KR102250207B1 - 평면형 트랜스포머 및 그 제조방법 - Google Patents

평면형 트랜스포머 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

평면형 트랜스포머가 제공된다. 상기 평면현 트랜스포머는, 전자기적으로 결합되는 한 쌍의 코어를 구비하는 코어부(200), 상기 한 쌍의 코어 사이에 배치되고 서로 적층되는 복수의 기판(Multilayer PCB, Printed Circuit Board)을 갖는 기판부(300), 상기 복수의 기판 중 하나 이상의 기판과 결착되는 보빈(400) 및 상기 보빈에 권선되는 권선부를 포함한다.

Description

평면형 트랜스포머 및 그 제조방법{PLANAR TRANSFORMER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 평면형 트랜스포머 및 그 제조방법에 관한 것이다.
현대의 전자 기기는 시간이 지날수록 점차 가속화되는 소형화, 경량화 및 슬림화 추세에 맞추어 작고 가볍고 얇아지도록 요구되고 있으며, 완제품이 되는 전자 기기가 여러 면에서 작아질 것을 요구받음에 따라 그 구성을 이루는 부품들의 크기 또한 작고 가볍고 얇아질 것이 요청되고 있다.
특히 전원공급장치에 일반적으로 포함되는 트랜스포머 및 라인 필터 등은, 그 구조상 필연적으로 일정한 부피 이하의 체적을 갖도록 설계되기에 어려움이 큰 바, 이러한 요청에 따라 다양한 형태의 트랜스포머가 개발되어 왔다.
근래에는 솔레노이드형, 평면형, 코일형 등 다양한 형태의 트랜스포머가 개시되어 있으나, 그 중 특히 평면형 트랜스포머에 있어서, 코일부의 꼬임에 의해 유격이 발생하는 문제가 있다.
트랜스포머는 그 기능적 역할을 수행하기 위해 코일 형태의 도선을 필수적으로 그 구성으로 포함하게 되는 바, 구조적으로 PCB(Printed Circuit Board)와 적층되는 코일부를 갖게 되고, 이러한 코일부에는 외부 회로와 연결되기 위해 인입되고 인출되는 도선이 존재한다. 이러한 구조에서, 인입되고 인출되는 도선들 사이에 겹침 혹은 꼬임이 발생하는 부분이 생기게 되고, 이와 같은 도선의 겹침 또는 꼬임은 PCB와 PCB 사이 혹은 코일부 사이의 유격을 만들게 된다. 이러한 유격에 의해 누설 인덕턴스가 발생하며, 전자기간섭(EMI, Electro Magnetic Interference)의 영향이 보다 커지는 문제가 있다.
이러한 기능적 단점 개선에 대한 기술업계의 사회적 요청에 기반하여 본 발명의 기술이 개발되었다.
공개특허공보 제 10-2016-0137412호, 2016.11.30 공개.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 평면형 트랜스포머 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 평면형 트랜스포머는 전자기적으로 결합되는 한 쌍의 코어를 구비하는 코어부(200), 상기 한 쌍의 코어 사이에 배치되고 서로 적층되는 복수의 기판(Multilayer PCB, Printed Circuit Board)을 갖는 기판부(300), 상기 복수의 기판 중 하나 이상의 기판과 결착되는 보빈(400), 상기 보빈에 권선되는 권선부를 포함한다.
또한, 상기 기판부(300)는, 코일 패턴이 형성된 제1 PCB(Printed Circuit Board)(310) 및 제2 PCB(320)를 포함하고, 상기 제1 PCB(310) 및 제2 PCB(320)는 중앙에 통공이 마련되고, 서로 전자기적으로 결합되는 것을 특징으로 하고, 상기 제1 PCB(310)는 상기 트랜스포머의 제1 코일부의 일부를 구성하는 코일 패턴이 형성된 것을 특징으로 하고, 상기 제2 PCB(320)는 상기 트랜스포머의 나머지 제1 코일부를 구성하는 코일 패턴이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 보빈(400)은, 상기 제1 PCB(310)의 상기 통공에 밀착되어, 상기 제1 PCB(310)와 결착되고, 적어도 하나의 절연도선이 통과할 수 있는 도선 관통 홈(402)을 포함하고, 상기 권선부는, 상기 권선부에 권선되는 절연도선에 의한 코일(500), 상기 제1 PCB(310)를 경계로 분리되는 상기 보빈의 상부에 형성되는 제1 권선부(410) 및 상기 제1 PCB(310)를 경계로 분리되는 상기 보빈의 하부에 형성되는 제2 권선부(420)를 포함하고, 상기 제1 권선부(410)에 권선된 상기 절연도선 코일의 말단 절연도선이, 상기 보빈(400)의 상기 도선 관통 홈(402)을 통과하여 상기 제2 권선부(420)에 권선되는 것을 특징으로 하고, 상기 제1 권선부(410)에 권선된 코일(500)은, 상기 트랜스포머의 제2 코일부의 일부를 이루는 것을 특징으로 하고, 상기 제2 권선부(420)에 권선된 코일은, 상기 트랜스포머의 나머지 제2 코일부를 이루는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 보빈(400)은, 상기 제1 PCB(310)와 이격없이 결착되어 상기 보빈(400)의 회전 및 움직임을 방지하는 내측 결합 홈(404) 및 상기 제1 PCB와 이격없이 결착되어 상기 보빈의 상하 움직임을 방지하는 외측 결합 홈(406)을 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 제1 PCB(310)는, 상기 제1 PCB(310)의 통공 내측에 마련되는 절연 도선 관통 홈(312) 및 상기 제1 PCB(310)의 통공 내측에 마련되어 보빈의 회전 및 움직임을 방지하는 내측 결합 홈(314)을 포함하고, 상기 보빈(400)의 내측 결합 홈(402)과 상기 제1 PCB(310)의 내측 결합 홈(314)은 서로 이격없이 결착되고, 상기 보빈(400)의 외측 결합 홈(406)은 상기 제1 PCB(310)의 통공 내측과 이격없이 결착되고, 상기 보빈(400)의 외측 결합 홈(406) 중, 상기 제1 PCB(310)의 상부로 드러나는 부분은 상기 제1 권선부(410)를 이루고, 상기 제1 PCB(310)의 하부로 드러나는 부분은 상기 제2 권선부(420)를 이루는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 기판부(300)는, 제3 PCB(330)를 더 포함하고, 상기 제3 PCB(330)는, 상기 제1 PCB(310) 및 제2 PCB(320)와 전자기적으로 결합되고, 상기 제1 권선부(410) 및 제2 권선부(420)로 구성된 상기 트랜스포머(100)의 제2 코일부의 보조권선 역할을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 기판부(300)를 이루는 복수의 기판은, EMI(Electro Magnetic Interference) 쉴드(Shield) 패턴이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 절연도선은, 상기 절연도선의 외부에 접착용 약품이 도포되는 것을 특징으로 하고, 상기 접착용 약품은, 열풍에 의해 건조되어 고정되는 열풍건조형, 추가적인 약품처리에 의해 접착되는 약품처리형 및 자체적으로 접착되는 자체접착형 중 적어도 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 평면형 트랜스포머의 제조방법은 중앙에 통공을 갖는 복수의 기판을 마련하는 단계(S110), 상기 복수의 기판 중 하나 이상의 기판에 전원 전달용 패턴을 형성하는 단계(S120), 상기 복수의 기판 중 하나 이상의 기판에 트랜스포머의 코일패턴을 형성하는 단계(S130), 상기 복수의 기판 중 하나 이상의 기판에 절연성 수지를 도포하는 단계(S140), 상기 복수의 기판 중 하나 이상의 통공에 보빈을 결착하는 단계(S150), 상기 결착된 보빈의 상부 및 하부에 절연도선을 권선하는 단계(S160) 및 상기 복수의 기판 중앙에 마련된 통공을 통과하는 자성코어와 상기 복수의 기판을 적층하는 단계(S170)를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 보빈은, 하나의 절연도선이 통과할 수 있는 도선 관통 홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단계(S160)는, 상기 보빈에 마련된 상기 도선 관통 홈을 상기 절연도선이 통과하도록 하는 단계(S210) 및 상기 결착된 보빈의 상부 및 하부에 권선되는 절연도선이 동시에 권선되는 단계(S220)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 단계(S160)는, 상기 절연도선에 접착용 약품을 도포하는 단계(S310)를 포함하고, 상기 접착용 약품은, 열풍에 의해 건조되어 고정되는 열풍건조형, 추가적인 약품처리에 의해 접착되는 약품처리형 및 자체적으로 접착되는 자체접착형 중 적어도 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 의하면, 기존의 평면형 트랜스포머에서 발생하는 유격에 의한 품질저하를 방지할 수 있으며, 누설 인덕턴스를 절반가량 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 유격과 인입, 인출 코일의 겹침 및 꼬임에 의해 발생하는 EMI를 낮춰 보다 개선된 기능의 트랜스포머가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 개시된 기술에 의하면 보다 소형화된 트랜스포머를 제조할 수 있으며, 제조공정 상의 소요시간과 불량률을 개선하여 전반적인 제조원가 저하에 크게 기여할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 평면형 트랜스포머의 구조를 모식적으로 도시한 것이다.
도 2는 제1 PCB의 구조적 특징을 도시한 것이다.
도 3은 보빈의 구조적 특징을 도시한 것이다.
도 4는 보빈의 외측 결합 홈이 보이도록 그 측면을 도시한 것이다.
도 5는 제1 PCB와 보빈이 결합된 모습을 도시한 평면도이다.
도 6은 제1 PCB와 보빈이 결합되어 제1 권선부 및 제2 권선부가 형성된 모습을 도시한 측면도이다.
도 7은 제1 PCB와 보빈이 결합된 모습의 일 단면을 도시한 것이다.
도 8은 제1 PCB와 결합된 보빈의 권선부에, 지그를 이용하여 도선이 권선되는 모습을 도시한 것이다.
도 9는 도선 관통 홈을 통과한 도선이 보빈의 상부에 권선되는 일 시점의 모습을 도시한 것이다.
도 10은 도선 관통 홈을 통과한 도선이 권선되는 일 시점의 모습의 평면도를 도시한 것이다.
도 11은 권선이 완료된 모습을 도시한 것이다.
도 12는 권선이 완료된 모습의 사시도를 도시한 것이다.
도 13은 제1 내지 제3 PCB와 보빈의 결합 구조를 도시한 것이다.
도 14는 완성된 평면형 트랜스포머의 일 예시를 도시한 평면도이다.
도 15는 완성된 평면형 트랜스포머의 일 예시를 도시한 저면도이다.
도 16은 완성된 평면형 트랜스포머의 일 예시를 도시한 정면도이다.
도 17은 완성된 평면형 트랜스포머의 일 예시를 도시한 배면도이다.
도 18은 평면형 트랜스포머 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
도 19는 절연도선을 도선 관통 홈으로 통과시키는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 20은 절연도선에 접착용 약품이 도포되는 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 평면형 트랜스포머의 구조를 모식적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에서 개시하는 평면형 트랜스포머의 개략적 구조를 파악할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 평면형 트랜스포머(100)는 전자기적으로 결합되는 한 쌍의 코어를 구비하는 코어부(200), 상기 한 쌍의 코어 사이에 배치되고 서로 적층되는 복수의 기판(Multilayer PCB, Printed Circuit Board)을 갖는 기판부(300), 상기 복수의 기판 중 하나 이상의 기판과 결착되는 보빈(400), 상기 보빈(400)에 권선되는 권선부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 코어부(200)는 산업계에서 통상적으로 사용되는 자성 코어에 있어서, 상기 도 1에 도시된 것과 다른 형태의 코어를 채택할 수 있다.
도 2는 제1 PCB의 구조적 특징을 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 상기 기판부(300)를 구성하는 제1 내지 제3 PCB의 일 예시적 형태와, 특히 제1 PCB의 구체적인 구조를 이해할 수 있다.
또한, 상기 기판부(300)는, 코일 패턴이 형성된 제1 PCB(Printed Circuit Board)(310) 및 제2 PCB(320)를 포함할 수 있다.
평면형 트랜스포머에 있어서, 상기 제1 PCB(310) 및 제2 PCB(320)에 형성되는 코일 패턴은 전자기적으로 결합되어 하나의 제1 코일부 역할을 수행할 수 있다. 개시된 실시 예에서, 제1 코일부는 1차측 코일부 또는 2차측 코일부를 의미할 수 있다. 이하에서는, 상기 제1 PCB(310) 및 제2 PCB(320)에 형성되는 코일 패턴이 전자기적으로 결합되어 하나의 2차측 코일부 역할을 수행하는 예시를 기준으로 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 제1 PCB(310) 및 제2 PCB(320)는 중앙에 통공이 마련되고, 서로 전자기적으로 결합되는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 제1 PCB(310)는 상기 트랜스포머의 2차측 코일부의 일부를 구성하는 코일 패턴이 형성된 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 제2 PCB(320)는 상기 트랜스포머의 나머지 2차측 코일부를 구성하는 코일 패턴이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 통공은 자성 코어가 통과함과 동시에, 보빈(400)이 결착되기 위하여 보다 넓은 내경을 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 통공에 상기 보빈(400)이 결착되는 구조는 전체 트랜스포머의 EMI 수치를 개선하고 가압에 의한 코일 권선부의 불량률을 낮추는 역할을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
도 3은 보빈의 구조적 특징을 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 도선 관통 홈(402), 내측 결합 홈(402) 및 외측 결합 홈(406)을 포함하는 상기 보빈(400)의 구체적인 구조를 파악할 수 있다.
도 4는 보빈의 외측 결합 홈이 보이도록 그 측면을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 상기 외측 결합 홈(406)의 구조를 보다 구체적으로 이해할 수 있다. 상기 외측 결합 홈(406)은 상기 보빈(400)과 상기 제1 PCB(310)가 결착된 경우 상하의 유동을 방지하고, 절연도선의 권선을 위한 권선부가 형성될 수 있도록 하기 위한 구조를 갖고 있다.
도 5는 제1 PCB와 보빈이 결합된 모습을 도시한 평면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 제1 PCB(310)에 상기 보빈(400)이 결착된 모습을 보다 상세하게 파악할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 보빈(400)은, 상기 제1 PCB(310)의 상기 통공에 밀착되어, 상기 제1 PCB(310)와 결착될 수 있다.
또한, 상기 보빈은(400)은 적어도 하나의 절연도선이 통과할 수 있는 도선 관통 홈(402)을 포함하고, 상기 권선부는, 상기 권선부에 권선되는 절연도선에 의한 코일(500)을 포함할 수 있다.
도 6은 제1 PCB와 보빈이 결합되어 제1 권선부 및 제2 권선부가 형성된 모습을 도시한 측면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 제1 PCB(310)의 상부 및 하부로 드러나는 상기 보빈(400)의 일부가 형성하는 제1 권선부(410) 및 제2 권선부(420)의 구조를 보다 명확하게 이해할 수 있다.
또한, 상기 권선부는, 상기 제1 PCB(310)를 경계로 분리되는 상기 보빈의 상부에 형성되는 제1 권선부(410) 및 상기 제1 PCB(310)를 경계로 분리되는 상기 보빈의 하부에 형성되는 제2 권선부(420)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 권선부는, 상기 제1 권선부(410)에 권선된 상기 절연도선 코일의 말단 절연도선이, 상기 보빈(400)의 상기 도선 관통 홈(402)을 통과하여 상기 제2 권선부(420)에 권선되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제1 권선부(410)에 권선된 코일(500)은, 상기 트랜스포머의 제2 코일부의 일부를 이루는 것을 특징으로 하고, 상기 제2 권선부(420)에 권선된 코일(500)은, 상기 트랜스포머의 나머지 제2 코일부를 이루는 것을 특징으로 할 수 있다.
개시된 실시 예에서, 제2 코일부는 1차측 코일부 또는 2차측 코일부를 의미할 수 있다. 즉, 상기한 제1 코일부가 1차측 코일부인 경우 제2 코일부는 2차측 코일부로, 제1 코일부가 2차측 코일부인 경우 제2 코일부는 1차측 코일부인 것으로 이해될 수 있다.
이하에서는, 상기 제1 권선부(410) 및 상기 제2 권선부(420)에 권선된 코일(500)이 상기 트랜스포머의 1차측 코일부를 이루는 예시를 기준으로 하여 서술하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시 예에서, 상기 제1 권선부(410)에 권선되는 절연 도선은, 상기 제1 권선부(410)에 권선된 후, 상기 도선 관통 홈(402)를 통과하여 상기 제2 권선부(420)에 권선될 수 있으며, 상기 제1 권선부 및 제2 권선부에 권선된 절연도선은 전기적으로 연결된 하나의 코일부를 이루어, 상기 평면형 트랜스포머(100)의 1차측 코일부를 이룰 수 있다.
도 7은 제1 PCB와 보빈이 결합된 모습의 일 단면을 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 상기 보빈(400)의 외부 결합 홈(406)이 상기 제1 PCB(310)와 결착되는 구조를 보다 명확히 파악할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 보빈(400)은, 상기 제1 PCB(310)와 이격없이 결착되어 상기 보빈(400)의 회전 및 움직임을 방지하는 내측 결합 홈(404) 및 상기 제1 PCB(310)와 이격없이 결착되어 상기 보빈(400)의 상하 움직임을 방지하는 외측 결합 홈(406)을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 상기 내측 결합 홈(404) 및 외측 결합 홈(406)은 절연 도선의 권선과정에서 발생할 수 있는 보빈의 회전을 방지하고, 완성된 평면형 트랜스포머에 있어서, 보다 기계적으로 안정적인 구조를 제공한다.
또한, 상기 외측 결합 홈(406) 중 상기 제1 PCB(310)의 상부 및 하부로 드러나는 부분의 높이는 상기 트랜스포머에 권선되는 절연도선의 굵기에 따라 달리 조절될 수 있으며, 가압에 의한 불량품을 줄이기 위해 절연도선의 굵기와 일치하거나, 그보다 큰 수치를 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 PCB(310)는, 상기 제1 PCB(310)의 통공 내측에 마련되는 절연 도선 관통 홈(312) 및 상기 제1 PCB(310)의 통공 내측에 마련되어 보빈의 회전 및 움직임을 방지하는 내측 결합 홈(314)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 보빈(400)의 내측 결합 홈(402)과 상기 제1 PCB(310)의 내측 결합 홈(314)은 서로 이격없이 결착될 수 있다.
또한, 상기 보빈(400)의 외측 결합 홈(406)은 상기 제1 PCB(310)의 통공 내측과 이격없이 결착될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 도선 관통 홈(312) 및 상기 보빈(400)의 도선 관통 홈(402)은 절연 도선의 굵기에 따라 그에 맞는 크기로 변경될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 내측 결합 홈(314), 상기 보빈(400)의 내측 결합 홈(404)은 서로 이격없이 결착되어 상기 보빈(400)의 회전 및 유동을 방지할 수 있는 한도에서, 상기 도 2 및 도 3에 도시된 것과 상이한 형태를 가질 수 있다.
도 8은 제1 PCB와 결합된 보빈의 권선부에, 지그를 이용하여 도선이 권선되는 모습을 도시한 것이다.
도 8을 참조하면 상기 보빈(400)에 절연도선이 권선되는 일 실시 예를 보다 명확하게 이해할 수 있다.
도 9는 도선 관통 홈을 통과한 도선이 보빈의 상부에 권선되는 일 시점의 모습을 도시한 것이다.
도 10은 도선 관통 홈을 통과한 도선이 권선되는 일 시점의 모습의 평면도를 도시한 것이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 보빈(400)의 도선 관통 홈(402) 및 상기 제1 PCB(310)의 도선 관통 홈(312)의 결착에 의해 형성되는 도선 관통 홈을 통과한 절연 도선이 상기 제1 권선부(410) 및 상기 제2 권선부(420)에 권선되는 태양을 보다 명확하게 이해할 수 있다.
도 11은 권선이 완료된 모습을 도시한 것이다.
도 12는 권선이 완료된 모습의 사시도를 도시한 것이다.
상기 도 11 및 도 12를 참조하면, PCB 사이에 형성되는 절연도선에 의한 코일부의 모습을 보다 명확하게 이해할 수 있으며, 기존의 평면형 트랜스포머 대비 인입되고 인출되는 도선의 꼬임이나 겹침이 발생하지 않아 유격이 없어진 상태의 평면형 트랜스포머의 구조를 보다 명확하게 이해할 수 있다.
도 6은 제1 PCB와 보빈이 결합되어 제1 권선부 및 제2 권선부가 형성된 모습을 도시한 측면도이다.
또한, 상기 보빈(400)의 외측 결합 홈(406) 중, 상기 제1 PCB(310)의 상부로 드러나는 부분은 상기 제1 권선부(410)를 이루고, 상기 제1 PCB(310)의 하부로 드러나는 부분은 상기 제2 권선부(420)를 이루는 것을 특징으로 할 수 있다.
도 6을 참조하면 상기 제1 PCB(310)의 상하로 드러나는 상기 보빈(400)이 형성하는 제1 권선부(410) 및 제2 권선부(420)의 모습을 보다 명확하게 이해할 수 있다.
도 1은 평면형 트랜스포머의 구조를 모식적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면 제3 PCB(330)가 전체 평명현 트랜스포머의 구조에 있어서 다른 구성과 함께 어떠한 위치를 갖는지 보다 명확하게 이해할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 기판부(300)는, 제3 PCB(330)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제3 PCB(330)는, 상기 제1 PCB(310) 및 제2 PCB(320)와 전자기적으로 결합되고, 상기 제1 권선부(410) 및 제2 권선부(420)로 구성된 상기 트랜스포머(100)의 1차측 코일부의 보조권선 역할을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 평면형 트랜스포머는 그 역할을 수행하기 위해 1차측 코일의 권선수와 2차측 코일의 권선수의 비가 조절될 필요가 있는 바, 그 체적을 줄이기 위해 필요한 경우 상기 제3 PCB(330)가 1차측 코일의 보조권선 역할을 수행하여 상기 권선수의 비를 조절하는 데에 도움이 될 수 있다.
즉, 제3 PCB(330)에 코일 패턴을 어떻게 형성하는지에 따라 권선되는 코일로 형성되는 1차측 코일부의 권선수를 용이하게 조절할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 기판부(300)를 이루는 복수의 기판은, EMI(Electro Magnetic Interference) 쉴드(Shield) 패턴이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 내지 제3 PCB는 코일 패턴이 형성되는 것뿐만 아니라, EMI 쉴드 패턴이 택일적으로 혹은 추가적으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이는 평면형 트랜스포머에 있어서 누설 인덕턴스를 줄이고 코일과 PCB 상호간에 발생할 수 있는 전자기적인 간섭을 최소화하여 보다 안정적인 기능을 수행하기 위함이다.
일 실시 예에서, 상기 절연도선은, 상기 절연도선의 외부에 접착용 약품이 도포되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 접착용 약품은, 열풍에 의해 건조되어 고정되는 열풍건조형, 추가적인 약품처리에 의해 접착되는 약품처리형 및 자체적으로 접착되는 자체접착형 중 적어도 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 기술의 개시는 권선되는 절연도선이 보다 안정적으로 결착되도록 하기 위함이며, 제조 공정에서 발생하는 불량률을 개선하기 위함이다.
일 실시 예에서, 상기 접착용 약품이 도포된 절연도선은 자체접착식 절연도선으로 지칭될 수 있으며, 상기 코일(500)은 자체접착식 절연도선에 의해 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
도 18은 평면형 트랜스포머 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 평면형 트랜스포머 제조 방법은 중앙에 통공을 갖는 복수의 기판을 마련하는 단계(S110), 상기 복수의 기판 중 하나 이상의 기판에 전원 전달용 패턴을 형성하는 단계(S120), 상기 복수의 기판 중 하나 이상의 기판에 트랜스포머의 코일패턴을 형성하는 단계(S130), 상기 복수의 기판 중 하나 이상의 기판에 절연성 수지를 도포하는 단계(S140), 상기 복수의 기판 중 하나 이상의 통공에 보빈을 결착하는 단계(S150), 상기 결착된 보빈의 상부 및 하부에 절연도선을 권선하는 단계(S160) 및 상기 복수의 기판 중앙에 마련된 통공을 통과하는 자성코어와 상기 복수의 기판을 적층하는 단계(S170)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 보빈은, 하나의 절연도선이 통과할 수 있는 도선 관통 홈을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
도 19는 절연도선을 도선 관통 홈으로 통과시키는 방법을 도시한 흐름도이다.
또한, 상기 단계(S160)는, 상기 보빈에 마련된 상기 도선 관통 홈을 상기 절연도선이 통과하도록 하는 단계(S210) 및 상기 결착된 보빈의 상부 및 하부에 권선되는 절연도선이 동시에 권선되는 단계(S220)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 절연도선은 상기 도선 관통 홈을 통과하여 상기 보빈의 상부 및 하부로 배치되고, 이 상태에서 상기 보빈 및 하부에 동시에 양면 권선될 수 있다.
상술한 기술의 개시에 의해, 제조 공정 상의 권선효율을 크게 상승시켜 제조에 소요되는 시간이 대폭 단축될 수 있으며, 가압에 의한 불량품의 생산비율을 현저히 줄이고, 보다 안정적인 권선작업을 통해 불균일한 권선에 의한 평면형 트랜스포머의 성능저하를 방지할 수 있다.
도 20은 절연도선에 접착용 약품이 도포되는 방법을 도시한 흐름도이다.
또한, 상기 단계(S160)는, 상기 절연도선에 접착용 약품을 도포하는 단계(S310)를 포함하고, 상기 접착용 약품은, 열풍에 의해 건조되어 고정되는 열풍건조형, 추가적인 약품처리에 의해 접착되는 약품처리형 및 자체적으로 접착되는 자체접착형 중 적어도 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.
도 14는 완성된 평면형 트랜스포머의 일 예시를 도시한 평면도이다.
도 15는 완성된 평면형 트랜스포머의 일 예시를 도시한 저면도이다.
도 16은 완성된 평면형 트랜스포머의 일 예시를 도시한 정면도이다.
도 17은 완성된 평면형 트랜스포머의 일 예시를 도시한 배면도이다.
도 14 내지 도 17을 참조하면, 본 발명에서 개시하는 기술에 의해 제조되는 평면형 트랜스포머의 일 예시를 보다 구체적으로 파악할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 평면형 트랜스포머
200 : 한 쌍의 코어
300 : 기판부
310 : 제1 PCB
312 : 도선 관통 홈
314 : 내측 결합 홈
320 : 제2 PCB
330 : 제3 PCB
400 : 보빈
402 : 도선 관통 홈
404 : 내측 결합 홈
406 : 외측 결합 홈
410 : 제1 권선부
420 : 제2 권선부
500 : 절연도선으로 이루어진 코일

Claims (10)

  1. 전자기적으로 결합되는 한 쌍의 코어를 구비하는 코어부(200);
    상기 한 쌍의 코어 사이에 배치되고 서로 적층되는 복수의 기판(Multilayer PCB, Printed Circuit Board)을 갖는 기판부(300);
    상기 복수의 기판 중 하나 이상의 기판과 결착되는 보빈(400); 및
    상기 보빈에 권선되는 권선부; 를 포함하며,
    상기 기판부(300)는,
    코일 패턴이 형성된 제1 PCB(Printed Circuit Board)(310) 및 제2 PCB(320)를 포함하고,
    상기 제1 PCB(310) 및 제2 PCB(320)는 중앙에 통공이 마련되고, 서로 전자기적으로 결합되며,
    상기 제1 PCB(310)는 상기 트랜스포머의 제1 코일부의 일부를 구성하는 코일 패턴이 형성되고,
    상기 제2 PCB(320)는 상기 트랜스포머의 나머지 제1 코일부를 구성하는 코일 패턴이 형성되며,
    상기 보빈(400)은,
    상기 제1 PCB(310)의 상기 통공에 밀착되어, 상기 제1 PCB(310)와 결착되고,
    적어도 하나의 절연도선이 통과할 수 있는 도선 관통 홈(402); 을 포함하고,
    상기 권선부는,
    상기 권선부에 권선되는 절연도선에 의한 코일(500);
    상기 제1 PCB(310)를 경계로 분리되는 상기 보빈의 상부에 형성되는 제1 권선부(410); 및
    상기 제1 PCB(310)를 경계로 분리되는 상기 보빈의 하부에 형성되는 제2 권선부(420); 를 포함하고,
    상기 제1 권선부(410)에 권선된 상기 절연도선 코일의 말단 절연도선이, 상기 보빈(400)의 상기 도선 관통 홈(402)을 통과하여 상기 제2 권선부(420)에 권선되며,
    상기 제1 권선부(410)에 권선된 코일(500)은, 상기 트랜스포머의 제2 코일부의 일부를 이루고,
    상기 제2 권선부(420)에 권선된 코일(500)은, 상기 트랜스포머의 나머지 제2 코일부를 이루는 것을 특징으로 하는, 평면형 트랜스포머.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 보빈(400)은,
    상기 제1 PCB(310)와 이격없이 결착되어 상기 보빈(400)의 회전 및 움직임을 방지하는 내측 결합 홈(404); 및
    상기 제1 PCB(310)와 이격없이 결착되어 상기 보빈(400)의 상하 움직임을 방지하는 외측 결합 홈(406); 을 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 제1 PCB(310)는,
    상기 제1 PCB(310)의 통공 내측에 마련되는 절연 도선 관통 홈(312); 및
    상기 제1 PCB(310)의 통공 내측에 마련되어 보빈의 회전 및 움직임을 방지하는 내측 결합 홈(314); 을 포함하고,
    상기 보빈(400)의 내측 결합 홈(402)과 상기 제1 PCB(310)의 내측 결합 홈(314)은 서로 이격없이 결착되고,
    상기 보빈(400)의 외측 결합 홈(406)은 상기 제1 PCB(310)의 통공 내측과 이격없이 결착되고,
    상기 보빈(400)의 외측 결합 홈(406) 중, 상기 제1 PCB(310)의 상부로 드러나는 부분은 상기 제1 권선부(410)를 이루고, 상기 제1 PCB(310)의 하부로 드러나는 부분은 상기 제2 권선부(420)를 이루는 것을 특징으로 하는,
    평면형 트랜스포머.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 기판부(300)는,
    제3 PCB(330)를 더 포함하고,
    상기 제3 PCB(330)는,
    상기 제1 PCB(310) 및 제2 PCB(320)와 전자기적으로 결합되고,
    상기 제1 권선부(410) 및 제2 권선부(420)로 구성된 상기 트랜스포머(100)의 제2 코일부의 보조권선 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는,
    평면형 트랜스포머.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 기판부(300)를 이루는 복수의 기판은,
    EMI(Electro Magnetic Interference) 쉴드(Shield) 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는,
    평면형 트랜스포머.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 절연도선은,
    상기 절연도선의 외부에 접착용 약품이 도포되는 것을 특징으로 하고,
    상기 접착용 약품은,
    열풍에 의해 건조되어 고정되는 열풍건조형, 추가적인 약품처리에 의해 접착되는 약품처리형 및 자체적으로 접착되는 자체접착형 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는,
    평면형 트랜스포머.
  8. 중앙에 통공을 갖는 복수의 기판을 마련하는 단계(S110);
    상기 복수의 기판 중 하나 이상의 기판에 전원 전달용 패턴을 형성하는 단계(S120);
    상기 복수의 기판 중 하나 이상의 기판에 트랜스포머의 코일패턴을 형성하는 단계(S130);
    상기 복수의 기판 중 하나 이상의 기판에 절연성 수지를 도포하는 단계(S140);
    상기 복수의 기판 중 하나 이상의 통공에 보빈을 결착하는 단계(S150);
    상기 결착된 보빈의 상부 및 하부에 절연도선을 권선하는 단계(S160); 및
    상기 복수의 기판 중앙에 마련된 통공을 통과하는 자성코어와 상기 복수의 기판을 적층하는 단계(S170); 를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 보빈은,
    하나의 절연도선이 통과할 수 있는 도선 관통 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    평면형 트랜스포머 제조 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 단계(S160)는,
    상기 보빈에 마련된 상기 도선 관통 홈을 상기 절연도선이 통과하도록 하는 단계(S210); 및
    상기 결착된 보빈의 상부 및 하부에 권선되는 절연도선이 동시에 권선되는 단계(S220); 를 포함하는,
    평면형 트랜스포머 제조 방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 단계(S160)는,
    상기 절연도선에 접착용 약품을 도포하는 단계(S310); 를 포함하고,
    상기 접착용 약품은,
    열풍에 의해 건조되어 고정되는 열풍건조형, 추가적인 약품처리에 의해 접착되는 약품처리형 및 자체적으로 접착되는 자체접착형 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는,
    평면형 트랜스포머 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023224818A1 (en) * 2022-05-16 2023-11-23 Apple Inc. Quasi-planar transformer construction

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020159214A1 (en) * 2000-04-06 2002-10-31 Perlick John A. Miniaturized ac/dc power supply and battery charger
KR20110024431A (ko) * 2009-09-02 2011-03-09 삼성전기주식회사 평면형 트랜스포머
KR20160137412A (ko) 2015-05-20 2016-11-30 박찬웅 평면형 트랜스포머 및 전원장치
KR20170002600U (ko) * 2016-01-08 2017-07-18 페어차일드코리아반도체 주식회사 다층 회로 기판을 갖는 평면 변압기

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020159214A1 (en) * 2000-04-06 2002-10-31 Perlick John A. Miniaturized ac/dc power supply and battery charger
KR20110024431A (ko) * 2009-09-02 2011-03-09 삼성전기주식회사 평면형 트랜스포머
KR20160137412A (ko) 2015-05-20 2016-11-30 박찬웅 평면형 트랜스포머 및 전원장치
KR20170002600U (ko) * 2016-01-08 2017-07-18 페어차일드코리아반도체 주식회사 다층 회로 기판을 갖는 평면 변압기

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023224818A1 (en) * 2022-05-16 2023-11-23 Apple Inc. Quasi-planar transformer construction

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