KR19990031600A - 토로이달 트랜스포머 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토로이달 트랜스포머에 관한 것으로, 소정의 절연필름(10)위에 도전성 박막패턴(12)이 적어도 1회이상 환형으로 증착형성된 코일필름(14)의 내부에 가요성재질의 코어(16)가 삽입되어져 동심원상으로 감겨진 다수개의 솔레노이드코일(18)과, 이 솔레노이드코일(18)을 피복처리된 동선(20)으로 수직하게 권취시켜서 이루어지되, 상기 솔레노이드코일들(18)이 코어의 반지름에 비례하는 코어두께를 가지게 되어서, 트랜스포머의 용량을 조절하기 위해서는 상기 솔레노이드코일(18a, 18b, 18c, 18d)의 개수를 조정할 때 트랜스포머의 용량을 예측가능하게 되고, 또한 중심부에 배열되는 솔레노이드코일은 상대적으로 주연부에 배열된 솔레노이드코일보다 두께가 가늘게 형성되어 원형으로 감는 작업이 용이한 효과가 있다.

Description

토로이달 트랜스포머(A toroidal transformer)

본 발명은 트랜스포머에 관한 것으로, 특히 도체 박막이 캡톤비닐에 증착된 박막패턴으로 이루어진 솔레노이드 코일의 내부에 가요성코어를 삽입하고 원형으로 감아서 형성된 토로이달 트랜스포머에 관한 것이다.

일반적으로 트랜스포머는 고투자율의 코어를 중심으로 1, 2차 코일을 권회시켜 1차코일측으로 인가된 전류에 의해 2차측코일에 유도전류를 발생시키게 된 것으로, 상기 1차측 코일과 2차측코일의 권선비에 따라 유도전류의 전압이 변화하게 되는 것이다.

이러한 기능을 구현하기 위한 종래의 토로이달 트랜스포머가 도 1에 도시되어 있는 바, 소정의 절연필름(10)위에 도전성 박막패턴(12)이 적어도 1회이상 환형으로 증착형성되어져 이루어진 코일필름(14)의 내부에 가요성재질이 코어(16)가 삽입되어져 나선형으로 적어도 1회이상 권취시키게 된 다수개의 솔레노이드코일(18)을 동심원상으로 배열하고, 절연재질에 의해 피복처리된 동선(20)으로 수직하게 권취시켜서 된 것이다.

이때 종래의 토로이달 트랜스포머는 솔레노이드코일(18)은 동심원상에 배열하게 되는 경우 중심부에 배열된 솔레노이드코일(18a)과 주연부에 배열된 솔레노이드코일(18d)이 동일한 두께의 코어(16)를 사용하고 있으나, 중심부에 배열된 솔레노이드코일(18a)은 주연부에 배열된 솔레노이드코일(18d)보다 작은 반경을 가지도록 원형으로 말기가 힘들뿐아니라, 중심부에 배열된 솔레노이드코일(18a)과 주연부에 배열된 솔레노이드코일(18d)이 동일한 단면적에 서로 다른 원주길이를 가지게 되므로써 중심부와 주연부간에 서로 다른 불균일한 자속이 흐르게 되어 1차전압에 유도되는 2차전압을 정확하게 예측하기 어려운 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 동심원상으로 배열된 솔레노이드코일들이 배열된 위치에 관계없이 동일한 유기전압을 갖도록 개선된 토로이달 트랜스포머를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 토로이달 트랜스포머는, 소정의 절연필름위에 도전성 박막패턴이 적어도 1회이상 환형으로 증착형성된 코일필름의 내부에 가요성재질의 코어가 삽입되어져 동심원상으로 감겨진 다수개의 솔레노이드코일과, 이 솔레노이드코일들을 피복처리된 동선으로 수직하게 권취시켜서 된 토로이달트랜스포머에 있어서, 상기 솔레노이드코일들이 배열된 위치에 따라 서로 다른 두께를 가지게 된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구조로 된 본 발명의 토로이달 트랜스포머에 있어서는 중심부와 주연부에 배열된 솔레노이드코일이 동일한 유기전압을 가지므로써 2차유도전압의 예측이 가능하여 이에 따른 설계가 용이할 뿐아니라 중심부에 배열된 솔레노이드코일의 코어두께가 가늘어서 원형으로 말기가 용이한 효과가 있다.

도 1은 종래의 토로이달 트랜스포머를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 토로이달 트랜스포머를 도시한 도면,

도 3a는 절연필름상에 도전성박막패턴이 형성된 상태를 도시한 평면도,

도 3b는 절연필름이 4각통상으로 감겨진 상태를 도시한 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 절연필름 12 : 도전성 박막패턴

14 : 코일필름 16 : 코어

18,18a, 18b, 18c : 솔레노이드코일 20 : 동선

이하, 본발명의 실시예를 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 토로이달트랜스포머를 사시도로서, 소정의 절연필름(10)위에 도전성 박막패턴(12)이 환형으로 증착형성된 동일한 턴수를 가지는 코일필름(14a, 14b, 14c, 14d)과, 상기 코일필름(14a, 14b, 14c, 14d)의 내부에 삽입되게 된 서로 다른 두께의 코어(16a, 16b, 16c, 16d)로 각각 제 1, 2, 3 , 4솔레노이드코일(18a, 18b, 18c, 18d)을 각각 형성하게 된 것이다.

그리고 이들 각 솔레노이드코일(18a, 18b, 18c, 18d)을 동심원상으로 배열하고, 절연재질에 의해 피복처리된 동선(20)으로 수직하게 권취시키게 된다.

여기서 상기 코일필름(14)은 도 3a에 도시된 바와 같이, 평면상의 절연필름(10) 예컨대 캡톤비닐 위에 평행한 다수개의 도전성 박막패턴(12)을 사선방향으로 예컨대 스퍼터링에 의해서 증착시키고, 이들 증착된 절연필름(10)을 도 3b와 같이 원형으로 감아서 인접한 도전성 박막패턴(12)이 서로 연결되어서 솔레노이드를 이루게 하거나 또는 2개의 절연필름(10)을 상하로 연결하여 상하 도전성 박막패턴(12)이 서로 연결되게 하므로써 솔레노이드코일(18)를 이루게 할 수 있다.

이러한 코일필름(14)의 내부에 예컨대 메트글라스로 된 코어(16)를 삽입하므로써, 상기 도전성 박막패턴(12)이 소정의 전류를 인가하면 상기 코어(16)에 일정한 방향으로 자기장이 형성되도록 되어 있다.

이때 토로이달 코어에 유도되는 자기장(B)은 다음 수학식1에 의해 표시된다

2πrB=μN_pI_p

(여기서 r은 토로이달 코어의 반지름, μ는 코어의 투자율, N_p는 1차코일의 턴수, I_p는 1차전류이다)

즉 소정의 I_p와 N_p에 대해서 유도되는 자기장(B)는 토로이달코어의 반지름(r)이 증가할수록 감소하게 된다.

따라서 주연부에 배열되는 솔레노이드코일(18d)가 반지름(r)에 반비례해서 자기장이 감소하는 것을 막아주기 위해, 코어(16d)의 단면적으로 크게 하므로써 중심부에 배열된 솔레노이드코일(18a)과 동일한 자기장을 얻을 수 있게 되는 것이다.

따라서, 동심원상으로 배열된 솔레노이드코일(18)은 코어의 반지름(r)에 비례하여 코어의 단면적이 커질 수 있도록 코어의 두께(δ)이 증가하게 된다.

그리고, 이 동심원상으로 배열된 솔레노이드코일(18)은 동선(20)이 상기 동심을 통과하여 감겨져서 1차코일을 형성하게되는 데, 상기 솔레노이드코일(18)은 서로 다른 두께의 솔레노이드 코일(18a, 18b, 18c, 18d)이 동심원상으로 배열되어지고, 이들 모두를 수직하게 교차하도록 동선(20)이 감겨져 1차코일을 이루도록 하고 있다.

이같은 구성으로 된 본 발명에 따르면, 트랜스포머의 용량을 조절하기 위해서는 상기 솔레노이드코일(18a, 18b, 18c, 18d)의 개수를 조정할 때 트랜스포머의 용량을 예측가능하게 되고, 또한 중심부에 배열되는 솔레노이드코일은 상대적으로 주연부에 배열된 솔레노이드코일보다 두께가 가늘게 형성되어 원형으로 감는 작업이 용이한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 소정의 절연필름(10)위에 도전성 박막패턴(12)이 적어도 1회이상 환형으로 증착형성된 코일필름(14)의 내부에 가요성재질의 코어(16)가 삽입되어져 동심원상으로 감겨진 다수개의 솔레노이드코일(18)과, 이 솔레노이드코일(18)을 피복처리된 동선(20)으로 수직하게 권취시켜서 된 토로이달트랜스포머에 있어서, 상기 솔레노이드코일들(18)이 코어의 반지름에 비례하는 코어두께를 가지게 된 것을 특징으로 하는 토로이달트랜스포머.