KR20000001070A - 교류/직류 겸용 전자렌지의 고압트랜스 - Google Patents

Abstract

개시된 AC/DC 겸용 전자렌지의 고압트랜스는 교류전원 또는 직류전원을 겸용으로 사용할 수 있도록 한 AC/DC 겸용 전자렌지의 고압트랜스에 관한 것이다. 본 발명은 다수개의 철편이 적층/고정된 코어와, 상기 코어에 권선되어 교류전원을 입력하는 제 1입력 코일과, 상기 코어에 권선되어 직류전원으로부터 변환된 교류전원을 입력하는 제 2입력 코일 및 상기 코어에 권선되어 상기 제 1 또는 제 2입력 코일로부터 유도된 전압을 출력하는 출력 코일을 포함한다. 여기서, 상기 제 2입력 코일은 그 단면이 거의 사각형으로 형성된 판형 코일이고, 대략 50 내지 1000㎐ 가량의 주파수 범위에서 동작되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 코어에 권선되어 상기 제 1 또는 제 2입력 코일로부터 유도된 전압을 출력하는 다른 출력 코일을 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 따라서, 직류전원을 교류전원으로 변환시킬 경우 발생하는 50 내지 1000㎐ 가량의 높은 주파수 범위에서도 소손되거나 합선될 우려가 없음으로, AC/DC 겸용 전자렌지에 효과적으로 사용할 수 있게 된다.

Description

교류/직류 겸용 전자렌지의 고압트랜스

본 발명은 고압트랜스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교류전원 또는 직류전원을 겸용으로 사용할 수 있도록 한 AC/DC 겸용 전자렌지의 고압트랜스에 관한 것이다.

일반적으로 고압트랜스(high voltage transformer)는 하나의 회로에서 교류 전력을 받아 전자유도작용에 의해 다른 회로에 전력을 공급하는 기기로서, 통상 상용 전압을 입력하고 이 전압을 고전압으로 승압시켜 출력하도록 한다.

도 1에는 이와 같은 종래의 일반적인 고압트랜스를 나타낸 사시도가 도시되어 있다. 이에 의하면, 종래의 고압트랜스는 각각 E, I구조로 된 통상의 철편(1)이 다수개 적층/고정된 코어(2)가 구비된다. 또한, 상기 코어(2)는 좌우에 대칭되는 홈(2b)을 형성하도록 그 중앙으로 돌출된 중심축(2a)을 갖게 된다. 또한, 상기 중심축(2a)에는 입력 코일(4) 및 출력 코일(5)이 각각 다수회 권선된다.

또한, 상기 입력 코일(4)의 일단에는 입력 터미널(4a)이 연결되고, 출력 코일(5)의 일단에는 출력 터미널(5a)이 각각 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 입력 터미널(4a)을 통하여 상용교류전압(AC 110 또는 220V)을 입력한 후 소정의 고전압으로 변환시키고, 이 고전압을 출력 터미널(5a)을 통하여 출력시키도록 구성된다.

최근 이와 같이 고전압을 출력하는 고압 고압트랜스는, 마이크로파(microwave)를 이용하여 음식물을 조리하는 전자렌지 등의 가전제품에 필수적으로 적용되고 있다.

상기한 전자렌지는 마이크로파를 이용하여 음식물을 가열/조리하는 장치로서, 통상의 고전압을 출력하는 고압트랜스 및 마그네트론(Magnetron) 등으로 구성된다. 따라서, 상기 고압트랜스에 교류전원을 인가하면, 이 고압트랜스는 소정의 고전압을 발생시켜 마그네트론을 구동시키며, 이 마그네트론은 음식물이 저장된 밀폐공간 내에 높은 주파수(대략 2450㎒)의 마이크로파를 방출시킨다. 이렇게 방출된 마이크로파는 음식물에 포함된 물분자를 진동시키고, 이 물분자의 진동에 따라 분자 마찰열이 발생하여 상기한 음식물이 가열/조리되는 것이다. 한편, 이러한 전자렌지는 고출력의 교류전압을 얻기 위하여 통상의 상용교류전원(AC 110V 또는 220V)으로 동작되도록 구성되어 있다.

도 2에는 이와 같이 도 1의 종래 고압트랜스가 적용된 전자렌지를 나타낸 회로도가 도시되어 있다.

이에 의하면, 고압트랜스(10)의 1차 코일(11)측에는 온/오프 스위치(SW1)와, 교류전원(AC)으로 구동되는 램프(L1) 및 팬모터(FM1)가 마련된다. 여기서, 상기 스위치(SW1)는 사용자에 의해 조작되어 전자렌지의 구동 상태를 결정하게 된다. 예를 들어, 상기 스위치(SW1)가 온되면 이에 따라 상기 램프(L1), 팬모터(FM1) 및 고압트랜스(10)의 1차 코일(11)에 교류전원(AC)이 인가되어 전자렌지가 구동되는 것이다. 또한, 상기 고압트랜스(10)의 2차 코일(12)(13)측에는 마이크로파를 발생시키는 마그네트론(MGT) 및 이 마그네트론(MGT)에 배전압을 공급시키기 위한 고압콘덴서(HVC) 및 고압다이오드(HVD)가 마련된다.

이와 같이 구성된 종래의 전자렌지에 있어서, 특히 고압트랜스(10)는 상기 마그네트론(MGT)을 구동시키기 위하여 고전압(통상 2100∼2400V)을 출력하게 되며, 이를 위하여 그 1차 코일(11) 및 2차 코일(12)(13)의 권선비를 조절하여 소망하는 고전압을 발생시킬 수 있도록 구성됨이 바람직하다. 따라서, 상기 고압트랜스(10)로부터 출력되는 고전압에 의하여 상기 마그네트론(MGT)이 구동되고, 이 마그네트론(MGT)으로부터 방출되는 마이크로파에 의하여 음식물이 가열/조리된다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 고압트랜스는, 통상 50 내지 60 ㎐의 상용교류전원(AC 110V 또는 220V)으로만 구동되도록 설계되어 있으므로, 그 이상의 높은 주파수 범위(예로서, 직류전원을 교류전원으로 변환시킬 경우 발생하는 50 내지 1000㎐ 가량의 주파수 범위)에서는 코일이 소손되거나, 또는 코일 상호간에 합선이 발생하게 되는 문제점 등이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 교류전원 또는 직류전원을 겸용으로 사용하되, 직류전원으로부터 변환된 교류전원의 높은 주파수 범위에서도 동작 가능하도록 된 AC/DC 겸용 전자렌지의 고압트랜스를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 일반적인 고압트랜스를 나타낸 사시도,

도 2는 도 1의 고압트랜스가 적용된 전자렌지를 나타낸 회로도,

도 3은 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 전자렌지의 고압트랜스의 바람직한 실시예를 나타낸 사시도,

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 전자렌지의 동작 상태를 나타낸 회로도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

200 : 고압트랜스 210 : 코어

211 : 철편 201 : 제 1입력 코일

204 : 제 2입력 코일 202, 203 : 출력 코일

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 전자렌지의 고압트랜스의 특징은, 다수개의 철편이 적층/고정된 코어와, 상기 코어에 권선되어 교류전원을 입력하는 제 1입력 코일과, 상기 코어에 권선되어 직류전원으로부터 변환된 교류전원을 입력하는 제 2입력 코일 및 상기 코어에 권선되어 상기 제 1 또는 제 2 입력 코일로부터 유도된 전압을 출력하는 출력 코일을 포함한다. 여기서, 상기 제 2입력 코일은 그 단면이 거의 사각형으로 형성된 판형 코일이고, 대략 50 내지 1000㎐ 가량의 주파수 범위에서 동작되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 코어에 권선되어 상기 제 1 또는 제 2입력 코일로부터 유도된 전압을 출력하는 다른 출력 코일을 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

따라서, 직류전원을 교류전원으로 변환시킬 경우 발생하는 50 내지 1000㎐ 가량의 높은 주파수 범위에서도 소손되거나 합선될 우려가 없음으로 교류전원 또는 직류전원을 겸용으로 사용하는 전자렌지에 효과적으로 적용할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 전자렌지의 고압트랜스의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 전자렌지의 고압트랜스의 바람직한 실시예를 나타낸 사시도이다.

이에 의하면, 각각 E, I구조로 된 통상의 철편(211)이 다수개 적층/고정된 코어(210)가 구비된다. 또한, 상기 코어(210)는 좌우에 대칭되는 홈(213)을 형성하도록 그 중앙으로 돌출된 중심축(212)을 갖게 된다. 상기 중심축(212)에는 제 1입력 코일(201), 제 2입력 코일(204) 및 출력 코일(202)이 각각 다수회 권선된다.

상기 제 1입력 코일(201)은 상기 코어(210)에 권선되어 상용교류전원(AC)을 입력하고, 제 2입력 코일(204)은 상기 코어(210)에 권선되어 직류전원(DC)으로부터 변환된 교류전원을 입력하며, 출력 코일(202)은 상기 코어(210)에 권선되어 상기 제 1 또는 제 2입력 코일(201)(204)로부터 각각 유도된 전압을 출력한다.

여기서, 상기 제 2입력 코일(204)은 그 단면이 거의 사각형으로 형성된 판형 코일이고, 대략 50 내지 1000㎐ 가량의 주파수 범위에서 동작되도록 한다. 또한, 상기 코어(210)에 권선되어 상기 제 1 또는 제 2입력 코일(201)(204)로부터 유도된 전압을 출력하는 다른 출력 코일(203 : 도 4 또는 도 5참조)을 더 구비하되, 이 다른 출력 코일(203)은 후술할 고압다이오드(HVD) 및 고압콘덴서(HVC)와 결선되어 배전압 회로를 구성한다.

또한, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 전자렌지의 동작 상태를 나타낸 회로도이다.

이에 의하면, 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 전자렌지는 각각의 상용교류전원(AC) 및 직류전원(DC)과, 회전형 교류변환수단(100)과, 스위치(SW1)(SW2)와, 공진용 콘덴서(C)와, 고압트랜스(200) 및 마그네트론(MGT)을 포함한다.

상기한 상용교류전원(AC)으로는 통상의 가정용 교류전원(110V 또는 220V)이 적용되며, 상기 직류전원(DC)으로는 통상의 차량용 배터리(12V 또는 24V)가 적용됨이 바람직하다. 상기 교류전원(AC)측에는 스위치(SW1) 온/오프에 따라 구동되는 교류용 램프(L1) 및 팬모터(FM1)가 마련된다. 한편, 상기 직류전원(DC)측에는 스위치(SW2)의 온/오프에 따라 구동되는 직류용 램프(L2) 및 팬모터(FM2)가 마련된다.

상기 회전형 교류변환수단(100)은 커뮤테이터(commutator : 130)의 회전에 의하여 직류전원(DC)을 교류전원(AC)으로 변환시키는 것으로서, 그 구성을 살펴보면, 상기 커뮤테이터(130)를 회전시키는 모터(110)와, 상기 커뮤테이터(130) 외주면의 사방에 접촉되는 각각의 브러시(121∼124) 및 상기 각각의 브러시(121∼124) 사이에 결선된 역전압 방지용 다이오드(D1∼D4)를 포함한다.

상기 커뮤테이터(130)는 회전시 상호 인접한 상기 브러시(121과 122, 123과 124 또는 121과 124, 122와 123)에 교대로 전류가 도통되도록, 도시된 바와 같이 그 외주면에 2극으로 분할된 각각의 도전부(131)(132)가 형성된다.

또한, 상기 스위치(SW2)는 공진용 콘덴서(C)와 병렬로 접속되어 상기 램프(L2) 및 팬모터(FM2)와 아울러 상기 회전형 교류변환수단(100)의 모터(110)를 온/오프시키도록 한다.

상기 고압트랜스(200)는 상기 상용교류전원(AC) 또는 상기 회전형 교류변환수단(100)으로부터 변환된 교류전원을 선택적으로 공급받아 고전압을 출력하도록 한다. 또한, 상기 마그네트론(MGT)은 상기 고압트랜스(200)로부터 출력된 고전압에 의하여 구동되어 마이크로파를 방출한다. 여기서, 미설명 부호 HVD 및 HVC는 각각 배전압용 고압다이오드 및 고압콘덴서로서, 도시된 출력 코일(203)에 결선된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 작용을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 AC/DC 겸용 전자렌지의 고압트랜스는 상용교류전원(AC) 또는 직류전원(DC)에 모두 사용이 가능하다. 여기서, 상용교류전원(AC)은 고압트랜스(200)의 제 1입력 코일(201)을 통하여 입력되어 권선비에 따라 승압된 후, 출력 코일(202)(203)을 통하여 고전압을 출력한다. 이와 같이 상용교류전원(AC)으로 구동되는 전자렌지의 작용은 종래 기술을 통하여 설명한 바와 대동소이하므로, 그 세세한 설명은 생략하기로 하고, 여기서는 배터리 등의 직류전원(DC)으로 동작되는 상태를 살펴보기로 한다.

먼저, 사용자에 의하여 스위치(SW2)가 온되면, 도 2에 도시된 바와 같이 통상 12V 내지 24V의 직류전원(DC)이 회전형 교류변환수단(100)의 모터(110)에 공급되어 이 모터(110)가 구동되고, 아울러 램프(L2) 및 팬모터(FM2) 등의 부하도 함께 동작된다. 여기서, 이 모터(110)는 상기 회전형 교류변환수단(100)의 커뮤테이터(130)를 회전시켜 직류전원(DC)을 교류전원(AC)으로 변환시키도록 한다.

즉, 상기 모터(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 그 회전축(미도시)에 고정된 커뮤테이터(130)를 회전시키고, 이에 따라 상기 커뮤테이터(130) 외주면의 사방에 접촉되는 각각의 브러시(121∼124) 중 상호 인접한 브러시(121과 122, 123과 124 또는 121과 124, 122와 123)들 사이에 교대로 전류가 도통되도록 한다.

즉, 직류전원(DC)의 (+)단자로부터 공급된 전류는 도 4에 도시된 상측 브러시(121)를 통하여 커뮤테이터(130)에 입력되고, 도전부(131)를 거쳐 그 좌측의 브러시(122) 방향으로 흐르게 된다(화살표 방향 참조). 따라서, 고압트랜스(200) 제 2입력 코일(204)에는 하방에서 상방쪽으로 전류가 흐르게 되며 이후, 이 전류는 도시된 우측 브러시(124), 도전부(132) 및 하측 브러시(123)를 순차적으로 거쳐 화살표 방향으로 흐름으로써 직류전원(DC)의 (-) 단자로 순환된다.

또한, 상기 커뮤테이터(130)가 소정각도(예로서 90°)로 회전한 상태에서는 도 5에 도시된 바와 같이 상측 브러시(121), 도전부(131) 및 우측 브러시(124)를 거쳐 화살표 방향으로 전류가 흐르게 된다. 이에 따라 고압트랜스(200)의 제 2입력 코일(204)에는 상방에서 하방쪽으로 전류가 흐르게 되며, 이후 이 전류는 좌측 브러시(122), 도전부(132) 및 하측 브러시(123)를 거쳐(화살표 방향 참조) 상술한 바와 같이 직류전원(DC)의 (-)단자로 순환된다.

이와 같이 상기 커뮤테이터(130)가 그 사방의 브러시(121∼124)를 교대로 접촉하면서 회전함에 따라 상기 고압트랜스(200)의 제 2입력 코일(204)에 흐르는 전류가 상하방향으로 교번되어, 출력 코일(202) 및 다른 출력 코일(203)측으로 소정 전압을 유도하게 된다. 따라서, 상기 고압트랜스(200)는 그 출력측에 소망하는 고전압을 발생시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 고압트랜스(200)의 제 2입력 코일(204)에는 직류전원으로부터 변환된 교류전원이 입력되며, 이때 이 교류전원은 일반 상용교류전원보다 높은 대략 50 내지 1000㎐ 가량의 주파수가 발생하나, 본 발명에 따른 제 2입력 코일(204), 즉 그 단면이 거의 사각형으로 형성된 판형 코일을 통하여 입력되므로 높은 주파수에 따른 소손 또는 합선 등을 방지하게 된다. 따라서, 상기 고압트랜스(200)로부터 출력되는 고전압에 의하여 상기 마그네트론(MGT)이 구동되고, 이 마그네트론(MGT)으로부터 방출되는 마이크로파에 의하여 음식물이 가열/조리된다.

아울러, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 전자렌지의 고압트랜스에 의하면, 상용교류전원에서 사용 가능함은 물론이고, 직류전원을 교류전원으로 변환시킬 경우 발생하는 50 내지 1000㎐ 가량의 높은 주파수 범위에서도 소손되거나 합선될 우려가 없음으로, 교류전원 또는 직류전원을 겸용으로 사용하는 전자렌지에 매우 효과적으로 적용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 다수개의 철편이 적층/고정된 코어;

   상기 코어에 권선되어 교류전원을 입력하는 제 1입력 코일;

   상기 코어에 권선되어 직류전원으로부터 변환된 교류전원을 입력하는 제 2입력 코일; 및

   상기 코어에 권선되어 상기 제 1 또는 제 2 입력 코일로부터 유도된 전압을 출력하는 출력 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 AC/DC 겸용 전자렌지의 고압트랜스.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 2입력 코일은

   그 단면이 거의 사각형으로 형성된 판형 코일임을 특징으로 하는 AC/DC 겸용 전자렌지의 고압트랜스.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 제 2입력 코일은

   50 내지 1000㎐ 가량의 주파수 범위에서 동작되도록 하는 것을 특징으로 하는 AC/DC 겸용 전자렌지의 고압트랜스.
4. 제 1항에 있어서, 상기 코어에 권선되어 상기 제 1 또는 제 2 입력 코일로부터 유도된 전압을 출력하는 다른 출력 코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AC/DC 겸용 전자렌지의 고압트랜스.