KR102227358B1 - 평판형 변압기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판형 변압기에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 평판형 변압기는, 중앙부의 관통홀을 둘러싸며 형성되는 제1 격벽과 제1 격벽에 이격되어 가장자리 영역으로 형성되는 제2 격벽을 포함하는 제1 하우징부, 제1 하우징부의 제1 격벽과 제2 격벽의 사이에 구비되어 전압을 제공받는 복수의 1차 코일부, 복수의 1차 코일부의 사이에 구비되는 2차 코일부, 및 제1 하우징부에 수용되는 복수의 1차 코일부 및 2차 코일부를 일측에서 덮으면서 제1 하우징부에 체결되는 제2 하우징부를 포함할 수 있다.

Description

평판형 변압기{Planar Transformer}

본 발명은 평판형 변압기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가령 소형의 평판형 변압기의 제조시 조립성을 향상시켜 제조비용을 감소시키고, 또 조립 후의 완성품을 통해서는 열과 EMI 효과를 동시에 해결하는 평판형 변압기에 관한 것이다.

일반적으로, 변압기(transformer)는 전자 상호유도 작용을 이용하여 교류 전압을 높이거나 낮추는 장치로 1차코일, 2차코일 및 자기코어(자심) 등으로 이루어진다. 기존의 전통적인 변압기의 제조방법은 보빈에 1차 코일과 2차 코일을 내측으로부터 외측으로 권선(winding)하는 게 일반적이다. 그러나 이러한 방법은 원자재 재질의 편차, 권선기의 편차, 권선표면의 평탄도 문제 등에 의해 균일한 EMI 품질확보가 어렵고 제품 높이가 크다는 문제가 있다.

이를 해결하기 위하여 종래에는 평판 변압기가 개시된 바 있으며, 평판 변압기는 주권선, 보조권선, EMI(Electro Magnetic Interference) 차폐권선 등을 보빈에 감지않고 셀프본딩 와이어를 사용하여 각각의 지그로 정밀하게 권선 성형하여 적층하는 타입으로 각 레이어(layer)별로 정확한 턴수의 제작이 가능하다.

그러나, 2차 코일인 삼중절연와이어를 스프링 권선하고 1차 코일의 외측에 적층하는 것은 와이어를 2차측 핀으로 잡아당겨 결선하는 과정에서 정렬이 틀어져 EMI 품질 문제가 발생한다.

한국등록특허공보 제10-2000249호(2019.07.09) 한국등록특허공보 제10-2109367호(2020.05.06) 한국등록특허공보 제10-2036488호(2019.10.19) 한국등록특허공보 제10-2024851호(2019.09.18) 한국등록특허공보 제10-2159315호(2020.09.17) 한국공개특허공보 제10-2020-0081195호(2020.07.07) 한국공개특허공보 제10-2020-0022304호(2020.03.03)

본 발명의 실시예는 가령 소형의 평판형 변압기의 제조시 조립성을 향상시켜 제조비용을 감소시키고, 또 조립 후의 완성품을 통해서는 열과 EMI 효과를 동시에 해결하는 평판형 변압기를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 평판형 변압기는, 중앙부의 관통홀을 둘러싸며 형성되는 제1 격벽과 상기 제1 격벽에 이격되어 가장자리 영역으로 형성되는 제2 격벽을 포함하는 제1 하우징부, 상기 제1 하우징부의 상기 제1 격벽과 상기 제2 격벽의 사이에 구비되어 전압을 제공받는 복수의 1차 코일부, 상기 복수의 1차 코일부의 사이에 구비되는 2차 코일부, 및 상기 제1 하우징부에 수용되는 상기 복수의 1차 코일부 및 상기 2차 코일부를 일측에서 덮으면서 상기 제1 하우징부에 체결되는 제2 하우징부를 포함한다.

상기 제2 하우징부는, 상기 제1 격벽에 체결되는 제3 격벽, 및 상기 제2 격벽에 체결되는 제4 격벽을 포함할 수 있다.

상기 제1 격벽과 상기 제2 격벽의 높이가 상기 제1 하우징부의 바닥면을 기준으로 서로 다르게 형성되며, 상기 제1 격벽의 높이가 상기 제2 격벽의 높이보다 높게 형성될 수 있다.

상기 제1 격벽과 상기 제4 격벽이 동일 높이로 형성되고, 상기 제2 격벽과 상기 제3 격벽가 동일 높이로 형성될 수 있다.

상기 제1 하우징부 및 상기 제2 하우징부 중 적어도 하나는, 상기 제1 격벽과 상기 제3 격벽을 체결 및 결합하는 제1 체결부, 및 상기 제2 격벽과 상기 제4 격벽을 체결 및 결합하는 제2 체결부를 포함할 수 있다.

상기 제1 격벽과 상기 제2 격벽은 상기 제1 하우징부의 바닥면을 기준으로 동일한 높이로 형성되며, 상기 제3 격벽과 상기 제4 격벽은 상기 제2 하우징부의 바닥면을 기준으로 동일 높이로 형성될 수 있다.

상기 복수의 1차 코일부는, 상기 2차 코일부의 하측에 위치하는 하측 1차코일, 및 상기 2차 코일부의 상측에 위치하는 상측 1차코일을 포함할 수 있다.

상기 평판형 변압기는, 상기 하측 1차코일의 전기적 상태를 감지하는 센싱코일, 상기 센싱코일 및 상기 2차 코일부의 사이에 구비되는 제1 차폐부, 및 상기 2차 코일부와 상기 상측 1차코일의 사이에 구비되는 제2 차폐부를 더 포함할 수 있다.

상기 평판형 변압기는, 상기 하측 1차코일과 상기 센싱코일의 사이에 구비되는 제1 절연필름, 및 상기 상측 1차코일과 상기 제2 차폐부의 사이에 구비되는 제2 절연필름을 더 포함할 수 있다.

상기 하측 1차코일과 상기 상측 1차코일은 직렬 연결될 수 있다.

상기 2차 코일부는, 외부를 감싸는 몰딩체 및 상기 몰딩체의 내부에 코일 패턴을 삽입한 인서트 몰딩 코일을 포함하며, 상기 제1 격벽, 상기 제2 격벽, 상기 제3 격벽 및 상기 제4 격벽은 상기 인서트 몰딩 코일의 가장자리를 감싸도록 내측으로 홈을 형성할 수 있다.

상기 복수의 1차 코일부는 다층 PCB(MLB)로 구성되며, 상측과 하측의 1차 코일은 핀(pin)으로 직렬 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 하우징의 구조적인 특징으로 코일 등의 부품 외곽을 손으로 잡은 후 중공 부위에 높게 형성되는 제1 격벽으로 삽입하는 형태로 적층함으로써 조립이 매우 용이하고 조립공정 중에 여러 코일이 적층되어 생길 수 있는 불량조립 상황을 육안으로 확인 검사할 수 있게 함으로써 생산성을 향상시키는 동시에 불량을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 실시예는 1차와 2차 코일을 알파권선으로 평판 제작하여 내측 권선 시작코일을 외부로 빼낼 경우 크로스(cross)되는 문제로 인한 누설(leakage) 상승 및 조립시 평탄하게 조립되지 않고 제품 두께가 상승되는 문제를 해결할 수 있다.

또한 다른 실시예는 2차코일을 인서트몰딩코일로 성형제작할 경우에는 조립성을 더욱 향상시키고 제품의 권선정렬 정밀도를 높여 EMI 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 평판형 변압기의 분해사시도,
도 2는 도 1에 도시한 평판형 변압기의 조립상태에서 절단선(A-A')을 따라 바라본 절단면도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판형 변압기의 분해사시도,
도 4는 도 3에 도시한 평판형 변압기의 조립상태에서 절단선(A-A')을 따라 바라본 절단면도,
도 5는 도 3의 평판형 변압기 변형된 예를 나타내는 도면,
도 6은 알파(α) 코일 권선 형태를 보여주는 이미지, 그리고
도 7은 도 5의 변형 예를 나타내는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 평판형 변압기의 분해사시도이며, 도 2는 도 1에 도시한 평판형 변압기의 조립상태에서 절단선(A-A')을 따라 바라본 절단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 평판형 변압기(90)는 스마트폰 등의 휴대단말기에 사용되는 충전기와 어댑터용 소형 변압기로서, 제1 하우징부(100), 복수의 1차코일(부)(111, 116), 2차 코일(부)(114) 및 제2 하우징부(120)의 일부 또는 전부를 포함한다.

여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 복수의 1차 코일부(111, 116)와 같은 구성요소의 일부가 생략되어 구성되거나, 2차 코일부(114)와 같은 일부 구성요소가 제2 하우징부(120)와 같은 다른 구성요소에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.

제1 하우징부(100)는 정중앙 부위에 관통홀(99)을 포함한다. 이러한 관통홀(99)은 통공 또는 중공 등으로도 명명될 수 있다. 또한 제1 하우징부(100)는 도 1의 코일부(110)를 수납 혹은 수용하기 위하여 수용부를 포함한다. 수용부는 제1 하우징부(100)의 바닥면에 대하여 수직한 방향으로 일정 간격을 두고 각각 형성되어 있는 2개의 격벽에 의해 형성된다. 격벽은 관통홀(99)을 둘러싸며 내측으로 형성되는 제1 격벽(101)과, 그 제1 격벽(101)과 일정 간격 이격되어 가장자리로, 다시 말해 제1 격벽(101)의 외측에 형성되어 있는 제2 격벽을 포함한다. 제1 격벽(101)과 제2 격벽의 사이에 도 1의 코일부(110)가 구성된다.

본 발명의 실시예에 따른 제1 하우징부(100)상의 제1 격벽(101)과 제2 격벽은 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이 바닥면을 기준으로 볼 때 서로 다른 높이로 형성된다. 제2 격벽이 제1 격벽(101)보다 낮게 형성되는 것이 바람직하다. 물론 그에 특별히 한정하려는 것은 아니지만, 제1 격벽(101)은 조립을 용이하게 하기 위하여 코일부(110)의 두께와 동일 또는 유사한 높이로 형성되며, 이에 반하여 제2 격벽은 상대적으로 낮게 형성된다. 높은 제1 격벽(101)에 의해 그 제1 격벽(101)과 제2 격벽의 사이에 구성되는 코일부(110)가 안정되게 거치되면서 조립도 용이하게 된다.

또한, 제1 하우징부(100)의 일측에는 전압을 입력받는 입력 단자부(103)가 형성되며, 입력 단자부(103)에는 와이어 핀이 체결될 수 있다. 반면 제1 하우징부(100)의 타측에는 제2 하우징부(120)의 출력 단자부(123)와 체결하기 위한 체결부가 형성된다. 입력 단자부(103)는 아일랜드(island) 형태로 4개의 단자가 형성되며, 각각의 단자에는 와이어 핀이 각각 고정될 수 있다. 또한, 아일랜드 형태의 돌기된 각각의 단자와 단자 사이에는 제2 하우징부(120)의 일측이 체결된다. 제2 하우징부(120)의 일측 체결부는 돌출부라 명명될 수 있다.

제1 하우징부(100)는 상기의 구성에 따라, 특히 서로 다른 높이의 제1 격벽(101)과 제2 격벽에 의해 도 1의 평판형 변압기(90)의 내부에 코일부(110)를 구성하고, 또 획일화되고 규격화된 조립 과정을 진행할 수 있게 됨으로써 그 결과 에너지 손실과 누설을 줄이는 등 제품의 조립 효율화 및 안정된 제품 제작을 꾀할 수 있게 된다.

제1 하우징부(100)를 구성하는 제1 격벽(101)과 제2 격벽의 사이에는 도 1에서와 같이 코일부(110)가 구성된다. 물론 적층된다. 본 발명의 실시예에 따른 코일부(110)는 복수의 1차 코일(부)(111, 116)과, 복수의 1차 코일(111, 116)의 사이에 구비되는 2차 코일(부)(114)을 포함한다. 여기서, 복수의 1차 코일(111, 116)은 제1 하우징부(100)의 바닥면에 대하여 하측에 위치하는, 더 정확하게는 2차 코일(114)의 하측에 위치하는 하측 1차코일(111)과 그의 상측에 위치하는 상측 1차코일(116)을 포함하여 구성된다. 하측 1차코일(111)상에는 제1 절연필름(111a), 센싱코일(부)(혹은 센싱부)(112), 제1 차폐막(113)이 차례대로 적층되어 구성될 수 있으며, 그 위에 2차 코일부의 2차 코일(114)이 적층될 수 있다. 여기서 센싱코일(112)은 하측 1차코일(111)의 전기적 상태를 감지할 수 있다. 물론 본 발명의 실시예에서는 코일을 예시하였지만, 센서를 구성하는 것도 얼마든지 가능할 수 있다. 또한 제1 차폐막(113)은 EMI 차폐를 위해 EMI 차폐 코일로 구성될 수 있다. 여기서, 차폐막은 차폐부로도 명명될 수 있으므로, 그러한 용어의 사용에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

또한, 코일부(110)를 구성하는 2차 코일(114)상에는 제2 차폐막(115), 제2 절연필름(115a), 그리고 상측 1차코일(116)이 차례대로 적층되어 구성된다. 2차 코일(114)의 양측 가령 도 1 및 도 2에서 볼 때 하측과 상측에 각각 1차 코일(111, 116)을 분리하여 구성하고, 2개의 1차 코일(111, 116)이 직렬 연결될 수 있다.

이와 같이 2차 코일(114)을 중앙에 배치하고 1차 코일(111, 116)을 분리하여 2차 코일(114)의 위와 아래면에 배치하면 1차 코일(111, 116)과 2차 코일(114)간의 밀착력을 높일 수 있게 되어 누설 감소로 효율을 높일 수 있다. 따라서, 2차 코일(114)도 셀프 본딩된 삼중절연와이어를 적용하여 정밀 제작(예: 알파코일)하고 외측보다 중앙쪽에 배치하면 정렬이 더 정확해지고 유동에 따른 변형이 적어지게 되어 균일한 EMI 품질을 기대할 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 평판형 변압기(90)는 1차 코일(111, 116)과 2차 코일(114)을 평판으로 권선(winding) 성형하여 적층하는 구조로 1차 코일(111, 116)은 셀프본딩 와이어로 주권선, 보조권선, EMI 차폐권선을 평판 권선 성형하여 제작한 후 적층 조립하고, 2차 코일(114)은 삼중절연와이어(Triple Insulation Wire)를 사용하여 스프링 권선기로 평판 제작할 수 있다. 2차 코일(114)은 삼중절연와이어를 셀프 본딩 코팅하여 평판 권선기를 사용하여 성형할 수도 있다. 평판코일 적층 타입은 각 적층 코일을 최대한 밀착시켜 누설을 줄여야 하므로, 밀착 결합할 수 있는 보빈 하우징, 즉 제1 하우징부(100)와 제2 하우징부(120)를 체결(locking)한다. 여기서, 주권선, 보조권선, EMI 차폐권선은 도 1에서 하측 1차코일(111), 센싱코일(112), 차폐막(113)을 각각 나타낸다.

또한, 1차 코일측의 EMI 차폐코일과 2차 코일 사이, 주권선과 EMI 차폐코일, 주권선과 보조권선 사이에는 절연필름(111a, 115a)을 사용하여 절연을 강화시킨다. 1차 코일(111, 116)과 2차 코일(114)의 사이에는 EMI 차폐코일, 가령 차폐막이 배치된다. 본 발명의 실시예에서는 안착공간이 형성된 보빈 하우징, 즉 제1 하우징부(100)를 사용하되 중앙에 배치된 2차 코일(114)의 정확한 안착을 위해 하우징을 2개로 분할하고 체결하는 구조를 형성한다.

제2 하우징부(120)는 관통홀(99)을 둘러싸며 형성되는 제3 격벽과, 그 제3 격벽에 이격되어 가장자리로 형성되는 제4 격벽(121)을 포함한다. 제3 격벽은 제1 하우징부(100)의 제1 격벽(101)과 체결되며, 제4 격벽(121)은 제1 하우징부(100)의 제2 격벽과 체결된다. 이는 도 2에서 잘 보여지고 있다. 또한, 제2 하우징부(120)의 일측은 출력 단자부(123)가 형성되며, 타측은 제1 하우징부(100)의 입력 단자부(103)에 체결하기 위한 갈고리 형태의 돌출부가 형성된다. 갈고리 형태의 돌출부 각각은 제1 하우징부(100)에서 아일랜드 형태로 형성되는 각각의 단자와 단자 사이에 체결될 수 있다. 가운데 부위의 갈고리는 주변의 갈고리보다 조금 더 크게 형성될 수 있다. 이곳의 체결부는 하우징간 상호 체결 부위로서, 하우징이 서로 분리되지 않고 견고하게 결합되므로 격벽과는 별도로 격벽의 주변 2곳에서 끼움결합(locking) 기능을 수행한다고 볼 수 있다.

도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 제1 격벽(101)의 높이와 제2 하우징부(120)의 제4 격벽(121)의 높이가 동일하게 형성될 수 있다. 또한, 제2 하우징부(120)의 제3 격벽의 높이는 제1 하우징부(100)의 제2 격벽의 높이와 동일하게 형성될 수 있다. 무엇보다 본 발명의 실시예에서는 제1 하우징부(100)의 제1 격벽(101)과 제2 격벽의 높이가 서로 다르게 형성되며, 제2 하우징부(120)의 제3 격벽 및 제4 격벽(121)의 높이도 서로 다르게 형성된다. 제1 하우징부(100)와 제2 하우징부(120)에서 서로 마주보며 체결되는 격벽간에는 서로 다른 높이로 형성되는 것이다. 다만, 서로 체결된 상태에서 제1 격벽(101)과 제3 격벽의 높이와, 제2 격벽과 제4 격벽(121)의 높이는 제1 하우징부(100)의 바닥면을 기준으로 서로 동일하다. 여기서, 동일하다는 것은 수치가 동일하다는 의미뿐만 아니라, 제조공정상 수치를 정확하게 일치시킨다는 것은 어려울 수도 있으므로 수치가 동일한 것 이외에 오차범위(혹은 기준범위) 내에 있을 때를 동일하다는 의미로 볼 수 있으며, 오차범위 혹은 기준범위를 벗어날 경우 다르다라고 표현할 수 있다.

위의 제1 하우징부(100)와 제2 하우징부(120)는 금형틀에 폴리(poly) 계열의 물질을 주입하여 사출 형태로 형성될 수 있다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 제1 하우징부(100)와 제2 하우징부(120) 중 적어도 하나는 격벽의 양측에서 서로 마주보는 격벽(예: 제1 격벽(101)과 제3 격벽, 제2 격벽과 제4 격벽(121))을 서로 체결하기 위한 제1 체결부(a) 및 제2 체결부(b)를 포함한다. 제1 체결부(a) 및 제2 체결부(b)는 다양한 형태로 형성될 수 있으므로 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 다만, 코일부(110)를 구성하는 복수의 제1 코일(111, 116)과 그 사이에 구비되는 제2 코일부의 제2 코일(114)이 밀착되고 상하 정렬이 잘될 수 있도록 한다. 제1 체결부(a) 및 제2 체결부(b)는 용이한 구조로 하우징간의 형태를 잡아주는 역할을 수행하며, 절연거리를 정밀하게 유지 또는 조정하기 위한 역할을 수행한다. 코어와 코일간의 절연거리를 늘릴 수 있는 상하 단차가 있는 접촉 결합부라 볼 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 제1 하우징부(100)의 제1 격벽(101)이 높게 형성됨으로써 제1 격벽(101)과 제2 격벽 사이의 수용부 혹은 수납부에 코일부(110)를 적층하여 구성할 수 있고, 이때 제1 격벽(101)에 의해 적층되는 코일이 안정되게 적층됨으로써 이후에 제2 하우징부(120)와의 체결이 용이하게 이루어지게 된다. 예를 들어, 제1 격벽(101)과 제2 격벽이 서로 반대의 높이로 형성되는 경우라면 본 발명의 실시예에 따른 평판형 변압기(90)의 조립은 전자에 비해 다소 번거로움이 있을 수도 있지만, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 예를 들어, 코일 등의 부품 외곽을 손으로 잡은 후 제1 격벽(101)으로 삽입하는 형태로 적층함으로써 조립이 매우 용이할 수 있다.

상기의 구성에 따라 본 발명의 실시예에 따른 평판형 변압기(90)는 1차 코일(111, 116)을 셀프본딩 마그네트 와이어(Self-bonding magnet wire)를 사용하고 2차 코일(114)은 3중절연와이어를 사용하여 알파권선으로 평판권선하여 기존에 내측 권선 시작코일을 외부로 빼낼 경우의 크로스되는 문제로 인한 누설 상승 및 조립시 평탄하게 조립되지 않고 제품 두께가 상승되는 문제를 해결할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판형 변압기의 분해사시도이며, 도 4는 도 3에 도시한 평판형 변압기의 조립상태에서 절단선(A-A')을 따라 바라본 절단면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판형 변압기(90')는 제1 하우징부(300), 복수의 1차 코일(부)(311, 316) 및 2차 코일(부)(314) 및 제2 하우징부(320)의 일부 또는 전부를 포함하며, 여기서 "일부 또는 전부를 포함"한다는 것은 앞서서의 의미와 크게 다르지 않다.

또한, 2차 코일(314)의 하부에 하측 1차 코일부(311, 311a, 312, 313)가 구성될 수 있고, 2차 코일(314)의 상부에 상측 1차 코일부(315, 315a, 316)가 구성될 수 있다. 하측 1차코일(311)과 상측 1차 코일(316)이 가령 직렬 연결되므로 센싱코일(312)은 하측 1차코일(311)을 감시하지만 이는 곧 상측 1차코일(316)과 같다고 볼 수 있다.

도 3 및 도 4의 평판형 변압기(90')를 도 1 및 도 2의 평판형 변압기(90)와 비교해 보면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판형 변압기(90')는 내측과 외측에 형성되는 격벽의 높이가 동일하게 형성된다는 점에서 도 1 및 도 2의 평판형 변압기(90)와 우선 차이가 있다. 이는 도 1 및 도 2에서와 같이 2차 코일(114)을 기준으로 양측 가령 상측과 하측으로 각각 1차 코일(11, 116)을 배치하고 양측의 1차 코일(111, 116)을 서로 직렬 연결하는 구조를 크게 벗어나지는 않는다.

다시 말해, 도 3 및 도 4에서도 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판형 변압기(90')는 2차 코일(314)을 사이에 두고 그 하측과 상측에 각각 1차 코일(311, 316)이 구성되는 것을 확인할 수 있다. 다만, 도 3 및 도 4에서는 2차 코일(314)이 몰딩체의 내부로 2차 코일(314)을 삽입하는 형태로 형성되므로 몰딩체의 일측에는 2차 전압 즉 크기가 변환된 전압을 출력하기 위한 출력단자(314a)가 형성될 수 있다. 도 1 및 도 2에서 2차 코일(114)은 삼중절연와이어로 형성된다면, 도 3 및 도 4에서의 2차 코일(314)은 인서트 몰딩코일이라 명명될 수 있다. 몰딩체에 코일이 즉 패턴 형태의 코일이 삽입되는 형태로 형성된다. 자세한 내용은 이후 좀더 다루기로 한다.

도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판형 변압기(90')는 제1 하우징부(300)의 제1 격벽과 제2 격벽의 높이가 서로 동일하게 형성되고, 또 제2 하우징부(320)의 제3 격벽과 제4 격벽의 높이가 서로 동일하게 형성된다. 물론 도 3 및 도 4에서는 제1 격벽과 제3 격벽, 그리고 제2 격벽과 제4 격벽간에도 높이가 서로 동일하게 형성되는 것을 보여주고 있지만, 서로 다른 것도 얼마든지 가능할 수 있다.

다시 말해, 도 1 및 도 2에서는 제1 하우징부(100) 또는 제2 하우징부(120)에서 서로 인접하는 제1 격벽(101)과 제2 격벽, 그리고 제3 격벽과 제4 격벽(121) 사이에 높이가 서로 다르게 형성되지만, 도 3 및 도 4에서는 서로 인접하는 제1 격벽과 제2 격벽, 그리고 제3 격벽과 제4 격벽은 서로 동일 높이로 형성되되, 제1 하우징부(300)와 제2 하우징부(320)의 격벽의 형성 비율에 있어 차이가 있을 수 있다. 예를 들어, 제1 하우징부(300)의 제1 격벽 및 제2 격벽의 높이가 전체를 10이라 할 때 7의 비율로 형성된다면 제2 하우징부(320)의 제3 격벽 및 제4 격벽은 3의 비율로 형성되지만, 서로 인접하는 제1 격벽과 제2 격벽의 높이는 서로 같고, 제3 격벽과 제4 격벽의 높이는 서로 같다. 물론 이외에도 6:4의 비율, 또는 4:6의 비율, 나아가 8:2의 비율 등 인접하는 격벽 사이에 높이를 동일하게 유지하면서 서로 체결되는 격벽과는 서로 다른 높이로 형성되는 것도 얼마든지 가능할 수 있다.

또한, 도 3 및 도 4의 평판형 변압기(90')는 앞서 언급한 대로 인서트 몰딩코일로 구성되는 2차 코일소자로 구성된다는 점에서 도 1 및 도 2의 평판형 변압기(90)와 더 차이가 있다. 복수의 부품(예: 외부 절연체와 2차 코일 등)이 하나의 부품처럼 구성되고 취급된다는 점에서 2차 코일소자라 명명될 수 있다. 인서트 몰딩코일은 2차 코일의 위와 아래로 캡(cap)을 씌우는 구조로서, 외부의 몰딩체는 금형사출을 통해 형성할 수 있다. 물론 그 내부는 2차 코일을 수납할 수 있는 형태로 형성된다. 이후, 몰딩체의 내부로 가령 금속 패턴(pattern), 다시 말해 판(plate) 형태로 형성되는 2차 코일을 내부로 삽입하여 형성하는 것이다. 도 3에서는 2차 코일(314)에 다시 말해 몰딩체의 외부로 단자(314a)가 함께 형성되는 것을 보여주고 있다. 여기서, 단자(314a)는 2차 전압을 출력하는 출력 단자이다. 물론 이외에도 인서트 몰딩코일은 금속 패턴을 금형틀에 삽입한 후 폴리 계열의 몰딩 재질을 주입하여 사출함으로써 도 3에서와 같은 2차 코일소자를 형성할 수도 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

한편, 2차 인서트 몰딩코일은 그 형성되는 너비(w)가 상측이나 하측에 구비되는 다른 부품들에 비하여 넓게 형성될 수 있다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이 인서트 몰딩코일의 내측과 외측 부위는 각각 이웃하는 격벽의 영역을 침범하여 형성된다. 다시 말해, 제1 내지 제4 격벽의 내부로 홈이 형성되며, 이로 인해 각각의 격벽은 단차를 형성할 수 있으며, 인서트 몰딩코일은 단차가 낮은, 즉 홈의 부위에 놓일 수 있다. 격벽의 상하의 홈의 높이와 2차 인서트 몰딩코일의 높이가 거의 동일하게 형성됨으로써 인서트 몰딩코일이 제1 하우징부(300)와 제2 하우징부(320)의 결합 혹은 체결시 그에 고정됨으로써 내부 부품들의 움직임을 줄여줄 수 있다.

상기와 같은 구성에 따라, 가령 도 1 및 도 2에서와 같이 3중절연와이어의 형태로 2차 코일부(114)를 구성하는 것이 아니라, 판 형태의 2차 인서트 몰딩코일을 구성함으로써 그만큼 조립이 더욱 용이할 수 있다. 조립의 효율이 증대된다는 측면에서 크게 차이는 없다.

도 5는 도 3의 평판형 변압기의 변형된 예를 나타내는 도면이다.

도 5의 평판평 변압기(90'')를 도 3의 평판형 변압기(90')와 비교해 보면, 도 5의 평판형 변압기(90'')는 제1 하우징부(500)의 제1 격벽(101) 및 제2 격벽이 도 1의 평판형 변압기(90)와 같은 형태로 형성될 수 있고, 또 그에 대응하여 각각 결합(혹은 체결)되는 제2 하우징부(520)의 제3 격벽 및 제4 격벽도 도 1의 평판형 변압기(90)의 제3 격벽 및 제4 격벽(121)과 같은 형태로 형성될 수 있는 것을 보여준다.

상기의 차이점을 제외하면, 도 5의 평판평 변압기(90'')의 구성은 도 3의 평판형 변압기(90')의 구성과 크게 다르지 않으므로, 자세한 내용은 앞서의 내용들로 대신하고자 한다.

도 6은 알파 코일 권선 형태를 보여주는 이미지(혹은 사진)이다. 알파 코일은 2열 권선이며 시작선과 끝선이 바깥쪽으로 나오게 되어 내측에서 외측으로 크로스하지 않아도 되는 권선형태로 평탄하게 조립할 수 있고 높이를 낮출 수 있는 장점이 있다.

도 7은 도 5의 변형 예를 나타내는 도면이다.

도 7의 평판형 변압기는 도 5의 평판형 변압기(90'')와 크게 다르지 않다. 다만, 1차 코일(700)을 PCB로 구성한다는 점에서 차이가 있다. 복수의 1차 코일부는, 가령 상측과 하측에 구비되는 1차 코일부는 다층 PCB(MLB)로 구성될 수 있으며, 상측과 하측의 1차 코일은 핀(pin)으로 직렬 연결될 수 있다.

제1 하우징과 제2하우징 내에 PCB 삽입시 장점은 PCB 외부를 수지절연체로 둘러싸게 되어 절연성이 강화된다. 기존에는 PCB 코아간의 절연문제가 다발하였다. 또한, 복수의 1차 PCB와 인서트몰딩된 2차코일부를 LOCKING하여 밀착시킬수 있고 조립적층시 1, 2차코일패턴 정렬의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 1차 코일(700)을 PCB로 사용하는 평판트랜스는 보빈이 없이 코아 내부에 직접 끼우는 형태이므로 코아의 치수편차가 커서 조립정밀도를 기대하기 어렵다. 코아는 소결제품으로 사출금형과 달리 제조공정에서 치수편차가 큰 품목으로 사출물 치수편차는 약 0.3%인 반면 코아의 치수편차는 약 5%이다. 따라서, 코아의 큰 치수공차로 조립시 정렬이 고르지 못해 발생하는 누설전류 증가와 EMI 편차를 줄여 더욱 균일하고 안정적인 품질특성을 유지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 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 안 될 것이다.

100, 300: 제1 하우징부 101: 제1 격벽
103: 입력 단자부 110, 310: 코일부
111, 311: 하측 1차코일 111a, 115a, 311a, 315a: 절연필름
112, 312: 센싱코일 113, 115, 313, 315: 차폐막
114,314: 2차 코일(부) 116, 316: 상측 1차코일
120, 320: 제2 하우징부 121: 제4 격벽
123: 출력 단자부

Claims (12)

1. 중앙부의 관통홀을 둘러싸며 형성되는 제1 격벽과 상기 제1 격벽에 이격되어 가장자리 영역으로 형성되는 제2 격벽을 포함하는 제1 하우징부;
   상기 제1 하우징부의 상기 제1 격벽과 상기 제2 격벽의 사이에 구비되어 전압을 제공받는 복수의 1차 코일부;
   상기 복수의 1차 코일부의 사이에 구비되는 2차 코일부; 및
   상기 제1 하우징부에 수용되는 상기 복수의 1차 코일부 및 상기 2차 코일부를 일측에서 덮으면서 상기 제1 하우징부에 체결되기 위해, 상기 제1 격벽에 체결되는 제3 격벽; 및 상기 제2 격벽에 체결되는 제4 격벽;을 포함하여 형성되는 제2 하우징부;를 포함하고,
   상기 제1 격벽과 상기 제2 격벽의 높이가 상기 제1 하우징부의 바닥면을 기준으로 서로 다르게 형성되며, 상기 제1 격벽의 높이가 상기 제2 격벽의 높이보다 높게 형성되는 평판형 변압기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 격벽과 상기 제4 격벽이 동일 높이로 형성되고, 상기 제2 격벽과 상기 제3 격벽이 동일 높이로 형성되는 평판형 변압기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 하우징부 및 상기 제2 하우징부 중 적어도 하나는,
   상기 제1 격벽과 상기 제3 격벽을 체결 및 결합하는 제1 체결부; 및
   상기 제2 격벽과 상기 제4 격벽을 체결 및 결합하는 제2 체결부;를
   포함하는 평판형 변압기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 격벽과 상기 제2 격벽은 상기 제1 하우징부의 바닥면을 기준으로 동일한 높이로 형성되며, 상기 제3 격벽과 상기 제4 격벽은 상기 제2 하우징부의 바닥면을 기준으로 동일 높이로 형성되는 평판형 변압기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 1차 코일부는,
   상기 2차 코일부의 하측에 위치하는 하측 1차코일; 및
   상기 2차 코일부의 상측에 위치하는 상측 1차코일;을
   포함하는 평판형 변압기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 하측 1차코일의 전기적 상태를 감지하는 센싱코일;
   상기 센싱코일 및 상기 2차 코일부의 사이에 구비되는 제1 차폐부; 및
   상기 2차 코일부와 상기 상측 1차코일의 사이에 구비되는 제2 차폐부;를
   더 포함하는 평판형 변압기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 하측 1차코일과 상기 센싱코일의 사이에 구비되는 제1 절연필름; 및
   상기 상측 1차코일과 상기 제2 차폐부의 사이에 구비되는 제2 절연필름;을
   더 포함하는 평판형 변압기.
10. 제7항에 있어서,
    상기 하측 1차코일과 상기 상측 1차코일은 직렬 연결되는 평판형 변압기.
11. 제1항에 있어서,
    상기 2차 코일부는, 외부를 감싸는 몰딩체 및 상기 몰딩체의 내부에 코일 패턴을 삽입한 인서트 몰딩 코일을 포함하며,
    상기 제1 격벽, 상기 제2 격벽, 상기 제3 격벽 및 상기 제4 격벽은 상기 인서트 몰딩 코일의 가장자리를 감싸도록 내측으로 홈을 형성하는 평판형 변압기.
12. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 1차 코일부는 다층 PCB(MLB)로 구성되며, 상측과 하측의 1차 코일은 핀(pin)으로 직렬 연결되는 평판형 변압기.

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