코일부; 및 상기 제4 코일부를 둘러싸면서 상기 제4 코일부와 이격되어 배치되는 제3 쉴드;를 포함하고, 상기 제2 쉴드는, 상기 제2 코일부 및 상기 제3 코일부를 함께 둘러싸면서 상기 제2 코일부 및 상기 제3 코일부와 이격되어 배치되며, 상기 제1 쉴드 내지 상기 제3 쉴드는, 내전압을 강화하기 위해 전압을 인가받을 수 있다.
그리고, 상기 제1 쉴드에 인가되는 전압 값은 0볼트이고, 상기 제2 쉴드에 인가되는 전압 값은 상기 제1 코일부에 인가되는 전압과 상기 제2 코일부에 인가되는 전압 사이의 값이며, 상기 제3 쉴드에 인가되는 전압 값은 상기 제3 코일부에 인가되는 전압과 상기 제4 코일부에 인가되는 전압 사이의 값일 수 있다.
또한, 상기 제2 쉴드에 인가되는 전압 값은 상기 제1 코일부에 인가되는 전압과 상기 제2 코일부에 인가되는 전압의 평균값이고, 상기 제3 쉴드에 인가되는 전압 값은 상기 제3 코일부에 인가되는 전압과 상기 제4 코일부에 인가되는 전압의 평균값일 수 있다.
그리고, 상기 제1 코어 및 상기 제2 코어를 포함하는 복수(N) 개의 코어; 및 상기 복수 개의 코어에 포함된 코일부를 감싸고, 상기 제1 쉴드 내지 상기 제 3 쉴드를 포함하는 복수(N+1) 개의 쉴드;를 포함하고, 상기 복수 개의 쉴드는, 상기 복수 개의 코어 중 X-1번째 코어의 2*(X-1) 코일부와 X번째 코어의 2*X-1 코일부를 함께 둘러싸면서 상기 2*(X-1) 코일부 및 상기 2*X-1 코일부와 이격되어 배치되고, N번째 코어의 2*N 코일부를 둘러싸면서 상기 2*N 코일부와 이격되어 배치되며, 내전압을 강화하기 위해 전압을 인가 받을 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제너레이터는 입력된 전압을 증폭하는 멀티플라이어; 및 상기 멀티플라이어의 기 설정된 노드로부터 내전압을 강화하기 위한 전압을 인가 받는 트랜스포머;를 포함한다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 엑스레이 발생장치는 제너레이터; 및 상기 제너레이터로부터 전압을 인가받고 엑스레이를 발생시키는 엑스레이 튜브;를 포함한다.
본 발명의 일 실시 형태의 트랜스포머에 따르면, 200kV이상의 전압을 사용하더라도 트랜스포머의 절연 간극을 증가시키지 않고, 내전압을 강화하여 트랜스포머의 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 트랜스포머를 포함하는 제너레이터를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 트랜스포머를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 트랜스포머를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 쉴드를 포함하는 트랜스포머를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 쉴드를 포함하는 다단 트랜스포머를 설명하기 위한 도면, 및
도 6a 및 도 6b는 다양한 형태의 트랜스포머의 내전압 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명의 다양한 실시 예들의 특징을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 명세서 전반에 걸친 내용 및 일반적인 상식을 토대로 정의되어야 한다.
또한, 본 명세서에 첨부된 각 도면에 기재된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 설명 및 이해의 편의를 위해서 서로 다른 실시 예들에서도 동일한 참조번호 또는 부호를 사용하여 설명한다. 즉, 복수의 도면에서 동일한 참조 번호를 가지는 구성요소를 모두 도시되어 있다고 하더라도, 복수의 도면들이 하나의 실시 예를 의미하는 것은 아니다.
본 명세서에서는 다양한 구성요소들을 지칭하기 위하여 제1, 제2 등의 용어를 사용할 수도 있다. 이러한 용어들은 구성요소들의 순서나 특징, 개수 등을 한정하기 위한 용어가 아니며, 구성요소들을 서로 구별하기 위한 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함한다" 또는 "구성된다"라고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 “...부", "모듈"은 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 “...부", "모듈"를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결뿐 아니라, 다른 매체를 통한 간접적인 연결의 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다는 의미는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예들에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 트랜스포머를 포함하는 제너레이터를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 1은 엑스레이 발생장치에 포함되는 제너레이터의 일부 구성을 도시한 도면이다.
엑스레이 발생장치(미도시)는 제너레이터(1000) 및 엑스레이 튜브(미도시)를 포함할 수 있다.
엑스레이 튜브(미도시)는 제너레이터로부터 전압을 인가 받고 엑스레이를 발생시킬 수 있다. 구체적으로, 엑스레이 튜브(미도시)에 포함된 필라멘트가 전류를 받아 가열되면 필라멘트로부터 열전자가 발생한다. 이 때 필라멘트가 제너레이터로부터 고전압의 직류 전압을 인가 받으면 필라멘트에서 발생된 열전자는 가속되고, 가속된 열전자는 타겟과 충돌하여 엑스레이를 발생시키게 된다.
엑스레이 발생장치의 제너레이터(1000)는 엑스레이를 조사하여 피사체를 촬영하는 장치로, 트랜스포머(100), 멀티플라이어(200), 정류회로(300)를 포함할 수 있다.
제너레이터는 입력된 전압을 증폭하는 멀티플라이어(200) 및 멀티플라이어의 기 설정된 노드로부터 내전압을 강화하기 위한 전압을 인가받는 트랜스포머(100)를 포함할 수 있다.
트랜스포머(100)는 대전력, 대전류용 트랜스포머로서, 제너레이터 내부의 Gird 트랜스포머, Filament 제어 트랜스포머일 수 있다. 트랜스포머(100)는 멀티플라이어(200) 및/또는 정류회로(300)와 연결되어 있을 수 있다. 구체적으로, 트랜스포머(100)는 멀티플라이어(200) 및/또는 정류회로(300)로부터 전압을 인가받아 트랜스포머(100) 내부의 내전압을 강화시킬 수 있다. 여기에서 내전압은 트랜스포머의 누설전류, 섬락(방전), 절연파괴 등을 일으키지 않는 최대 전압 크기의 한도를 의미한다.
이에 대한 구체적인 설명은 도2 내지 도 6에서 설명한다.
멀티플라이어(200)는 고전압 트랜스포머(미도시)로부터 받은 전압을 증폭시킨다. 그리고, 멀티플라이어(200)는 증폭된 전압을 트랜스포머(100) 및 정류회로(300)에 전달한다. 이를 위하여 멀티플라이어(200)의 양 끝단은 각각 고전압 트랜스포머(미도시) 및 정류회로(300)와 연결될 수 있으며, 멀티 플라이어(200)의 적어도 하나의 중간 노드는 트랜스포머(100)의 적어도 하나의 코어와 연결될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 멀티플라이어(200)는 다수의 고전압 콘덴서를 직렬로 배치하고, 이들 사이에 고전압 다이오드를 배치하여 구성될 수 있다. 이러한 배치를 통하여, 멀티플라이어(200)는 고전압 트랜스포머(미도시)로부터 받은 입력 전압을 고전압 콘덴서의 개수만큼 승압시켜서 고전압을 얻을 수 있다. 구체적으로, 멀티플라이어(200)는 입력 전압과 동일한 전압이 각각의 고전압 콘덴서에 충전되고, 각각의 고전압 콘덴서에 충전된 전압의 합이 출력 전압이므로, 멀티플라이어(200)의 고전압 트랜스포머(미도시)와 연결된 끝단에서부터 정류회로(300)와 연결된 끝단으로 갈수록 전압이 증가하게 된다.
도 1에 도시된 바와 같이 트랜스포머(100)가 복수 개의 코어를 포함하는 경우, 복수 개의 코어 중 트랜스포머(100) 한쪽 끝에 있는 코어는 정류회로(300)로부터 전압을 인가받고, 나머지 코어는 멀티플라이어(200)로부터 전압을 인가받을 수 있다. 이때, 복수 개의 코어에 각각 인가되는 전압의 크기는 서로 상이하며, 멀티플라이에서 전압이 증가됨에 따라, 복수 개의 코어 각각에 인가되는 전압의 크기는 증가할 수 있다.
즉, 트랜스포머(100) 내의 하나의 코어는 멀티플라이어(200) 또는 정류회로(300)로부터 전압을 인가받게 되는데, 코어에 일정한 크기의 전압만이 인가되므로 코어 내부에서 연면 방전은 일어나지 않게 된다.
한편, 이는 일 실시예 일 뿐이며, 복수 개의 코어 중 한쪽 끝에 있는 코어는 정류회로(300)로부터, 다른 쪽 끝에 있는 코어는 고전압 트랜스포머(미도시)로부터 전압을 인가 받을 수도 있다. 또는 복수 개의 코어 전부 멀티플라이어(200)로부터 전압을 인가 받을 수도 있다.
또 다른 실시예로, 도 1에 도시된 것과는 다르게 트랜스포머(100)는 하나의 코어만을 포함할 수도 있는데, 이 경우 코어는 멀티플라이어(200) 또는 정류회로(300)로부터 전압을 인가받을 수 있다.
트랜스포머(100)에 포함되는 코어의 형태는 다양할 수 있으며, 코어의 형태에 따라 엑스레이 큐브의 제너레이터는 다양한 실시예의 트랜스포머(100)를 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 트랜스포머를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 트랜스포머를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머는 코어(110), 제1 코일부(120-1) 및 제2 코일부(120-2)를 포함할 수 있다.
코어는 코일, 변압기, 펄스 트랜스, 고주파 코일 등을 소형화하기 위한 것으로, 자기투과율이 높은 재료를 가공하여 자심으로 삽입한 것이 될 수 있다.
도 2에서는 코어가 I-I 형 코어로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한하는 것은 아니며, E-I형 코어, E-E형 코어 등으로 이루어질 수 있다.
코어(110)는 소프트(연성) 페라이트, 하드(경성) 페라이트, 또는 반경자성 페라이트로 이루어질 수 있다.
소프트(연성) 페라이트는 자기장 내에서 자성을 나타내는 연자성체로, Mn-Zn계 Ni-Zn계 합금이 사용될 수 있다. 소프트(연성) 페라이트는 고주파역에서의 와전류 손실이 적은 이점이 있다.
하드(경성) 페라이트는 Ba, Sr 합금을 사용하는 페라이트로, 영구 자석 또는 자기장을 발생하기 위하여 사용될 수 있다.
반경자성 페라이트에는 쉽게 자화되지 않지만, 일단 자화되면 그 상태를 유지하는 페라이트를 의미하며, 대표적으로 Fe2O3 합금이 사용될 수 있다. 또한 반경자성 페라이트는 메모리, 테이프, 디스크 등에 사용될 수 있다.
그러나 코어(110)의 재질이 반드시 소프트(연성) 페라이트, 하드(경성) 페라이트, 또는 반경자성 페라이트로 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라 기타 다른 재료로 변경될 수 있다.
제1 코일부(120-1)는 코어(110)의 제1 영역을 감싸는 권선을 포함하고, 제2 코일부(120-2)는 코어(110)의 제2 영역을 감싸는 권선을 포함할 수 있다.
도 2에는 제1 코일부(120-1) 및 제2 코일부(120-2)에 포함된 권선이 직접 코어(110)의 제1 영역 및 제2 영역을 감싸는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한하는 것은 아니다. 권선이 보빈에 감겨져, 보빈이 코어에 연결될 수도 있음은 물론이다.
제1 코일부(120-1) 및 제2 코일부(120-2)의 권선은 구리, 알루미늄 등 기타 금속재질의 와이어로 코어 또는 보빈에 소정의 횟수로 감길 수 있다. 여기서, 와이어는 절연 물질로 피복되거나 또는 코팅된 형태일 수 있다. 그러나 와이어의 표면이 절연물질로 반드시 피복 또는 코팅되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 와이어와 와이어 사이에 별도의 절연 테이프가 감기는 경우에는 상기 절연 피복을 생략할 수 있다.
제1 코일부(120-1)의 권선 패턴이 형성하는 권선의 권선 수는 제2 코일부(120-2)의 권선의 권선 수와 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 코일부(120-1)의 권선 패턴이 형성하는 권선의 권선 수는 제2 코일부(120-2)의 권선의 권선 수보다 클 수 있다. 그러나 이와 반대의 경우도 가능할 수 있다.
제1 코일부(120-1)와 제2 코일부(120-2)에 인가되는 전압의 크기에 따라, 제1 코일부(120-1)와 제2 코일부(120-2) 간의 절연 거리가 달라질 수 있다. 구체적으로, 제1 코일부(120-1)와 제2 코일부(120-2)에 인가되는 전압의 차이가 클수록, 내전압이 증가할 수 있다.
즉 내전압에 따라 제1 코일부(120-1)와 제2 코일부(120-2) 간의 절연 거리가 증가될 수 있다.
한편, 코어(110)는 내전압을 강화하기 위하여 전압을 인가받을 수 있다. 구체적으로, 코어(110)의 제1 코일부(120-1) 및 제2 코일부(120-2) 사이에 전압을 인가하여, 코어(110)의 내전압을 강화시킬 수 있다.
트랜스 포머는 제너레이터에 포함된 멀티플라이어(200)와 연결되어, 멀티플라이어(200)로부터 전압을 인가 받을 수 있다. 이때, 코어의 연면 방전을 방지하기 위하여, 트랜스 포머의 코어(110)는 균일한 저항을 가질 수 있다. 코어에 일정한 전압을 가하더라도, 코어 내부의 저항이 다른 경우 코어 내부의 저항에 따라 걸리는 전압이 상이하게 될 수 있으며, 이 경우 연면 방전이 일어나게 된다. 그러나, 코어 내부의 저항이 균일하게 되면, 외부에서 코어에 전압을 가하더라도 코어에 인가되는 전압의 크기가 균등하기 때문에 코어의 연면 방전을 방지할 수 있다.
코어(110)에 인가되는 전압의 값은, 제1 코일부(120-1)에 인가되는 전압과 제2 코일부(120-2)에 인가되는 전압 사이의 값일 수 있다. 즉, 코어(110)에 인가되는 전압의 값은 제1 코일부(120-1)에 인가되는 전압보다 크거나 같고, 제2 코일부(120-2)에 인가되는 전압보다 작거나 같을 수 있으며, 반대로 제1 코일부(120-1)에 인가되는 전압보다 작거나 같고, 제2 코일부(120-2)에 인가되는 전압보다 크거나 같을 수 있다.
이때, 코어(110)의 내전압을 보다 균등하게 강화하기 위하여, 코어(110)에 인가되는 전압의 값은 제1 코일부(120-1)에 인가되는 전압과 제2 코일부(120-2)에 인가되는 전압의 평균값일 수 있다.
예를 들어, 도 2의 제1 코일부(120-1)에 0V의 전압이 인가되고, 제2 코일부(120-2)에 200kV/mm의 전압이 인가된 경우, 코어(110)에 제1 코일부(120-1)의 전압(0V)와 제2 코일부(120-2)의 전압(200kV/mm)의 평균값인 100kV/mm를 인가하여, 코어(110)의 내전압을 균등하게 강화할 수 있다.
이 경우, 코어(110)의 내전압이 균등하게 강화됨에 따라, 트랜스포머의 0kV/mm의 전압이 인가된 제1 코일부(120-1)와 200kV/mm의 전압이 인가된 제2 코일부(120-2)간의 절연 간극이 줄어드는 효과를 얻을 수 있다. 이에 따라, 트랜스포머의 부피가 감소되며, 절연 간극에 비례하는 전력 손실을 예방할 수 있기 때문에 트랜스포머의 효율을 높일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머는 복수 개의 자성체를 포함하는 구조로 형성될 수 있다.
이와 관련하여, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 트랜스포머를 설명하기 위한 도면이다. 도 3의 코어 및 코일부와 관련된 설명 중 도 2와 중복되는 부분에 관하여서는 설명을 생략하기로 한다.
트랜스포머는 복수 개의 코어를 포함할 수 있다.
도 3은 도 2에서 설명한 제1 코어(110-1)에 균일한 내부 저항을 가지는 제2 코어(110-2)를 추가한 도면으로, 제2 코어(110-2)는 제3 코일부(120-3) 및 제4 코일부(120-4)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 코어(110-1 및 110-2)는 코일을 이용하여 서로 연결될 수 있다. 제1 코어(110-1)의 제2 코일부(120-2)를 감싸면서 제1 코어(110-1)의 제2 코일부(120-2)와 연결된 권선이 제2 코어(110-2)의 제3 영역을 감쌀 수 있다.
이와 관련하여, 제2 코어(110-2)의 제3 코일부(120-3)는 제1 코어의 제2 코일부(120-2)와 연결되고, 제2 코어(110-2)의 제3 영역을 감싸는 권선을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 코어(110-1)의 제2 코일부(120-2)의 전압과 제2 코어(110-2)의 제3 코일부(120-3)의 전압은 서로 같을 수 있다.
한편, 제2 코어(110-2)의 제4 코일부(120-4)는 제2 코어(110-2) 의 제4 영역을 감싸는 권선을 포함하고, 제2 코어(110-2)의 제3 코일로부터 전류가 유도될 수 있다.
상술한 제1 코어(110-1)와 마찬가지로, 제2 코어(110-2)의 제3 코일부(120-3)의 권선의 권선 수와 제4 코일부(120-4)의 권선의 권선수가 상이할 수 있음은 물론이다.
도 2에서 상술한 바와 같이, 권선은 제1 및 제2 코어를 직접 감쌀 수 있지만, 권선이 보빈에 감겨지고 보빈이 제1 및 제2 자성체를 감쌀 수도 있다.
한편, 다단 트랜스포머의 경우에도, 제1 및 제2 코어는 내전압을 강화하기 위하여 전압을 인가 받을 수 있다. 제1 및 제2 코어(110-1, 110-2)는 제너레이터(미도시)에 포함된 고압 트랜스포머(미도시) 또는 배압기(미도시)를 통하여 고압의 전압을 인가 받을 수 있다.
이때, 제1 코어(110-1)에 인가되는 전압은 제1 코일부(120-1)에 인가되는 전압과 제2 코일부(120-2)에 인가되는 전압 사이의 값이라는 점은 도 2에서 상술한 바와 같다.
마찬가지로, 제2 코어에 인가되는 전압의 값은 제3 코일부(120-3)에 인가되는 전압과 제4 코일부(120-4)에 인가되는 전압 사이의 값이 될 수 있다.
예를 들어, 제1 코어(110-1)의 제1 코일부(120-1)에 0V, 제1 코어(110-1)의 제2 코일부(120-2) 및 제2 코어(110-2)의 제3 코일부(120-3)에 160kV/mm, 제2 코어(110-2)의 제4 코일부((120-4)에 320kV/mm를 인가한 경우를 가정하기로 한다. 제1 코어(110-1)는 멀티플라이어(200)로부터 110kV/mm를 인가받고, 제2 코어(110-2)는 멀티플라이어(200)로부터 200kV/mm를 인가받음으로써, 트랜스포머의 내전압을 강화할 수 있다.
한편, 트랜스포머의 내전압을 보다 균등하게 강화하기 위하여, 제2 코어(110-2)는 제2 코어(110-2)의 제3 코일부(120-3)에 인가되는 전압과 제4 코일부(120-4)에 인가되는 전압의 평균 값의 크기를 갖는 전압을 인가받을 수 있다.
이와 관련하여, 상술한 예시를 활용하면, 제1 코어(110-1)는 제1 코일부(120-1)의 0V와 제2 코일부(120-2)의 160kV/mm의 평균 크기의 전압인 80kV/mm의 전압을 제1 코어(110-1)에 인가받을 수 있고, 제2 코어(110-2)는 제3 코일부(120-3)의 160kV/mm와 제4 코일부(120-4)의 320kV/mm의 평균 크기의 전압인 240kV/mm 전압을 제2 코어(110-2)에 인가받을 수 있다.
트랜스포머의 제1 및 제2 코어(110-1 및 110-2)는 외부로부터 전압을 인가받음으로써, 트랜스포머의 내전압을 강화할 수 있다. 또한, 트랜스포머에 고전압을 인가하여 트랜스포머의 내전압을 강화함으로써, 제1 코일부(120-1)와 제2 코일부(120-2)의 절연 간극 및 제3 코일부(120-3) 및 제4 코일부(120-4) 간의 절연 간극을 줄일 수 있고, 절연 간극에 비례하는 전력 손실을 예방할 수 있다.
한편, 도 2에는 트랜스포머(100)가 2 개의 코어를 포함하는 실시예가 도시되어 있으나, 트랜스포머(100)는 제1 코어(110-1) 및 제2 코어(110-2)를 포함하는 복수(N)개의 코어를 포함할 수 있다.
이때, 제1 코어 내지 제 N 코어는 각각 균일한 내부 저항을 가지고, 트랜스포머의 내전압을 강화하기 위하여 전압을 인가 받을 수 있다. 상술한 바와 마찬가지로, 제X 코어 (1<=X<=N)는 제(2*X-1) 코일부에 인가되는 전압 및 제2*X 코일부에 전압의 사이의 값을 가지는 전압을 인가 받을 수 있으며, 제(2*X-1) 코일부에 인가되는 전압 및 제2*X 코일부에 전압의 평균 전압 값을 가지는 전압을 인가 받을 수 있음은 물론이다.
한편, 트랜스포머의 자성체에 직접 전압을 인가하는 방법 이외에도 트랜스포머에 쉴드를 두어 쉴드에 전압을 인가하는 방법으로 트랜스포머의 내전압을 강화할 수 있다.
이와 관련하여, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 쉴드를 포함하는 트랜스포머를 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 코어(110) 및 코일부(120-1 및 120-2)와 관련하여, 도 1과 중복되는 범위 내에서는 설명을 생략한다.
트랜스포머는 쉴드(130-1 및 130-2)를 포함할 수 있다. 쉴드는 트랜스포머의 코어(110)의 일부 및 코일부(120-1 및 120-2)와 일정 거리 이격된 상태에서 코어(110)의 일부 및 코일부(120-1 및 120-2)를 둘러싸는 형태로 관(管) 형상일 수 있다.
도 4에서 쉴드(130-1 및 130-2)가 코어(110)의 일부 및 코일부(120-1 및 120-2)를 둘러쌈에 따라, 쉴드(130-1 및 130-2)에 의해 가려지는 코어(110)의 일부 및 코일부(120-1 및 120-2)에 대하여는 점선으로 도시하여 나타내기로 한다.
구리 알루미늄 등과 같이 전기를 전달할 수 있는 도체 물질은 쉴드의 재료가 될 수 있다.
트랜스포머는 제1 코일부(120-1)를 둘러싸면서 제1 코일부(120-1)와 이격되어 배치되는 제1 쉴드(130-1) 및 제2 코일부(120-2)를 둘러싸면서 제2 코일부(120-2)와 이격되어 배치되는 제2 쉴드(130-2)를 더 포함할 수 있다.
쉴드(130)는 엑스레이 제너레이터(1000)에 포함된 멀티플라이어(200)로부터 전압을 인가 받을 수 있다. 쉴드에 전압이 인가되면, 전자기 유도에 따라 트랜스포머의 코어(110)에 전압을 인가한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있으며, 트랜스포머의 내전압이 강화될 수 있다.
도 4와 같이 트랜스포머가 하나의 코어(110)로 구성된 경우, 제1 쉴드(130-1)에 인가되는 전압 값은 0V(볼트)이고, 제2 쉴드(130-2)에 인가되는 전압은 트랜스포머의 제1 코일부(120-1)에 인가되는 전압과 제2 코일부(120-2)에 인가되는 전압의 사이 값일 수 있다.
이때, 트랜스포머의 내전압을 보다 균등하게 강화하기 위하여, 제2 쉴드(130-2)에 인가되는 전압의 값은 제1 코일부(120-1)에 인가되는 전압과 제2 코일부(120-2)에 인가되는 전압의 평균값일 수 있다.
가령, 트랜스포머는 하나의 코어(110)로 구성되고 제1 코일부(120-1)의 전압이 0V, 제2 코일부(120-2)의 전압이 200kV/mm라고 가정하자. 이 경우, 제1 코일부(120-1)를 둘러싸면서 이격되어 배치된 제1 쉴드(130-1)에는 0V의 전압이 인가되고, 제2 코일부(120-2)를 둘러싸면서 이격되어 배치된 제2 쉴드(130-2)에는 제1 코일부(120-1)의 전압과 제2 코일부(120-2)의 전압의 평균값인 100kV/mm가 인가될 수 있다.
제2 쉴드(130-2)에 100kV/mm의 전압을 인가하는 경우, 전자기 유도 현상에 의하여 코어의 제1 코일부(120-1)와 제2 코일부(120-2) 사이에 100kV/mm의 전압을 인가한 것과 유사한 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도 3의 경우와 마찬가지로, 트랜스포머는 복수 개의 코어를 포함할 수 있으며, 그에 따라 복수 개의 쉴드를 포함할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 쉴드를 포함하는 다단 트랜스포머를 설명하기 위한 도면이다. 이와 관련하여, 코어(110), 코일부(120), 쉴드(130), 복수 개의 코어의 연결 등과 같이 도 3 및 도 4와 중복되는 범위 내에서의 설명은 생략하기로 한다.
쉴드를 포함하는 다단 트랜스포머의 경우, (코어의 개수 + 1)개의 쉴드를 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 트랜스포머가 2개의 코어를 포함하는 경우, 트랜스포머는 3개의 쉴드를 포함할 수 있다.
이 경우, 제1 쉴드(130-1)는 제1 코어(110-1)의 제1 코일부(120-1)를 둘러싸면서 제1 코일부와 이격되어 배치되고, 제2 쉴드(130-2)는 제1 코어(110-1)의 제2 코일부(120-2) 및 제2 코어(110-2)의 제3 코일부(120-3)를 함께 둘러싸면서 제2 코일부(120-2) 및 제3 코일부(120-3)와 이격되어 배치되고, 제3 쉴드는 제2 코어(110-2)의 제4 코일부(120-4)를 둘러싸면서 제4 코일부(120-4)와 이격되어 배치될 수 있다.
한편, 다단 트랜스포머의 경우, 2개 이상의 코어를 포함할 수 있으며, 쉴드는 코어의 개수에 따라 복수 개 포함될 수 있다.
그러나, 트랜스포머에 포함되는 쉴드의 개수는 반드시 (코어의 개수 + 1)일 필요는 없으며, 트랜스포머의 코어 및 코일부의 성능, 설계자의 의도 등에 따라 달라질 수 있다. 즉, 트랜스포머가 복수 개의 코어를 포함하더라도, 트랜스포머에 포함되는 쉴드의 개수는 코어의 개수와 동일하거나 그보다 적을 수도 있으며, 트랜스포머가 하나의 쉴드만을 포함할 수 있음은 물론이다.
다만, 도 4에서는 제1, 제2 및 제3 쉴드가 제1 및 제2 코어(110-2)의 코일부를 각각 감싸는 경우에 대하여 설명하도록 한다.
이 경우, 제1 쉴드(130-1)에 인가되는 전압의 값은 0V(볼트)이고, 제2 쉴드(130-2)에 인가되는 전압의 값은 제1 코어(110-1)의 제1 코일부(120-1)에 인가되는 전압과 제2 코일부(120-2)에 인가되는 전압의 사이 값이며, 제3 쉴드에 인가되는 전압 값은 제2 코어(110-2)의 제3 코일부(120-3)에 인가되는 전압과 제4 코일부(120-4)에 인가되는 전압 사이의 값일 수 있다.
예를 들어, 제1 코어(110-1)의 제1 코일부(120-1)가 0V, 제1 코어(110-1)의 제2 코일부(120-2) 및 제2 코어(110-2)의 제3 코일부(120-3)가 180kV/mm, 제2 코어(110-2)의 제4 코일부(120-4)가 350kV/mm인 경우, 제1 쉴드(130-1)에는 0V, 제2 쉴드(130-2)에는 제1 코일부(120-1)의 전압 값과 제2 코일부(120-2)의 전압 값의 중간 값인 100kV/mm, 제3 쉴드(130-3)에는 제3 코일부(120-3)의 전압 값과 제4 코일부(120-4)의 전압 값의 중간 값인 300kV/mm가 인가될 수 있다.
이에 따라, 제1 및 제2 코어는 전압을 외부로부터 전압을 인가 받는 것과 유사한 효과를 얻을 수 있으며, 이에 따라 트랜스포머의 내전압이 강화될 수 있다.
한편, 트랜스포머의 내전압을 보다 균등하게 강화하기 위하여, 제2 쉴드(130-2)에 인가되는 전압 값은 제1 코일부(120-1)에 인가되는 전압과 제2 코일부(120-2)에 인가되는 전압의 평균 값이고, 제3 쉴드에 인가되는 전압 값은 제3 코일부(120-3)에 인가되는 전압과 제4 코일부(120-4)에 인가되는 전압의 평균 값일 수 있다.
가령, 상기 예시와 동일하게 제1 코어(110-1)의 제1 코일부(120-1)가 0V, 제1 코어(110-1)의 제2 코일부(120-2) 및 제2 코어(110-2)의 제3 코일부(120-3)가 180kV/mm, 제2 코어(110-2)의 제4 코일부(120-4)가 350kV/mm인 경우, 제1 쉴드(130-1)에는 0V가 인가 되고, 제2 쉴드(130-2)에는 제1 코일부(120-1)에 인가되는 전압(0V)과 제2 코일부(120-2)에 인가되는 전압(180kV/mm)의 평균 값인 90kV/mm의 전압이 인가될 수 있으며, 제3 쉴드에는 제3 코일부(120-3)에 인가되는 전압(180kV/mm)과 제4 코일부(120-4)에 인가되는 전압(350kV/mm)의 평균 값인 265kV/mm의 전압이 인가될 수 있다.
한편, 도 5에는 2개의 코어를 포함하는 트랜스포머가 도시되어 있으나, 트랜스포머는 균일한 내부 저항을 가지는 복수(N)개의 코어 및 복수 (N+1)개의 쉴드를 가질 수 있다.
구체적으로, 트랜스포머는 제1 코어 및 제2 코어를 포함하는 복수(N)개의 코어 및 복수 개의 코어에 포함된 코일부를 감싸고, 상술한 제1 쉴드 내지 제3 쉴드를 포함하는 복수(N+1)개의 쉴드를 포함할 수 있다.
이때, 복수 개의 쉴드는, 복수 개의 코어 중 X-1번째 코어의 2*(X-1) 코일부와 X번째 코어의 2*X-1 코일부를 함께 둘러싸면서 상기 2*(X-1) 코일부 및 상기 2*X-1 코일부와 이격되어 배치되고, N번째 코어의 2*N 코일부를 둘러싸면서 상기 2*N 코일부와 이격되어 배치될 수 있으며, 내전압을 강화하기 위해 전압을 인가 받을 수 있다. 상술한 바와 마찬가지로, 제X 쉴드(1<=X<=N)는 제(X-1) 코어의 제{2(X-1)-1} 코일부에 인가되는 전압 및 제2(X-1) 코일부에 인가되는 전압의 사이 값이 될 수 있다. 또한, 제X 쉴드(1<=X<=N)는 제(X-1) 코어의 제{2(X-1)-1} 코일부에 인가되는 전압 및 제2(X-1) 코일부에 인가되는 전압의 평균값이 될 수 있음은 물론이다.
이처럼, 쉴드에 전압이 인가되면, 전자기 유도 현상에 따라 제1 및 제2 자성체에 전압이 인가되는 효과를 얻을 수 있으며, 이에 따라 트랜스포머의 내전압이 강화되는 효과를 얻을 수 있다.
이와 관련하여, 도 6은 다양한 형태의 트랜스포머의 내전압 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 6에는 3개의 코어가 있는데, 아래에서부터 각각 제1 코어(110-1), 제2 코어(110-2) 및 제3 코어(110-3)을 의미한다.
도 6에 있어서, 붉은 색으로 나타나있는 부분이 0V를 의미하며, 파란 색으로 나타나 있는 부분이 350kV/mm를 의미한다. 즉, 붉은 색에서 파란 색으로 진행될 수록 전압의 크기가 증가한다.
도 6(a)는 다단 트랜스포머에서 전압을 인가하지 않은 경우의 전압 강화를 나타내는 도면이다.
도 6(a)에 도시된 바와 같이, 트랜스포머의 제1 코어(110-1) 및 제2코어(110-2)는 붉게 표시되어 있다는 점에서 대략 0V일 수 있다.
한편, 제3 코어(110-3)의 경우, 제2 코어(110-2)와 연결되어 있는 코일부는 붉게 표시되어 있어 대략 0V이나, 제2 코어(110-2)와 연결되지 않은 코일부는 파랗게 표시되어 있어 대략 350kV/mm인 것을 알 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제3 코어(110-3)의 일 측면에서 전압의 변화가 급격하게 이루어지는 것을 볼 수 있다.
즉, 다단 트랜스포머에서 전압을 인가하지 않는 경우, 다단 트랜스포머의 내전압은 균등하게 강화되지 않을 수 있다.
한편, 도 6(b)는 다단 트랜스포머에서 전압을 인가한 경우를 나타내는 도면이다.
도 6(b)에 도시된 바와 같이, 다단 트랜스포머에 전압을 인가한 경우, 트랜스포머의 제1 코어(110-1)의 제2 코어(110-2)와 연결되지 않은 코일부는 붉은색으로 표시되어 0V이고, 제3 코어(110-3))의 제2 코어(110-2)와 연결되지 않은 부분은 파란색으로 표시되어 350kV/mm인 것을 알 수 있다.
그리고, 제1 코어(110-1)로부터 제3 코어(110-3)까지 빨강, 주황, 노랑, 초록, 파란색으로 색상이 고르게 분포되는 점에서, 제1, 제2 및 제3 코어(110-1, 110-2, 110-3)에 전압이 고르게 강화되는 것을 알 수 있다.
즉, 다단 트랜스포머에 전압을 인가한 경우, 전압은 다단 트랜스포머에서 전압을 인가하지 않은 경우보다 고르게 분포될 수 있다.
한편, 도 6에는 쉴드를 포함하는 않은 다단 트랜스포머에 대한 시뮬레이션 결과가 도시되어 있으나, 쉴드 포함 여부와 상관없이 전압 인가 여부에 따라 도 6의 결과와 유사한 전압 강화 패턴이 나타날 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100: 트랜스포머 110: 코어
120: 코일부 130: 쉴드
200: 멀티플라이어 300: 정류회로

Claims (16)

  1. 균일한 내부 저항을 가지는 제1 코어;
    상기 제1 코어의 제1 영역을 감싸는 권선을 포함하는 제1 코일부; 및
    상기 제1 코어의 제2 영역을 감싸는 권선을 포함하고, 상기 제1 코일부로부터 전류가 유도되는 제2 코일부;를 포함하고,
    상기 제1 코어는,
    내전압을 강화하기 위해 전압을 인가받는, 트랜스포머.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코어에 인가되는 전압 값은,
    상기 제1 코일부에 인가되는 전압과 상기 제2 코일부에 인가되는 전압 사이의 값인, 트랜스포머.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 코어에 인가되는 전압 값은,
    상기 제1 코일부에 인가되는 전압과 상기 제2 코일부에 인가되는 전압의 평균값인, 트랜스포머.
  4. 제1항에 있어서,
    균일한 내부 저항을 가지는 제2 코어;
    상기 제2 코일부와 연결되고, 상기 제2 코어의 제3 영역을 감싸는 권선을 포함하는 제3 코일부; 및
    상기 제2 코어의 제4 영역을 감싸는 권선을 포함하고, 상기 제3 코일부로부터 전류가 유도되는 제4 코일부;를 더 포함하고,
    상기 제2 코어는,
    내전압을 강화하기 위해 전압을 인가받는, 트랜스포머.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 코어에 인가되는 전압 값은,
    상기 제3 코일부에 인가되는 전압과 상기 제4 코일부에 인가되는 전압 사이의 값인, 트랜스포머.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 코어에 인가되는 전압 값은,
    상기 제3 코일부에 인가되는 전압과 상기 제4 코일부에 인가되는 전압의 평균값인, 트랜스포머.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1 코어 및 상기 제2 코어를 포함하는 복수(N)개의 코어;를 포함하고,
    상기 제1 코어 내지 제N 코어는,
    각각 균일한 내부 저항을 가지고, 내전압을 강화하기 위해 전압을 인가받는, 트랜스포머.
  8. 균일한 내부 저항을 가지는 제1 코어;
    상기 제1 코어의 제1 영역을 감싸는 제1 코일부;
    상기 제1 코어의 제2 영역을 감싸고, 상기 제1 코일부로부터 전류가 유도되는 제2 코일부;
    상기 제1 코일부를 둘러싸면서 상기 제1 코일부와 이격되어 배치되는 제1 쉴드; 및
    상기 제2 코일부와 둘러싸면서 상기 제2 코일부와 이격되어 배치되는 제2 쉴드;를 포함하고,
    상기 제1 쉴드 및 상기 제2 쉴드는,
    내전압을 강화하기 위해 전압을 인가받는, 트랜스포머.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 쉴드에 인가되는 전압 값은 0볼트이고,
    상기 제2 쉴드에 인가되는 전압 값은 상기 제1 코일부에 인가되는 전압과 상기 제2 코일부에 인가되는 전압 사이의 값인, 트랜스포머.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 쉴드에 인가되는 전압 값은 상기 제1 코일부에 인가되는 전압과 상기 제2 코일부에 인가되는 전압의 평균값인, 트랜스포머.
  11. 제8항에 있어서,
    균일한 내부 저항을 가지는 제2 코어;
    상기 제2 코일부와 연결되고, 상기 제2 코어의 제3 영역을 감싸는 권선을 포함하는 제3 코일부;
    상기 제2 코어의 제4 영역을 감싸는 권선을 포함하고, 상기 제3 코일부로부터 전류가 유도되는 제4 코일부; 및
    상기 제4 코일부를 둘러싸면서 상기 제4 코일부와 이격되어 배치되는 제3 쉴드;를 포함하고,
    상기 제2 쉴드는,
    상기 제2 코일부 및 상기 제3 코일부를 함께 둘러싸면서 상기 제2 코일부 및 상기 제3 코일부와 이격되어 배치되며,
    상기 제1 쉴드 내지 상기 제3 쉴드는,
    내전압을 강화하기 위해 전압을 인가받는, 트랜스포머.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 쉴드에 인가되는 전압 값은 0볼트이고,
    상기 제2 쉴드에 인가되는 전압 값은 상기 제1 코일부에 인가되는 전압과 상기 제2 코일부에 인가되는 전압 사이의 값이며,
    상기 제3 쉴드에 인가되는 전압 값은 상기 제3 코일부에 인가되는 전압과 상기 제4 코일부에 인가되는 전압 사이의 값인, 트랜스포머.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 쉴드에 인가되는 전압 값은 상기 제1 코일부에 인가되는 전압과 상기 제2 코일부에 인가되는 전압의 평균값이고,
    상기 제3 쉴드에 인가되는 전압 값은 상기 제3 코일부에 인가되는 전압과 상기 제4 코일부에 인가되는 전압의 평균값인, 트랜스포머.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 코어 및 상기 제2 코어를 포함하는 복수(N) 개의 코어; 및
    상기 복수 개의 코어에 포함된 코일부를 감싸고, 상기 제1 쉴드 내지 상기 제 3 쉴드를 포함하는 복수(N+1) 개의 쉴드;를 포함하고,
    상기 복수 개의 쉴드는,
    상기 복수 개의 코어 중 X-1번째 코어의 2*(X-1) 코일부와 X번째 코어의 2*X-1 코일부를 함께 둘러싸면서 상기 2*(X-1) 코일부 및 상기 2*X-1 코일부와 이격되어 배치되고,
    N번째 코어의 2*N 코일부를 둘러싸면서 상기 2*N 코일부와 이격되어 배치되며,
    내전압을 강화하기 위해 전압을 인가받는, 트랜스포머.
  15. 입력된 전압을 증폭하는 멀티플라이어; 및
    상기 멀티플라이어의 기 설정된 노드로부터 내전압을 강화하기 위한 전압을 인가받는 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 트랜스포머;를 포함하는 제너레이터.
  16. 제15항에 기재된 제너레이터; 및
    상기 제너레이터로부터 전압을 인가받고 엑스레이를 발생시키는 엑스레이 튜브;를 포함하는 엑스레이 발생장치.
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