KR102324808B1 - Transformer for zero leakage power supply - Google Patents

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KR102324808B1
KR102324808B1 KR1020200058925A KR20200058925A KR102324808B1 KR 102324808 B1 KR102324808 B1 KR 102324808B1 KR 1020200058925 A KR1020200058925 A KR 1020200058925A KR 20200058925 A KR20200058925 A KR 20200058925A KR 102324808 B1 KR102324808 B1 KR 102324808B1
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송병직
우현승
김태정
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주식회사 파워넷
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    • H01F27/324—Insulation between coil and core, between different winding sections, around the coil; Other insulation structures
    • H01F27/325—Coil bobbins

Abstract

A zero-leakage transformer for a power supply, which reduces the current that a high voltage applied to a high-voltage primary coil (105) leaks into a low-voltage secondary coil (106) and flows. To this end, the primary coil and the secondary coil are separated and wound in different layers. Half of the primary coil is wound on a bobbin. After insulating tape is wound, a shield for shielding primary electromagnetic waves is wound. After insulation tape is wound, a primary auxiliary coil is wound. Insulation tape is wound at a first thickness. Half of the secondary coil is wound. The other half of the secondary coil is wound. A secondary auxiliary coil is wound. Insulation tape is wound at a second thickness. A shield for shielding secondary electromagnetic waves is wound. After insulation tape is wound, the other half of the primary coil is wound. Insulation tape is wound. In the embodiment of the present invention, insulation tape (110) designed between the high-voltage coil and the low-voltage coil is wound 10 turns or more, the coils are spaced from each other, and the capacitance is reduced, so that the leakage capacitance is designed to be 35 pF or less, and thus a very small amount of leakage current can be generated.

Description

누전체감 제로형 전원공급장치용 트랜스포머{Transformer for zero leakage power supply}Transformer for zero leakage power supply

본 발명은 누전체감 제로형 전원공급 장치에 관한 것으로 특히, 전원공급용 아답터의 고전압회로부 와 저전압회로부 간 연결된 정전용량(Capacitance)에 의해 발생되는 누설전류를 3uA이하로 줄이면서 5Vdc∼20Vdc 의 출력을 내는 누전체감 제로형 전원공급장치용 트랜스포머에 관한 것이다.The present invention relates to a zero leakage current type power supply. In particular, it reduces the leakage current generated by the capacitance connected between the high voltage circuit part and the low voltage circuit part of the power supply adapter to 3uA or less while reducing the output of 5Vdc to 20Vdc. The present invention relates to a transformer for a zero leakage current type power supply.

일반적으로 누설 전류형 전원 공급 장치는 도 1과 같은 구조를 가진다.In general, a leakage current type power supply has a structure as shown in FIG. 1 .

도 1은 일반적인 전원공급장치의 회로 구성도를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing a circuit configuration of a general power supply device.

도 2 네지 도 5는 일반적인 트랜스포머의 외형을 보인 도면이다.Fig. 2 is a view showing the external appearance of a general transformer.

도 6은 도 5를 절단한 단면 반쪽을 보인 도면이다.FIG. 6 is a view showing a cross-sectional half of FIG. 5 .

도 1을 참조하면, 일반적인 누설 전류형 전원 공급 장치는, 고전압회로부(100), 저전압회로부(101), 커플링캐패시터(102), 스위칭트랜스포머(103)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , a typical leakage current power supply device includes a high voltage circuit unit 100 , a low voltage circuit unit 101 , a coupling capacitor 102 , and a switching transformer 103 .

고전압회로부(100)는 댁내 벽에 설치되어 있는 콘센트에서 상용전원 90Vac∽264Vac 전압을 공급받아 스위칭노이즈를 필터링하는 노이즈필터(Line Filter)부(미도시),The high voltage circuit unit 100 receives a commercial power 90Vac∽264Vac voltage from an outlet installed on the wall of the house and filters the switching noise by a noise filter (Line Filter) unit (not shown),

AC전압을 양파정류 하여 DC전압으로 변환하는 브릿지다이오드(111), A bridge diode 111 that converts an AC voltage into a DC voltage by onion rectification,

양파 정류한 DC전압을 균일한 DC전압으로 평활하는 평활콘덴서(112), Smoothing capacitor 112 for smoothing the onion rectified DC voltage to a uniform DC voltage,

위험하고 높은 전압을 전자기기에 필요한 안전하고 낮은 DC전압으로 변환하여 전달하는 스위칭트랜스포머 고전압 코일(105), A switching transformer high voltage coil 105 that converts dangerous and high voltage into a safe and low DC voltage required for electronic devices and transmits it;

스위칭트랜스포머의 전력변환을 원활하게 전달 할 수 있도록 고속으로 ON-OFF 반복(스위칭)하여 스위칭트랜스포머 코어에 자력을 형성시키는 역할을 하는 스위칭전계효과트랜지스터(113), A switching field effect transistor 113 that plays a role of forming a magnetic force in the core of the switching transformer by repeating ON-OFF (switching) at high speed so as to smoothly transfer the power conversion of the switching transformer;

전력변환 및 전달 시 양질의 전압,전류를 공급 할 수 있도록 제어하는 전원공급장치의 핵심부분인 고속스위칭 제어를 담당하는 준공진플라이백(QRF) 집적회로(미도시) 등으로 구성된다.It is composed of a quasi-resonant flyback (QRF) integrated circuit (not shown) in charge of high-speed switching control, which is a core part of the power supply that controls to supply high-quality voltage and current during power conversion and transmission.

저전압회로부(101)는, 고전압회로부를 통해서 유입되는 높은 전압을 낮은 DC전압으로 변환하여 전달하는 스위칭트랜스포머 저전압 코일(2차 권선)과 변환된 스위칭 펄스전압을 정류하여 맥류 DC전압으로 생성하는 정류다이오드(114), The low voltage circuit unit 101 includes a switching transformer low voltage coil (secondary winding) that converts and transmits a high voltage flowing in through the high voltage circuit unit into a low DC voltage, and a rectifier diode that rectifies the converted switching pulse voltage to generate a pulsating DC voltage. (114),

정류한 DC전압을 균일한 DC전압으로 평활 하는 평활콘덴서(115), Smoothing capacitor 115 for smoothing the rectified DC voltage into a uniform DC voltage,

전자제품에 공급되는 DC전압이 이상 발생하지 않도록 고전압회로부에서 고속스위칭 제어를 담당하는 준공진플라이백 집적회로에 정궤환 시켜주는 피드백 회로 등으로 구성된다.It consists of a feedback circuit that feeds the high-voltage circuit part positively to the quasi-resonant flyback integrated circuit in charge of high-speed switching control so that the DC voltage supplied to electronic products does not occur abnormally.

커플링캐패시터(102)는 고전압회로부(100)와 저전압회로부(101) 사이에 삽입하는 이중절연 세라믹캐패시터 라는 부품이다. The coupling capacitor 102 is a component called a double insulated ceramic capacitor inserted between the high voltage circuit unit 100 and the low voltage circuit unit 101 .

이상의 구성을 가진 전원공급장치는 고전압회로부와 저전압회로부를 스위칭트랜스포머 포함 일반적으로 절연형으로 설계한다. 절연형 전원공급장치는 서로 다른 임피던스로 전위가 상이하여 발진현상 및 많은 주파수대역의 스위칭노이즈가 발생되어 EMI 특성에 나쁜 영향을 끼치게 된다.In the power supply having the above configuration, the high voltage circuit part and the low voltage circuit part are generally designed in an insulated type including a switching transformer. Insulated power supplies have different impedances and different potentials, causing oscillations and switching noises in many frequency bands to adversely affect EMI characteristics.

위와 같은 문제를 해결하기 위하여 커플링캐패시터와 노이즈필터 및 스너버회로 등을 설계하고 적용하여 스위칭노이즈 레벨을 낮추어 EMI 특성을 양호하게 한다.To solve the above problems, a coupling capacitor, a noise filter, and a snubber circuit are designed and applied to lower the switching noise level to improve the EMI characteristics.

하지만 적용된 커플링캐패시터를 통해 고전압회로부에서 발생하는 전류가 누설되는 경로를 만들며, 커플링캐패시턴스(Yc) 용량 값에 따라 누설전류 (Yi = C(dυ/dt))도 커지는 특성을 가진다. 일반적인 전원공급아답터는 1000pF 이하로 커플링캐패시턴스(Yc) 용량 값을 설계한다.However, through the applied coupling capacitor, the current generated in the high voltage circuit part leaks, and the leakage current (Yi = C(dυ/dt)) also increases according to the coupling capacitance (Yc) capacity value. A typical power supply adapter is designed with a coupling capacitance (Yc) capacity value of 1000pF or less.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 스위칭트랜스포머(103)는 고전압 코일(105), 저전압 코일(106), 1차/2차 권선을 하는 보빈(109), 1차/2차 권선간을 절연하는 절연테이프(110), 전자석 유도 코어(107, 108) 등으로 구성된다.2 to 6 , the switching transformer 103 includes a high voltage coil 105 , a low voltage coil 106 , a bobbin 109 for primary/secondary winding, and insulating between the primary and secondary windings. It is composed of an insulating tape 110, an electromagnet induction core 107, 108, and the like.

스위칭트랜스포머 제작 시 1차 권선과 2차 권선을 각각 다른 층에 권선하고 사이에 절연테이프 처리하여 절연시킴으로써 절연형 스위칭트랜스포머 라고도 한다.When manufacturing a switching transformer, the primary and secondary windings are wound on different layers and insulated with insulating tape between them, so it is also called an insulated switching transformer.

이와 같이 설계된 스위칭트랜스포머에서는 1차 권선과 2차 권선 상호 선간 정전용량(C=ε(A/d)) 즉, 누설캐패시턴스(TLC)가 발생하게 된다.In the switching transformer designed in this way, the capacitance between the primary and secondary windings (C=ε(A/d)), that is, leakage capacitance (T LC ) is generated.

트랜스포머에 전기 투입 시 누설캐패시턴스(TLC)를 통한 누설전류 (Ti = C(dυ/dt))가 흐르게 되고. 누설캐패시턴스(TLC 값)가 크면 누설전류도 커지는 특성을 가진다. 실제 종래의 정전용량(TLC 값)은 76.4pF이고, 누설전류 (Ti)는 10마이크로 암페어 정도이다. When electricity is applied to the transformer, the leakage current (Ti = C(dυ/dt)) flows through the leakage capacitance (T LC ). If the leakage capacitance (T LC value) is large, the leakage current also increases. Actually, the conventional capacitance (T LC value) is 76.4pF, and the leakage current (Ti) is about 10 microamperes.

이러한 전원공급장치의 누설전류량은 고전압회로부(Primary Circuit) 와 저전압회로부(Secondary Circuit)간 연결된 총 정전용량 즉 캐패시턴스(Tc= Yc + TLC)에 의해 결정된다.The amount of leakage current of such a power supply is determined by the total capacitance, that is, the capacitance (Tc = Yc + T LC ) connected between the high voltage circuit unit (Primary Circuit) and the low voltage circuit unit (Secondary Circuit).

총 캐패시턴스(Tc) 값과 누설되어 흐르는 누설전류 량은 비례한다. 즉, 총 누설전류 량이 크면 인체에 감전 위험성을 높여 심각한 문제가 발생 할 수 있다.The total capacitance (Tc) value is proportional to the amount of leakage current that leaks. That is, if the total amount of leakage current is large, the risk of electric shock to the human body increases and serious problems may occur.

스위칭트랜스포머에서 발생되는 누설전류는 아주 미약하여 인체에 감전사고를 유발하지는 않지만 민감한 부분에 터치되면 체감되어 아픔을 호소하는 위험성은 있다.The leakage current generated by the switching transformer is very weak and does not cause an electric shock accident to the human body, but there is a risk of complaining of pain when touched on a sensitive part.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 신체의 민감한 부분이 터치되어도 누설전류가 체감되지 않도록 스위칭트랜스 누설캐패시턴스 값을 35pF이하로 설계하여 총 누설전류를 3uA이하로 줄이면서 5Vdc∼20Vdc 의 출력을 내는 누전체감 제로형 전원공급장치용 트랜스포머를 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to solve the conventional problems, and the leakage current of the switching transformer is designed to be 35pF or less so that the leakage current is not felt even when a sensitive part of the body is touched, thereby reducing the total leakage current to 3uA or less. It is to provide a transformer for a power supply of zero leakage current that produces an output of 5Vdc to 20Vdc.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 커플링캐패시터를 생략하여 부품의 크기를 줄이고 원가를 줄이면서도 누설전류가 체감되지 않도록 스위칭트랜스 누설캐패시턴스 값을 35pF이하로 설계하는 누전체감 제로형 전원공급장치용 트랜스포머를 제공하는 것이다. In addition, the technical problem to be achieved by the present invention is to solve the conventional problems, and the leakage capacitance value of the switching transformer is designed to be 35pF or less so that the leakage current is not felt while reducing the size and cost of the component by omitting the coupling capacitor. It is to provide a transformer for a zero leakage current type power supply.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 고전압 코일과 저전압 코일 간 설계 되어있는 절연테이프를 10turn 이상으로 하여 코일 간 거리를 이격 시키고 코일 권선수를 줄여 결합면적을 줄여 정전용량을 감소시킴으로써 누설캐패시턴스(TLC)를 35pF이하로 설계하여 누설전류를 극소수로 발생시키는 누전체감 제로형 전원공급장치용 트랜스포머를 제공하는 것이다. In addition, the technical problem to be achieved by the present invention is to solve the problems of the prior art, and the insulating tape designed between the high voltage coil and the low voltage coil is set to 10 turns or more to space the distance between the coils and reduce the number of coil turns to reduce the coupling area. It is to provide a transformer for a zero current sensing type power supply that generates a very small number of leakage currents by designing the leakage capacitance (T LC ) to be 35 pF or less by reducing the capacitance.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 누전체감 제로형 전원공급 장치는,To solve this problem, the zero leakage current type power supply device according to a feature of the present invention,

상용전원을 공급받는 1차측의 고전압 회로부, 2차측의 저전압 회로부, 상기 고전압회로부를 통해서 유입되는 높은 전압을 낮은 DC전압으로 변환하여 상기 저전압 회로부로 전달하는 스위칭트랜스포머를 구비하는 누전체감 제로형 전원공급 장치로서,A zero leakage current type power supply having a high voltage circuit unit on the primary side receiving commercial power, a low voltage circuit unit on the secondary side, and a switching transformer that converts the high voltage flowing in through the high voltage circuit unit into a low DC voltage and transmits it to the low voltage circuit unit As a device,

상기 스위칭트랜스포머는 고전압 1차 코일(105)에 인가된 고전압이 저전압 2차 코일(106)에 누설되어 흐르는 전류를 줄이기 위하여 1차 코일과 2차 코일을 분리하여 서로 다른 층에 권선하며,The switching transformer separates the primary coil and the secondary coil and winds them on different layers in order to reduce the current flowing due to leakage of the high voltage applied to the high voltage primary coil 105 to the low voltage secondary coil 106,

보빈에 1차 코일의 반이 권선되고,Half of the primary coil is wound on the bobbin,

절연 테이핑 후, 1차 전자기파 차폐를 위한 쉴드가 감기고,After insulating taping, the shield for shielding the primary electromagnetic wave is wound,

절연 테이핑 후, 1차 보조 코일이 권선되고,After insulation taping, the primary auxiliary coil is wound,

절연 테이프가 제1 두께로 감기고,Insulation tape is wound to a first thickness,

2차 코일의 반이 권선되고,Half of the secondary coil is wound,

2차 코일의 나머지 반이 권선되고,The other half of the secondary coil is wound,

2차 보조 코일이 권선되고, The secondary auxiliary coil is wound,

절연 테이프가 제2 두께로 감기고,Insulation tape is wound to a second thickness,

2차 전자기파 차폐를 위한 쉴드가 감기고,The shield for shielding the secondary electromagnetic wave is wound,

절연 테이핑 후 1차 코일의 나머지 반이 권선되고 나서 절연 테이핑 이 되는 것을 특징으로 한다.After the insulation taping, the other half of the primary coil is wound and then the insulation taping is performed.

상기 제1 두께 및 제2 두께로 감기는 절연 테이프는 10turn 이상으로 감겨서 1차코일 및 2차 코일 간 거리를 이격시키는 것을 특징으로 한다.The insulating tape wound to the first thickness and the second thickness is wound by 10 turns or more to space the distance between the primary coil and the secondary coil.

상기 제1 두께 및 제2 두께는 절연테이프를 12turn한 두께 인것을 특징으로 한다.The first thickness and the second thickness are characterized in that the thickness of the insulating tape 12 turns.

상기 트랜스포머의 정전용량은 32pF이고, 누설전류는 2.8마이크로암페어이다.The transformer has a capacitance of 32 pF and a leakage current of 2.8 microamps.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 누전체감 제로형 전원공급장치용 트랜스포머는,A transformer for a power supply device for a zero leakage current type power supply according to a feature of the present invention for solving these problems,

고전압 1차 코일(105)에 인가된 고전압이 저전압 2차 코일(106)에 누설되어 흐르는 전류를 줄이기 위하여 1차 코일과 2차 코일을 분리하여 서로 다른 층에 권선하며, In order to reduce the current flowing through the high voltage applied to the high voltage primary coil 105 leaking into the low voltage secondary coil 106, the primary coil and the secondary coil are separated and wound on different layers,

보빈에 1차 코일의 반이 권선되고,Half of the primary coil is wound on the bobbin,

절연 테이핑 후, 1차 전자기파 차폐를 위한 쉴드가 감기고,After insulating taping, the shield for shielding the primary electromagnetic wave is wound,

절연 테이핑 후, 1차 보조 코일이 권선되고,After insulation taping, the primary auxiliary coil is wound,

절연 테이프가 제1 두께로 감기고,Insulation tape is wound to a first thickness,

2차 코일의 반이 권선되고,Half of the secondary coil is wound,

2차 코일의 나머지 반이 권선되고,The other half of the secondary coil is wound,

2차 보조 코일이 권선되고, The secondary auxiliary coil is wound,

절연 테이프가 제2 두께로 감기고,Insulation tape is wound to a second thickness,

2차 전자기파 차폐를 위한 쉴드가 감기고,The shield for shielding the secondary electromagnetic wave is wound,

절연 테이핑 후 1차 코일의 나머지 반이 권선되고 나서 절연 테이핑 이 되는 것을 특징으로 한다.After the insulation taping, the other half of the primary coil is wound and then the insulation taping is performed.

상기 제1 두께 및 제2 두께로 감기는 절연 테이프는 10turn 이상으로 감겨서 1차코일 및 2차 코일 간 거리를 이격시키는 것을 특징으로 한다.The insulating tape wound to the first thickness and the second thickness is wound by 10 turns or more to space the distance between the primary coil and the secondary coil.

상기 제1 두께 및 제2 두께는 절연테이프를 12turn한 두께 인것을 특징으로 한다.The first thickness and the second thickness are characterized in that the thickness of the insulating tape 12 turns.

상기 트랜스포머의 정전용량은 32pF이고, 누설전류는 2.8마이크로암페어이다.The transformer has a capacitance of 32 pF and a leakage current of 2.8 microamps.

본 발명의 실시 예에서는, 신체의 민감한 부분이 터치되어도 누설전류가 체감되지 않도록 스위칭트랜스 누설캐패시턴스 값을 35pF이하로 설계하여 총 누설전류를 3uA이하로 줄이면서 5Vdc∼20Vdc 의 출력을 내는 누전체감 제로형 전원공급장치용 트랜스포머를 제공할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the leakage capacitance value of the switching transformer is designed to be 35pF or less so that the leakage current is not felt even when a sensitive part of the body is touched, thereby reducing the total leakage current to 3uA or less while producing an output of 5Vdc to 20Vdc. Transformers for type power supply can be provided.

또한, 본 발명의 실시 예에서는, 커플링캐패시터를 생략하여 부품의 크기를 줄이고 원가를 줄이면서도 누설전류가 체감되지 않도록 스위칭트랜스 누설캐패시턴스 값을 35pF이하로 설계하는 누전체감 제로형 전원공급장치용 트랜스포머를 제공할 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the leakage capacitance of the switching transformer is designed to be 35 pF or less so that the leakage current is not diminished while reducing the size and cost of the component by omitting the coupling capacitor. can provide

또한, 본 발명의 실시 예에서는, 고전압 코일과 저전압 코일 간 설계 되어있는 절연테이프를 10turn 이상으로 하여 코일 간 거리를 이격 시키고 코일 권선수를 줄여 결합면적을 줄여 정전용량을 감소시킴으로써 누설캐패시턴스를 35pF이하로 설계하여 누설전류를 극소수로 발생시키는 누전체감 제로형 전원공급장치용 트랜스포머를 제공할 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the distance between the coils is spaced by using 10 turns or more of the insulating tape designed between the high voltage coil and the low voltage coil, and the number of coil turns is reduced to reduce the coupling area to reduce the capacitance, thereby reducing the leakage capacitance to 35pF or less. It is possible to provide a transformer for a zero leakage current type power supply that can be designed with a very small number of leakage currents.

도 1은 일반적인 전원공급장치의 회로 구성도를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 5는 일반적인 트랜스포머의 외형을 보인 도면이다.
도 6은 도 5의 A-A'를 절단한 단면 반쪽을 보인 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머의 단면을 보인 도면이다.
1 is a diagram showing a circuit configuration of a general power supply device.
2 to 5 are views showing the external appearance of a general transformer.
FIG. 6 is a view showing half of the cross-section taken along line A-A' of FIG. 5 .
7 is a view showing a cross-section of a transformer according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.

본 발명의 실시예에 따른 전원공급장치의 회로도는 도 1과 같으며, 트랜스포머의 외형 또한 도 2 내지 도 5와 유사하다.A circuit diagram of a power supply device according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. 1 , and an external shape of a transformer is also similar to FIGS. 2 to 5 .

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머의 단면을 보인 도면이다.7 is a view showing a cross-section of a transformer according to an embodiment of the present invention.

도 1 또는 도 7을 참조하면, 본 발명의 특징에 따른 누전체감 제로형 전원공급 장치는,Referring to Figure 1 or Figure 7, the total leakage sense zero-type power supply according to a feature of the present invention,

상용전원을 공급받는 1차측의 고전압 회로부(100), 2차측의 저전압 회로부(101), 상기 고전압회로부(100)를 통해서 유입되는 높은 전압을 낮은 DC전압으로 변환하여 상기 저전압 회로부(101)로 전달하는 스위칭트랜스포머(103)를 구비하는 누전체감 제로형 전원공급 장치로서,The high voltage circuit unit 100 on the primary side receiving commercial power, the low voltage circuit unit 101 on the secondary side, and the high voltage circuit unit 100 convert the high voltage flowing in through the high voltage circuit unit 100 into a low DC voltage and deliver it to the low voltage circuit unit 101 . As a loss-of-electricity zero-type power supply having a switching transformer 103 to

상기 스위칭트랜스포머(103)는 고전압 1차 코일(105)에 인가된 고전압이 저전압 2차 코일(106)에 누설되어 흐르는 전류를 줄이기 위하여 1차 코일(105)과 2차 코일(106)을 분리하여 서로 다른 층에 권선하며,The switching transformer 103 separates the primary coil 105 and the secondary coil 106 in order to reduce the current flowing through the leakage of the high voltage applied to the high voltage primary coil 105 to the low voltage secondary coil 106. Winding on different layers,

보빈(109)에 1차 코일(105)의 반이 권선되고,Half of the primary coil 105 is wound on the bobbin 109,

절연 테이핑(110) 후, 1차 전자기파 차폐를 위한 쉴드(121)가 감기고,After the insulation taping 110, the shield 121 for shielding the primary electromagnetic wave is wound,

절연 테이핑(110) 후, 1차 보조 코일(122)이 권선되고,After the insulation taping 110, the primary auxiliary coil 122 is wound,

절연 테이프(110)가 제1 두께로 감기고,The insulating tape 110 is wound to a first thickness,

2차 코일(106)의 반이 권선되고,Half of the secondary coil 106 is wound,

2차 코일(106)의 나머지 반이 권선되고,The other half of the secondary coil 106 is wound,

2차 보조 코일(123)이 권선되고, The secondary auxiliary coil 123 is wound,

절연 테이프(110)가 제2 두께로 감기고,The insulating tape 110 is wound to a second thickness,

2차 전자기파 차폐를 위한 쉴드(121)가 감기고,The shield 121 for shielding the secondary electromagnetic wave is wound,

절연 테이핑(110) 후 1차 코일(105)의 나머지 반이 권선되고 나서 절연 테이핑(110) 이 되는 것을 특징으로 한다.After the insulating taping 110, the other half of the primary coil 105 is wound and then the insulating taping 110 is characterized.

상기 제1 두께 및 제2 두께로 감기는 절연 테이프(110)는 10turn 이상으로 감겨서 1차코일(105) 및 2차 코일(106) 간 거리를 이격시키는 것을 특징으로 한다.The insulating tape 110 wound to the first thickness and the second thickness is wound by 10 turns or more to separate the distance between the primary coil 105 and the secondary coil 106 .

상기 제1 두께 및 제2 두께는 12turn한 두께 인것을 특징으로 한다.The first thickness and the second thickness are characterized in that the thickness is 12 turns.

여기서, 절연 테이프 두께는 0.025T 이다.Here, the insulating tape thickness is 0.025T.

실제 테이프 두께는 12턴을 감으면 0.3mm 이며 테이프에 있는 접착제를 감안 하면 0.72mm 정도이다.(접착제 포함 두께 0.06mm)The actual thickness of the tape is 0.3mm when 12 turns are wound, and 0.72mm considering the adhesive on the tape. (Thickness including adhesive is 0.06mm)

상기 트랜스포머의 정전용량은 32pF이고, 누설전류는 2.8마이크로암페어이다.The transformer has a capacitance of 32 pF and a leakage current of 2.8 microamps.

고전압 코일(105)에 인가된 고전압이 저전압 코일(106)에 누설되어 흐르는 전류를 줄이기 위하여 1차 코일과 2차 코일을 분리하여 서로 다른 층에 권선하며, 보다 안전을 강화하기 위해 절연지(Tape)를 삽입하여 이중절연 한다.In order to reduce the current flowing through the high voltage applied to the high voltage coil 105 leaking into the low voltage coil 106, the primary coil and the secondary coil are separated and wound on different layers, and insulating paper (Tape) is used to further enhance safety. Double insulate by inserting

위와 같이 다른 층에 권선할 시 중요한 두 가지 특성을 고려하여 설계 하여한다.When winding on different layers as above, it is designed by considering two important characteristics.

첫 번째는 누설인덕턴스(Lk)이다The first is leakage inductance (Lk).

누설인덕턴스는 작은 값으로 설계되어야 하며, 높게 설계 시 제품의 성능과 단가를 안 좋게 한다Leakage inductance should be designed with a small value, and if it is designed high, the performance and unit cost of the product will be bad.

두 번째는 본 발명의 실시예의 핵심인 누설캐패시턴스(Cp)이다The second is the leakage capacitance (Cp), which is the core of the embodiment of the present invention.

누설캐패시터는 낮은 값으로 설계되어야 하며, 높게 설계 시 제품 성능이 저하되며, 인체에 감전영향을 주는 누설전류가 많이 흐르게 되어 감전위험성을 내포하게 된다.Leakage capacitors should be designed with a low value, and when designed with a high value, product performance deteriorates, and a large amount of leakage current that affects the human body flows, including the risk of electric shock.

일반적인 스위칭트랜스포머는 안전규격에 만족시킬 수 있는 절연Tape를 2.5turn 정도로 설계한다. 위와 같이 설계하는 이유는 누설인덕턴스 값을 줄여 회로특성을 높이기 위함이며, 1차 코일과 2차 코일의 결합도를 높이기 위함이다.A typical switching transformer is designed with about 2.5 turns of insulation tape that can satisfy safety standards. The reason for the above design is to increase the circuit characteristics by reducing the leakage inductance value, and to increase the coupling degree between the primary coil and the secondary coil.

하지만 결합도를 높이는 1:1권선, 근접권선, 샌드위치권선 등 설계방법은 누설캐패시턴스 값을 높게 발생시켜 누설전류가 상승하는 결과를 초래한다. However, design methods such as 1:1 winding, proximity winding, and sandwich winding that increase the coupling degree generate high leakage capacitance, resulting in an increase in leakage current.

위와 같이 어려운 점을 극복하기 위하여 본 발명의 실시예에서는 고전압 코일(105)과 저전압 코일(106) 간 설계 되어있는 절연Tape를 10turn 이상으로 하여 코일 간 거리를 이격 시키고 코일 권선수를 줄여 결합면적을 줄여 정전용량을 감소시킴으로써 누설캐패시턴스(TLC)를 35pF이하로 설계하였고, 누설전류를 2.8 마이크로암페어 정도로 발생시킨다.In order to overcome the above difficulties, in the embodiment of the present invention, the insulating tape designed between the high voltage coil 105 and the low voltage coil 106 is set to 10 turns or more to space the distance between the coils and reduce the number of coil turns to reduce the coupling area. By reducing the capacitance, the leakage capacitance (T LC ) was designed to be 35pF or less, and the leakage current was generated about 2.8 microamperes.

본 발명의 실시 예에서는, 신체의 민감한 부분이 터치되어도 누설전류가 체감되지 않도록 스위칭트랜스 누설캐패시턴스 값을 35pF이하로 설계하여 총 누설전류를 3uA이하로 줄이면서 5Vdc∼20Vdc 의 출력을 낼 수 있다. In an embodiment of the present invention, the leakage capacitance value of the switching transformer is designed to be 35pF or less so that the leakage current is not felt even when a sensitive part of the body is touched, thereby reducing the total leakage current to 3uA or less.

또한, 본 발명의 실시 예에서는, 커플링캐패시터를 생략하여 부품의 크기를 줄이고 원가를 줄이면서도 누설전류가 체감되지 않도록 스위칭트랜스 누설캐패시턴스 값을 35pF이하로 설계할 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the leakage capacitance value of the switching transformer can be designed to be 35 pF or less so that the leakage current is not diminished while reducing the size and cost of the component by omitting the coupling capacitor.

또한, 본 발명의 실시 예에서는, 고전압 코일과 저전압 코일 간 설계 되어있는 절연테이프(110)를 10turn 이상으로 하여 코일 간 거리를 이격 시키고 코일 권선수를 줄여 결합면적을 줄여 정전용량을 감소시킴으로써 누설캐패시턴스를 35pF이하로 설계하여 누설전류를 극소수로 발생시킬 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the insulation tape 110 designed between the high voltage coil and the low voltage coil is set to 10 turns or more to space the distance between the coils, and the number of coil turns is reduced to reduce the coupling area to reduce the capacitance, thereby reducing the leakage capacitance. is designed to be less than 35pF to generate a very small number of leakage currents.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improved forms of the present invention are also provided by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims. is within the scope of the right.

Claims (4)

고전압 1차 코일(105)에 인가된 고전압이 저전압 2차 코일(106)에 누설되어 흐르는 전류를 줄이기 위하여 1차 코일과 2차 코일을 분리하여 서로 다른 층에 권선하며,
보빈에 1차 코일의 반이 권선되고,
절연 테이핑 후, 1차 전자기파 차폐를 위한 쉴드가 감기고,
절연 테이핑 후, 1차 보조 코일이 권선되고,
절연 테이프가 제1 두께로 감기고,
2차 코일의 반이 권선되고,
2차 코일의 나머지 반이 권선되고,
2차 보조 코일이 권선되고,
절연 테이프가 제2 두께로 감기고,
2차 전자기파 차폐를 위한 쉴드가 감기고,
절연 테이핑 후 1차 코일의 나머지 반이 권선되고 나서 절연 테이핑 이 되는 것을 특징으로 하는 누전체감 제로형 전원공급장치용 트랜스포머.In order to reduce the current flowing when the high voltage applied to the high voltage primary coil 105 leaks into the low voltage secondary coil 106, the primary coil and the secondary coil are separated and wound on different layers,
Half of the primary coil is wound on the bobbin,
After insulating taping, the shield for shielding the primary electromagnetic wave is wound,
After insulation taping, the primary auxiliary coil is wound,
Insulation tape is wound to a first thickness,
Half of the secondary coil is wound,
The other half of the secondary coil is wound,
The secondary auxiliary coil is wound,
Insulation tape is wound to a second thickness,
The shield for shielding the secondary electromagnetic wave is wound,
After the insulation taping, the other half of the primary coil is wound and then the insulation taping is performed. 제1항에 있어서,
상기 제1 두께 및 제2 두께로 감기는 절연 테이프는 10turn 이상으로 감겨서 1차코일 및 2차 코일 간 거리를 이격시키는 것을 특징으로 하는 누전체감 제로형 전원공급장치용 트랜스포머.According to claim 1,
The insulation tape wound to the first thickness and the second thickness is wound by 10 turns or more to separate the distance between the primary coil and the secondary coil. 제2항에 있어서,
상기 제1 두께 및 제2 두께는 절연테이프를 12turn한 두께 인것을 특징으로 하는 누전체감 제로형 전원공급장치용 트랜스포머.3. The method of claim 2,
The first thickness and the second thickness is a transformer for a power supply of zero sense of leakage, characterized in that the thickness of the insulating tape 12 turns. 제3항에 있어서,
상기 트랜스포머의 정전용량은 35pF 이하이고, 누설전류는 2.8마이크로암페어 이하인 누전체감 제로형 전원공급장치용 트랜스포머.4. The method of claim 3,
The transformer has a capacitance of 35 pF or less, and a leakage current of 2.8 microampere or less.
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