KR102237093B1

KR102237093B1 - 자기에너지전달소자 및 전원장치

Info

Publication number: KR102237093B1
Application number: KR1020140186182A
Authority: KR
Inventors: 박찬웅
Original assignee: 박찬웅
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2021-04-06
Also published as: KR20160076232A

Abstract

본 발명의 자기에너지전달소자는 제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 출력 선로와, 상기 제1전압입력단자 및 상기 제2전압입력단자와 상기 출력 선로 사이에 위치하는 자기에너지전달소자와, 스위칭소자를 포함하는 스위칭형 전원장치에 사용되는 상기 자기에너지전달소자에 있어서,
상기 자기에너지전달소자의 코어와; 상기 자기에너지전달소자의 보빈과; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 자기에너지의 축적과 방출이 제어되는 입력권선과; 상기 입력권선과 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하여 상기 출력 선로를 통해 부하에 공급하는 출력권선과; 상기 입력권선과 상기 출력권선 사이에 위치하는 도체판과; 그리고 상기 도체판에 전위를 가하기 위한 제1권선을 포함하며,
상기 도체판은 상기 입력권선과 상기 출력권선 사이에 위치하여 상기 입력권선과 상기 출력권선 사이의 용량성 결합을 차단하며, 상기 도체판에 유도되는 전위와 상기 제1권선에 유도된 전위의 합에 의해 상기 출력권선으로 용량성 결합을 생성하여,
상기 자기에너지전달소자 및 상기 전원장치 내의 요소들로부터 상기 출력권선으로 생성하는 용량성 결합의 합에 의해 생성되는 전원장치의 EMI가 상기 도체판으로부터 상기 출력권선으로 생성되는 용량성 결합에 의해 상쇄되어 낮아지게 하되,
상기 제1권선은 상기 도체판이 상기 입력권선을 마주하는 방향의 반대쪽에 상기 입력권선과 거리를 두고 위치하여 상기 입력권선의 인덕턴스 중 상기 출력권선으로 자기적으로 결합하지 않는 리키지 인덕턴스에 의해 발생되는 스파이크 전압을 낮게 유도하여, 상기 스파이크 전압 성분의 노이즈가 출력선로에 낮게 나타나게 되는 것을 특징으로 한다.

Description

자기에너지전달소자 및 전원장치 {MAGNETIC ENERGY TRANSFER ELEMENT AND POWER SUPPLY}

본 발명은 자기에너지전달소자 및 전원장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전원장치에서 발생하는 EMI(Electromagnetic interference, 전자방해)를 상쇄시켜 낮추는 자기에너지전달소자 및 전원장치에 관한 것이다.

스위칭 전원에서, 스위칭 소자가 스위칭될 때 트랜스포머의 입력권선의 전위의 변동이 용량성 결합에 의해 출력권선으로 전달되어 출력선로가 전위의 변동을 가지게 되며, 출력 선로는 대지 접지로 노이즈의 전류를 흐르게 하거나 공중으로 노이즈를 방사하여 EMI가 발생한다. EMI를 규제치 이내로 낮추기 위해서는 트랜스포머의 각 권선을 포함하여 전원장치 내의 요소들로부터 출력권선으로 생성되는 용량성 결합의 합을 일정 수준 이하로 낮추어 출력선로의 노이즈 전위를 낮게 해야 한다.

종래에 있어서, 트랜스포머의 각 권선을 포함하여 전원장치 내의 요소들로부터 출력권선으로 생성되는 용량성 결합의 합과 크기는 같고 극성이 반대인 용량성 결합을 출력권선으로 생성시켜 상쇄시킬 목적을 갖는 하나 이상의 권선을 출력권선 주위에 위치시켜, 출력권선으로 생성되는 모든 용량성 결합을 상쇄시켜 전원장치의 EMI를 법적인 규제치 이하로 낮추려 하였다.

종래 기술을 간략히 설명하면 다음과 같다.

이하 제시된 모든 도면에서 트랜스포머의 각 권선에 표시된 검은 점은 권선의 시작이나 혹은 끝을 표시한다.

도 1은 종래 기술의 플라이백 컨버터에서 발생하는 전도성 EMI를 상쇄시켜 낮추는 일례를 도시한다.

도 1에 있어서, 교류 입력 전압은 정류되고 캐패시터(11)에 의해 평활된다. 출력전압의 피드백에 대응하여 스위칭소자(12)가 스위칭되어 트랜스포머(13)의 입력권선(131)에 에너지의 축적과 방출이 일어나며, 출력정류기(14)와 캐패시터(15)는 출력권선(133)을 통해 에너지를 인출하여 부하에 전력을 공급한다.

스위칭소자(12)가 스위칭될 때 트랜스포머(13)의 입력권선(131)에서 생성되는 큰 전위의 변동은 입력권선(131)과 출력권선(133) 사이의 분포용량(Cps)을 통해 전달되고, 트랜스포머 코어(136)의 전위는 분포용량(Ccs)을 통해 출력권선(133)에 전달되어 출력 선로(17)가 노이즈의 전위를 갖게 하여, 전원장치의 EMI가 크게 발생한다. 트랜스포머 코어(136)의 전위의 변동을 줄이기 위해 트랜스포머 코어(136)의 표면을 1차측의 전기적인 접지로 연결하기도 한다.

도 1의 종래기술은 출력 선로(17)가 갖는 노이즈의 전위를 낮추기 위한 대표적인 실시예를 제시한다.

상쇄권선(132)은 입력권선(131)과 출력권선(133) 사이의 권선층에 출력권선(133)이 감기는 면적을 꽉 채워서 빈틈없이 감겨 입력권선(131)과 출력권선(133) 사이의 용량성의 결합이 가능한 한 적게 발생하게 차단한다. 또한, 상쇄권선(132)과 출력권선(133) 사이에서 입력권선(131)과 출력권선(133) 사이의 용량성 결합과 크기는 비슷하고 반대 극성인 용량성 결합을 생성시켜, 상쇄권선(132)과 입력권선(131)으로부터 출력권선(133)으로 생성되는 용량성 결합의 합이 상쇄되어 "0(zero)"에 접근하게 하고, 출력선로(17)의 스위칭 주파수 성분의 노이즈 전위를 낮추려 한다.

그런데, 입력권선(131)의 인덕턴스 중 출력권선(133)과 자기적으로 결합하지 못하는 리키지 인덕턴스에 축적된 에너지에 의해 입력권선(131)은 스위칭소자(12)가 스위칭될 때 스파이크 전압을 발생시킨다. 도 1에 있어서, 상쇄권선(132)이 출력권선(133)보다 입력권선(131)에 더 가까이 위치하므로, 상쇄권선(132)에는 입력권선(131)의 스파이크 전압이 유도된다. 반면, 리키지 인덕턴스 성분의 에너지는 출력권선(133)과 자기적으로 결합하지 않는 성분이므로 출력권선(133)에는 스파이크 전압이 유도되지 않으며, 유도되더라도 출력전압으로 클램프되어 나타나지 않는다. 따라서, 상쇄권선(132)과 출력권선(133) 사이에는 리키지 인덕턴스 성분의 에너지에 의한 스파이크 전압에 의한 전위차가 발생한다. 이 전위차가 상쇄권선(132)과 출력권선(133) 사이의 용량성 결합에 의해 출력선로(17)에 전달되어 큰 노이즈 전위를 갖게 하는 단점을 가진다.

한편, 상쇄권선(132)과 출력권선(133) 사이에서 입력권선(131)과 출력권선(133) 사이의 용량성 결합과 크기는 비슷하고 반대 극성인 용량성 결합을 생성시키기 위해, 출력권선(133)이 감기는 면과 결합하는 상쇄권선(132)의 턴(Turn, 감긴) 수는 통상적으로 출력권선(133)의 턴 수보다 1 내지 2턴 작은 값을 가져야 한다.

그런데 이 경우, 출력권선(133)과 상쇄권선(132)의 턴 수 차가 1 턴이면 입력권선(131)과 출력권선(133) 사이의 용량성의 결합을 제거하기에 약간 부족하고, 2 턴이면 너무 커서, 출력 선로 (17)의 노이즈 전위를 제대로 상쇄시켜 낮출 수 없는 경우가 많다는 단점이 있었다. 또한, 입력권선(131)과 출력권선(133) 사이의 용량성 결합이 상쇄권선(132)의 권선과 권선 사이의 틈의 불균일에 의해 제품마다 상쇄되는 조건이 달라져 노이즈가 높게 잔류하는 경우가 많다는 단점이 있었다.

또한, 출력권선(133)의 턴 수가 3 내지 5턴 정도로 작은데 보빈의 권선폭이 넓은 경우, 출력권선(133)보다 1 내지 2 턴이 더 작은 상쇄권선(132)을 2 내지 3턴으로 보빈의 권선폭 전체를 여러 가닥으로 빈틈없이 채워서 감기가 물리적으로 매우 어렵다는 단점도 있었다.

이와 같이 종래기술은 입력권선이 갖는 리키지 인덕턴스에 축적되는 에너지에 의한 스파이크 전압 성분의 노이즈가 출력선로에 나타나는 것을 제거하기 어렵고, 제품마다 상쇄 조건의 편차가 커서 정교한 상쇄가 어려워 출력 선로의 노이즈 잔류를 피할 수 없으며, 출력권선의 턴 수가 작은 경우 상쇄권선을 감기가 어렵다는 등의 단점이 있었다.

본 발명은 종래기술의 이러한 단점들을 모두 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 자기에너지전달소자는 제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 출력 선로와, 상기 제1전압입력단자 및 상기 제2전압입력단자와 상기 출력 선로 사이에 위치하는 자기에너지전달소자와, 스위칭소자를 포함하는 스위칭형 전원장치에 사용되는 상기 자기에너지전달소자에 있어서,

상기 자기에너지전달소자의 코어와; 상기 자기에너지전달소자의 보빈과; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 자기에너지의 축적과 방출이 제어되는 입력권선과; 상기 입력권선과 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하여 상기 출력 선로를 통해 부하에 공급하는 출력권선과; 상기 입력권선과 상기 출력권선 사이에 위치하는 도체판; 그리고 상기 도체판에 전위를 가하기 위한 제1권선을 포함하며,

상기 도체판은 상기 입력권선과 상기 출력권선 사이에 위치하여 상기 입력권선과 상기 출력권선 사이의 용량성 결합을 차단하며, 상기 도체판에 유도되는 전위와 상기 제1권선에 유도된 전위의 합에 의해 상기 출력권선으로 용량성 결합을 생성하여,

상기 자기에너지전달소자 및 상기 전원장치 내의 요소들로부터 상기 출력권선으로 생성하는 용량성 결합의 합에 의해 생성되는 전원장치의 EMI가 상기 도체판으로부터 상기 출력권선으로 생성되는 용량성 결합에 의해 상쇄되어 낮아지게 하되,

상기 제1권선은 상기 도체판이 상기 입력권선을 마주하는 방향의 반대쪽에 상기 입력권선과 거리를 두고 위치하여 상기 입력권선의 인덕턴스 중 상기 출력권선으로 자기적으로 결합하지 않는 리키지 인덕턴스에 의해 발생되는 스파이크 전압을 낮게 유도하여, 상기 스파이크 전압 성분의 노이즈가 출력선로에 낮게 나타나게 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르는 상술한 자기에너지전달소자를 포함하는 스위치형 전원장치 및 스위치형 전원장치를 포함하는 물품이 제공된다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 이하의 발명의 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명은 입력권선의 리키지인덕턴스 에너지에 의한 스파이크 전압이 낮게 혹은 거의 포함되지 않는 전위를 갖는 도체판에 의해 입력권선과 출력권선 사이의 용량성 결합을 차단함과 동시에 출력권선의 권선면의 일부분으로 용량성결합을 생성시켜 전원장치의 EMI를 아주 낮은 값으로 정교하게 상쇄시켜 낮추며, 출력선로에 나타나는 리키지인덕턴스 에너지에 의한 스파이크 전압 성분의 노이즈를 종전에 비해 훨씬 낮출 수 있다.

도 1은 종래기술의 플라이백 컨버터에서 발생하는 EMI를 상쇄시켜 낮추는 예를 도시한 도면이다.
도 2 내지 도5는 본 발명에 따르는 플라이백 컨버터에서 발생하는 EMI를 정교하게 상쇄시켜 낮추는 실시예들을 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부한 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자기에너지전달소자 및 전원장치에 대해 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 자기에너지전달소자는 모든 방식의 스위치형 전원장치에 적용될 수 있으나, 이하 플라이백 컨버터를 이용하여 본발명의 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명에 따르는 플라이백 컨버터에서 발생하는 EMI를 정교하게 상쇄시켜 낮추는 일 실시예를 도시한다.

도 2에 있어서, 트랜스포머(21)를 제외한 회로 구성은 도 1의 회로 구성에 대응된다.

도 2의 트랜스포머(21)는 입력권선(211)과 출력권선(213)과 도체판(215)과 트랜스포머코어(216)와 제1권선(217)을 포함한다.

제1권선(217)은 도체판(215)이 입력권선(211)을 마주하는 방향의 반대쪽에 입력권선(211)과 거리를 두고 위치하여 입력권선(211)의 인덕턴스 중 출력권선(213)으로 자기적으로 결합하지 않는 리키지 인덕턴스에 축적되는 에너지에 의해 발생되는 스파이크 전압을 낮게 유도하거나 거의 유도하지 않는다.

도 3은 도 2의 트랜스포머(21)의 권선 구조를 보이는 일 실시예인데, 제1권선(217)이 출력권선(213)이 입력권선(211)을 마주하는 권선면의 반대쪽 권선면과 마주하여 위치하는 일례이다. 도 3의 경우, 제1권선(217)은 입력권선(211)으로부터 출력권선(213)보다도 멀리 위치하므로, 입력권선(211)의 인덕턴스 중 출력권선(213)으로 자기적으로 결합하지 않는 리키지 인덕턴스 성분의 에너지는 제1권선(217)에 거의 유도되지 않는다.

도 4는 도 2의 트랜스포머의 다른 실시예인데, 제1권선(217)이 출력권선(213)이 감긴 나머지의 동일 권선 층에 위치하는 일례이다. 도 4의 경우, 제1권선(217)이 입력권선(211)으로부터 출력권선(213)과 대등한 거리에 위치하므로, 리키지 인덕턴스 성분의 에너지는 제1권선(217)에 거의 유도되지 않거나 낮게 유도된다.

도시하지 않았지만, 또 다른 실시예로써 제1권선(217)이 출력권선(213)의 사이 사이에 끼워서 위치할 수도 있다. 이 경우에도, 리키지 인덕턴스 성분의 에너지는 제1권선(217)에 거의 유도되지 않거나 낮게 유도된다.

또한 도시하지 않았지만, 또 다른 실시예로써 제1권선(217)이 도체판(215)과 출력권선(213)의 사이에 출력권선(213)과 밀착하여 위치할 수도 있다. 이 경우에, 리키지 인덕턴스 성분의 에너지는 제1권선(217)에 낮게 유도된다.

제1권선(217)에 유도된 전압은 도체판(215)에 인가되어 도체판(215)에서 유도하는 전압과 합해진 전위와 출력권선(213)이 갖는 전위의 차에 의해 도체판(215)과 출력권선(213)이 용량성 결합을 생성한다. 도체판(215)과 출력권선(213) 사이의 용량성 결합을 입력권선(211)과 바이어스권선(212)과 트랜스포머코어(216)와 제1권선(217)과 도시되지는 않았지만 필요에 의해 추가될 수도 있는 권선들을 포함하는 전원장치 내의 요소들로부터 출력권선(213)으로 생성되는 용량성의 결합의 합과 크기는 같고 역극성이 되게 생성시켜 상쇄되게 하여 전원장치의 EMI를 낮춘다.

출력권선(213)의 한 권선층의 평균 전위는 그 층에 감기는 출력권선(213)의 턴 수의 1/2이 갖는 전위에 해당하며, 용량성 결합의 합을 상쇄시키기 위해 필요한 제1권선(217)의 턴 수도 출력권선(213)의 턴 수의 1/2 부근이다.

종래의 경우, 입력권선(131)의 리키지 인덕턴스 성분의 에너지에 의한 스파이크 전압이 상쇄권선(132)과 출력권선(133)에 다른 크기로 유도된다. 이로인해, 상쇄권선(132)과 출력권선(133) 사이에 스파이크 전압 성분의 전위차가 발생하고 용량성 결합에 의해 출력선로(17)에 전달되어 큰 노이즈 전위를 갖게 하는 단점을 가졌다. 또한, 출력권선(133)의 턴 수가 큰 경우, 출력권선(133)과 비슷한 턴 수를 갖는 상쇄권선(132)에는 높은 스파이크 전압이 유도되어, 출력선로(17)의 노이즈는 더욱 커진다.

도 2에 있어서는, 상쇄를 위해 필요로 하는 제1권선(217)의 턴 수가 출력권선(213)의 턴 수의 1/2 정도이므로, 출력권선(133)과 비슷한 턴 수를 갖는 상쇄권선(132)에 비해 제1권선(217)에 유도되는 스파이크 전압은 절반으로 줄어 든다. 더욱이, 제1권선(217)은 스파이크 전압이 낮게 유도되는 위치에 감기므로, 유도되는 스파이크 전압은 종래에 비해 훨씬 줄어들어, 용량성 결합에 의한 출력선로(17)의 노이즈 및 EMI는 종전보다 현저히 감소한다.

한편, 도체판(215)으로부터 출력권선(213)으로 생성되는 용량성의 결합의 양은 도체판(215)이 출력권선(213)과 마주하여 용량성으로 결합하는 면적과 도체판(215)과 출력권선(213) 사이의 전위차에 의해 결정된다.

도체판(215)은 입력권선(211)과 출력권선(213) 사이의 한 권선층 면적의 전체 혹은 일부분을 감싸며 위치할 수 있다.

도체판(215)이 한 권선층 면적의 전체를 빈틈없이 감싸는 경우, 도체판(215)의 한쪽 끝으로부터 다른 한쪽 끝까지 1턴의 전위차가 발생된다. 제1권선(217)에 연결되는 도체판(215)의 연결점이 중앙인 경우 도체판(215)이 갖는 평균전위는 제1권선(217)에 유도되는 전위와 같다. 제1권선(217)에 연결되는 도체판(215)의 연결점이 한쪽 끝 점 쪽이나 다른 끝 점 쪽으로 가까워지면 그만큼 도체판(215)이 갖는 평균전위는 증가하거나 감소하여, 도체판(215)과 출력권선(213) 사이의 전위차가 조절될 수 있다. 따라서, 전원장치 내의 요소들로부터 출력권선(213)으로 생성되는 용량성의 결합의 합을 도체판(215)으로부터 출력권선(213)으로 생성되는 역극성의 용량성의 결합에 의해 정교하게 상쇄시켜 "0"에 접근시킬 수 있어서 전원장치의 EMI를 충분히 낮춘다.

도체판(225)이 한 권선층 전체를 감싸지 않는 경우, 입력권선(221)의 스파이크 전압이 도체판(225)이 감싸지 않는 부분을 통해 출력권선(223)으로 용량성으로 결합하여 출력선로(17)로 스파이크 성분의 노이즈를 전달할 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예인데, 도체판(225)이 한 권선층 전체를 감싸지 않는 경우에 입력권선(221)의 스파이크 전압의 영향을 더욱 줄일 수 있게 한다.

도 5는, 입력권선(221)으로부터 멀리 위치하여 스파이크 전압을 낮게 포함하는 제1권선(227)의 유도 전압과 입력권선(221)에 가까이 위치하여 역극성의 스파이크 전압을 크게 포함하는 제2권선(228)의 유도 전압의 합을 도체판(225)의 전위로 인가한다.

도체판(225)에 가해지는 역극성의 스파이크 전압 성분을 제외한 제1권선(227)에 유도된 전압에서 제2권선(228)에 유도된 전압을 뺀 전압은 전원장치 내의 요소들로부터 출력권선(213)으로 생성되는 용량성의 결합의 합을 상쇄시킨다.

도체판(225)에 가해지는 제2권선(228)에 유도된 역극성의 스파이크 전압은 입력권선(221)의 스파이크 전압이 출력권선(223)으로 용량성으로 결합하여 출력선로(17)로 전달한 노이즈 성분을 상쇄시켜 제거한다.

따라서, 도 5의 경우 출력선로(17)의 노이즈 전위를 아주 낮게 유지할 수 있다는 장점을 가진다.

도 5는 도체판(225)이 한 권선층 전체를 감싸는 경우에도 활용될 수 있다.

도 2에 있어서는, 제1권선(217)에 스파이크 전압이 낮더라도 유도되는 만큼 출력선로(17)로 노이즈 성분을 전달하게 된다. 도 5에 있어서는 제1권선(227)에 유도되는 스파이크 전압을 작은 턴 수이지만 비슷한 크기의 역극성으로 유도하는 제2권선(228)에 의해 상쇄시켜, 출력선로(17)로 스파이크 노이즈 성분이 전달되는 것을 차단할 수 있다.

도 2 내지 도 5에서 도체판(215 혹은 225)은 전위를 공급하기 위한 제1권선(217 혹은 227)이나 제2권선(228)을 경유하여 직접 1차측의 전기적인 접지로 연결되거나, 저항이나 캐패시터 등의 수동소자의 조합을 통해 1차측의 전기적인 접지로 연결될 수도 있다.

도시하지 않았지만, 제1권선(217 혹은 227)이나 제2권선(228)의 양 단자에 저항이나 캐패시터 등의 수동소자의 조합을 연결하여 입력권선(211 혹은 221)로부터 전달되는 노이즈 성분을 바이패스시켜 출력선로(17)로 전달되는 것을 막을 수 있다.

이와 같은 도 2 내지 도 5의 실시예들은 도체판(215 혹은 225)의 폭과 길이 혹은 권선에 연결되는 지점의 선정에 의해 전원장치 내의 요소들로부터 출력권선(213 혹은 223)으로 생성되는 용량성의 결합의 합에 의해 전원장치에서 발생시키는 EMI를 효과적으로 정교하게 상쇄시켜 낮출 수 있고, 또한 출력선로에 나타나는 리키지인덕턴스 에너지에 의한 스파이크 전압 성분의 노이즈를 종전에 비해 훨씬 낮출 수 있다는 장점을 가진다.

또한, 출력권선(213 혹은 223)의 턴 수에 관계없이 1가닥의 얇은 선으로 제1권선(217) 혹은 제1권선(227)과 제2권선(228)을 좁은 구간에 감을 수 있어서, 종래기술에 비해 권선의 작업성과 생산성이 크게 개선되는 장점을 가진다.

이상 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 설명한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

11은 입력 캐패시터, 12는 스위칭소자, 13은 트랜스포머, 131은 입력권선, 132는 상쇄권선, 133은 출력권선, 136은 트랜스포머 코어, 14는 출력정류기, 15는 출력캐패시터, 17은 출력선로, Cps는 입력권선과 출력권선 사이의 분포용량, Ccs는 트랜스포머 코어와 출력권선 사이의 분포용량, Cog는 출력선로와 접지 사이의 분포용량, 21은 트랜스포머, 211은 입력권선, 212는 바이어스권선, 213은 출력권선, 215는 도체판, 216은 트랜스포머 코어, 217은 제1권선, 22는 트랜스포머, 221은 입력권선, 222는 바이어스권선, 223은 출력권선, 225는 도체판, 226은 트랜스포머 코어, 227은 제1권선, 228은 제2권선

Claims

제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 출력 선로와, 상기 제1전압입력단자 및 상기 제2전압입력단자와 상기 출력 선로 사이에 위치하는 자기에너지전달소자와, 스위칭소자를 포함하는 스위칭형 전원장치에 사용되는 상기 자기에너지전달소자에 있어서,
상기 자기에너지전달소자의 코어와;
상기 자기에너지전달소자의 보빈과;
상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 자기에너지의 축적과 방출이 제어되는 입력권선과;
상기 입력권선과 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하여 상기 출력 선로를 통해 부하에 공급하는 출력권선과;
상기 입력권선과 상기 출력권선 사이에 위치하는 도체판과;
그리고 상기 도체판에 전위를 가하기 위한 제1권선을 포함하며,
상기 도체판은 상기 입력권선과 상기 출력권선 사이에 위치하여 상기 입력권선과 상기 출력권선 사이의 용량성 결합을 차단하며, 상기 도체판에 유도되는 전위와 상기 제1권선에 유도된 전위의 합에 의해 상기 출력권선으로 용량성 결합을 생성하여,
상기 자기에너지전달소자 및 상기 전원장치 내의 요소들로부터 상기 출력권선으로 생성하는 용량성 결합의 합에 의해 생성되는 전원장치의 EMI가 상기 도체판으로부터 상기 출력권선으로 생성되는 용량성 결합에 의해 상쇄되어 낮아지게 하되,
상기 제1권선은 상기 도체판이 상기 입력권선을 마주하는 방향의 반대쪽에 상기 입력권선과 거리를 두고 위치하여 상기 입력권선의 인덕턴스 중 상기 출력권선으로 자기적으로 결합하지 않는 리키지 인덕턴스에 의해 발생되는 스파이크 전압을 낮게 유도하여, 상기 스파이크 전압 성분의 노이즈가 출력선로에 낮게 나타나게 되는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자.
제1항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 도체판은 상기 제1권선과 하나 이상의 수동소자의 조합을 통해 전기적인 접지에 연결되는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자.
제1항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 도체판은 상기 제1권선을 통해 전기적인 접지에 연결되는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자.
제1항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 제1권선보다 상기 입력권선에 더 가까이 위치하여 턴 당 유도하는 상기 스파이크 전압이 상기 제1권선보다 크며 상기 제1권선이 유도하는 전위의 극성과 반대 극성의 전위를 유도하는 제2권선을 더 포함하되, 상기 제1권선과 상기 제2권선의 유도 전압의 합이 상기 도체판에 인가되는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자.
제4항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 도체판은 상기 제1권선과 상기 제2권선을 거쳐 하나 이상의 수동소자의 조합을 통해 전기적인 접지에 연결되는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자.
제4항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 도체판은 상기 제1권선과 상기 제2권선을 거쳐 직접 전기적인 접지에 연결되는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자.
제1항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 제1권선은 상기 도체판과 상기 출력권선 사이에 상기 출력권선과 밀착하도록 위치하여, 상기 제1권선에 상기 스파이크 전압이 낮게 유도되고, 상기 스파이크 전압 성분의 노이즈가 출력선로에 낮게 나타나게 되는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자.
제1항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 제1권선은 상기 출력권선이 감기는 권선층과 같은 권선층에 위치하여, 상기 제1권선으로 상기 스파이크 전압이 낮게 유도되고, 상기 스파이크 전압 성분의 노이즈가 출력선로에 낮게 나타나게 되는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자.
제8항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 제1권선은 상기 출력권선이 감기고 남는 동일한 권선층의 구간에 위치하는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자.
제8항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 제1권선은 상기 출력권선이 감기는 사이 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자.
제1항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 제1권선은 상기 출력권선의 권선면 중 상기 입력권선을 마주하는 권선면의 반대쪽 권선면과 마주하여 위치하여, 상기 제1권선으로 상기 스파이크 전압이 낮게 유도되고, 상기 스파이크 전압 성분의 노이즈가 출력선로에 낮게 나타나게 되는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자.
제1항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 도체판은 상기 입력권선과 상기 출력권선이 마주하는 권선면 전체를 감싸는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자.
제1항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 도체판은 상기 입력권선과 상기 출력권선이 마주하는 권선면 중의 일부분을 감싸는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 자기에너지전달소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제14항의 스위칭형 전원장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조된 물품.