KR20000029817A - 평면형변압기 - Google Patents

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그랜드몬트폴이.
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마페이
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인터내셔날 파워 디바이시즈 아이엔시
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Abstract

평면형 권선 어셈블리가 제1 권선(12, 14) 및 제2 권선(16)을 포함하고, 각각의 권선은 하나의 축(20) 및 한 쌍의 절연성 시트층(22)을 가지며, 절연성 시트층들은 함께 적층되고 적어도 하나는 홀(24)을 가진다. 각각의 권선은 자신의 감기는 축 둘레에 메탈스트립 도체(12a, 14a, 16a)를 추가로 포함하고 적층된 절연성 시트층 사이에서 밀봉된다. 메탈스트립 도체는 홀 속으로 돌출하는 부분을 가진다. 제1 권선의 메탈스트립 도체는 절연성 시트의 홀을 통하여 제2 권선의 메탈스트립 도체에 전기적으로 접속된다.

Description

평면형 변압기 {PLANAR TRANSFORMER}
전원설비 및 DC-DC 변환기의 크기를 줄이고자 하는 노력이 계속되고 있다. 자석식 변압기 및 유도자부품은 이들 전원설비에 사용되는 부품 중 중요한 부류이며 일반적으로 소형화가 가장 어려운 것들이다. 최근에, 플렉시블회로(flexible circuit) 및 다층 인쇄회로기판(PCB) 기술을 사용하여 제조된 것을 포함하여 낮은 프로파일(low-profile)의 이른바 "평면형 자성부품(planar magnetic components)"(예를 들면, 변압기 및 유도자)이 제한된 공간에서의 응용에 사용되고 있다.
본 발명은 고전력 평면형 변압기에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 평면형 변압기의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 평면형 변압기의 분해도이다.
도 3은 도 1의 3-3 선을 따른 변압기의 단면 측면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1에 나타낸 평면형 변압기의 권선부재의 평면도이다.
도 5는 도 1의 평면형 변압기를 제조하는 방법을 예시하는 순서도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 1의 변압기의 부분 단면 측면도로서, 각각 메탈스트립의 탭엔드의 벤딩 전·후를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1의 변압기의 다른 실시예의 부분 단면 측면도로서, 메탈스트립의 탭엔드를 벤딩한 후를 나타내는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 도 7의 권선부재의 평면도이다.
도 9는 변압기의 다른 실시예의 단면 측면도이다.
도 10은 도 9의 변압기의 권선부재의 평면도이다.
본 발명의 일 양태에서, 평면 권선 어셈블리(planar winding assembly)가 제1 및 제2 권선을 포함하고, 각각의 권선은 하나의 축 및 함께 적층된 한 쌍의 절연성 시트층(insulative sheet layer)을 가지며, 절연성 시트층 쌍 중의 적어도 하나는 홀(hole)을 가진다. 각각의 권선은 그것의 감기는 축을 중심으로 감겨있으며 적층된 상기 절연성 시트층 사이에서 밀봉되는 메탈스트립 도체(metal strip conductor)를 추가로 포함한다. 상기 메탈스트립 도체는 상기 홀 내부로 돌출하는 부분을 가진다. 상기 제1 권선의 메탈스트립 도체는 상기 절연성 시트의 홀을 통하여 제2 권선의 메탈스트립 도체에 전기적으로 상호 접속(예를 들면 납땜)된다.
본 발명은 고전력(예를 들면 150watt 이상)을 처리할 수 있고 높은 절연 전압(isolation voltage)(예를 들면 6,000볼트 이상)을 가지는 비교적 소형이고 낮은 프로파일(low-profile)의 변압기를 제공한다. 또한, 상기 변압기는 신뢰성이 높으며, 넓은 온도범위에 걸쳐 동작될 수 있다.
본 발명의 실시예는 다음과 같은 하나 이상의 특징을 포함할 수 있다. 제1 권선은 다중 턴 권선(multiple turn winding)이다. 제1 및 제2 권선은 접착방식으로 서로 접합된다. 메탈스트립 도체의 각각은 리드프레임부재 상에 형성될 수 있다. 절연성 시트부재는 폴리이미드이고 메탈스트립 도체는 동(銅)이다.
변압기의 실시예에서, 평면형 권선 어셈블리는 제1 권선과 제2 권선 사이에 배열되고 메탈스트립 도체를 가지는 제3 권선을 추가로 포함한다. 제1 및 제2 권선은 상호 접속되어 평면형 변압기의 1차(primary) 권선을 제공하고 제3 권선은 변압기의 2차(secondary) 권선을 제공한다.
본 발명의 변압기의 바람직한 실시예에서, 제1, 제2, 및 제3 권선 각각의 절연성 시트 쌍들 중 적어도 하나는 홀을 포함한다. 제1 및 제2 권선에 형성된 홀은 그 홀을 가지는 절연성 시트와 결합된 메탈스트립 도체의 일부분을 노출함으로써 제1, 제2, 및 제3 권선의 홀을 통해 상기 메탈스트립 도체의 전기적 접속이 이루어질 수 있다. 상기 제1, 제2, 및 제3 권선은 접착방식으로 서로 접합된다.
상기 홀은, 일반적으로 다중 턴 평면형 권선이며 적층된 절연성 시트들 사이에서 개별적으로 밀봉된 제1 및 제2 권선을 전기적으로 상호 연결하는 편리한 방법을 제공한다. 제1 및 제2 권선은 예를 들면 변압기의 1차 권선을 형성할 수 있고 제3 권선은 상기 1차 권선의 각 절반 사이에 대칭적으로 위치한 2차 권선을 형성할 수 있다. 제3 권선은 제1 또는 제2 권선 중 어느 것에도 전기적으로 상호 접속되지 않는다. 그러나, 제3 권선에 형성된 홀은 제1 및 제2 권선이 그 홀을 통하여 상호 접속할 수 있게 한다. 개별적으로 밀봉된 권선을 상호 접속하는 이러한 접근법은 많은 이점을 가진다. 본 발명의 상호 접속 방법은 다중 턴 평면형 구성을 이용할 수 있게 한다. 비교적 두꺼운 메탈스트립 도체들은, 상기 권선들 사이에서의 높은 전압 분리 뿐 아니라 상기 권선이 고온(예를 들면 120℃에 달하는 온도)에서 작동되는 경우에도 신뢰성 높은 밀봉을 보장할 수 있도록 상대적으로 얇은 한 쌍의 절연성 시트 사이에 적층된다. 또한, 자신의 내부에서 변압기가 사용되는 어셈블리(예를 들면 회로기판)는 종종 고압의 "수세(水洗)"공정에 노출된다. 상기 권선은 그러한 세척과정중에 수분이 침투하지 않도록 보장하기 위해 개별적으로 밀봉된다.
또한, 상기 권선은 재현성이 높은 제조방법으로 제조되고 밀봉될 수 있다. 각 권선을 개별적으로 밀봉함으로써 또한 상기 권선이 매우 다양한 변압기 또는 다른 자성코일 부품 구성을 제공하도록 결합될 수 있게 한다. 즉, 다수의 변압기 또는 자성코일 부품이 권선을 여러 가지 방식으로 단순히 겹쳐 쌓아 상호 접속함으로써 한정된 수의 권선 형상으로부터 제조될 수 있다. 또한, 권선이 개별적으로 밀봉되므로, 권선의 방수성 밀봉을 제공하기 위해 권선들을 함께 접합하는 데 사용되는 접착제에 의존할 필요가 없다.
변압기 실시예는 페라이트 코어부재(ferrite core member)를 추가로 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 권선의 절연성 시트부재가 상기 페라이트 코어부재를 수용할 수 있는 크기의 개구(aperture)를 가진다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 바람직한 실시예에 관한 이하의 설명 및 청구의 범위로부터 명백할 것이다.
도 1∼3 및 도 4a∼4c를 참조하면, 150watt를 처리할 수 있는 한편 6,000volt 이상의 분리전압(isolation voltage)을 제공하는 고전력 평면형 변압기(10)가 예시되어 있다. 또한, 상기 변압기(10)는 비교적 작은 전체 외형치수를 가진다. 특히, 상기 변압기는 리드-리드(lead-to-lead)간의 길이가 약 1.25인치이고 폭이 0.75인치이며 깊이가 0.30인치이다.
상기 변압기(10)는 한 쌍의 권선요소(winding element)(12, 14) 및 상기 권선요소 사이에 위치하는 제2 권선요소(16)로 구성되는 1차 권선(primary winding)을 포함한다. 권선요소(12, 14, 16) 각각은 강성 도체 금속, 바람직하게는 동 또는 동합금으로 형성된 평탄한 메탈스트립(metal strip)(12a, 14a, 16a)을 포함한다. 상기 메탈스트립은 대체로 직사각형의 단면을 가지며 두께는 약 0.010 내지 0.040인치이다. 상기 메탈스트립은 일련의 직선형 세그먼트가 권선부재의 축(20)을 중심으로 내향하여 감기는 다중 턴(multi turn) 구조를 가진다. 메탈스트립(12a)은 권선(12)의 외측 에지의 단자(26)로부터 내부 탭(tab)(28)을 향하여 시계방향으로 내향하여 감긴다(도 4a). 반면에, 메탈스트립(14a)―이것은 메탈스트립(12a)의 경상(鏡像)임―은 권선(14)의 외측 에지의 단자(31)로부터 내부 탭(30)을 향하여 반시계방향으로 내향하여 감긴다(도 4c). 메탈스트립(12a, 14a)은 모든 다른 면에서는 동일하다.
메탈스트립(12a, 14a, 16a)은 두께가 약 0.0005 내지 0.001인치인 한 쌍의 절연성 시트(22) 사이에서 개별적으로 캡슐에 싸인다. 바람직하게는, 열접착이 가능한 아크릴 접착제로 코팅된 폴리이미드 필름이 메탈스트립을 절연시키는 데 사용된다. 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재 E.I. Dupont de Nemours사의 제품인 Pyralux, Kapton 폴리이미드 필름이 방수성 밀봉을 보장하도록 메탈스트립을 둘러싸는 데 특히 적합하다. 이하에서 보다 구체적으로 논의될 이유 때문에, 권선부재(12, 14)는 전기적으로 상호 접속되도록 하는 미리 형성된(pre-formed) 홀(24)을 포함한다. 도 2에서 상기 권선부재(12, 14, 16)가 비교적 얇게 나타나 있으나, 실제로는 도 3 및 도 6a의 단면도에 보다 정확하게 도시된 바와 같이 훨씬 두껍다.
메탈스트립(12a, 14a)은, 본 실시예의 경우 각각 2 턴(turn)함으로써 메탈스트립이 서로 접속될 때 4-턴의 1차 권선이 제공되는 다중 턴 권선(multi-turn winding)을 제공한다. 반면에, 2차 권선(16)의 메탈스트립(16a)은 권선의 에지에 위치한 단자들(32) 사이에서 연장되는 단일 턴만을 가진다. 따라서, 이 실시예의 경우, 도 1의 조립된 변압기는 턴 비율이 4:1이 된다. 동작중에, 예를 들면, 단자(26, 31)에 공급되는 공칭 48볼트의 입력은 2차 권선(16)의 단자(32)에서 크게 조절된 12볼트의 출력(30암페어)을 제공한다.
메탈스트립(12a)의 단자(26)에 도입된 1차 전류는 메탈스트립(12a)을 통하여 메탈스트립의 내부 탭(28, 30)의 상호 접속을 거쳐 메탈스트립(14a)으로 흐른다. 상기 1차 전류는 메탈스트립(14a)을 통해 단자(31)로 계속 흐른다. 권선(12, 14)을 통하여 흐르는 1차 전류는 2차 권선부재(16)와 결합하여 단자(32)에서 점증된(또는 체감된) 전압을 생성하는 자장을 발생한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 단자(26, 31, 32)는 인쇄회로기판의 표면실장된 홀에 접촉 가능하도록 굽혀져 있다.
보다 효율적인 자기회로를 제공하기 위해, 권선부재(12, 14, 16)는 E자형 코어부재(36) 및 상부 판재(38)―상기 코어부재 및 상부 판재는 모두 소결된 페라이트 재료로 형성되고 공동으로 권선부재에 의해 생성되는 자장의 자속 경로를 제공함―를 구비하는 변압기 코어 어셈블리(34) 내에 장착된다. E자형 코어부재는 중앙 포스트(40) 및 한 쌍의 바깥 포스트(42)―이들 포스트에 의해 권선부재가 배설되는 한 쌍의 채널(44)을 구획함―를 포함한다. 권선부재(12, 14, 16)의 절연성 시트(22)는 중앙 포스트가 통과하여 연장되는 사각형 개구부(44)를 포함한다. 따라서, 중앙 포스트(40)는 코어 어셈블리 내부에 권선부재가 자리잡는 것을 용이하게 한다.
단일 턴만을 가지며 자신의 외주를 따라 접속을 갖는 2차 권선(16)과는 달리, 상기 권선(12, 14)은 다중 턴이며 권선의 턴에 대하여 내부 지점에서 권선의 접속을 필요로 한다. 권선(12, 14)의 내부 탭(28, 30)의 상호 접속은 권선(12, 14, 16)의 절연성 시트(22) 내부에 제공된 미리 형성된 홀(24)에 의해 가능해진다. 특히, 내부 탭(28, 30)은 둘러싸는 절연성 시트 내에 형성된 홀 내부로 돌출하고 위로 중첩하여 배치된다.
다시 도 4a∼4c를 참고하면, 메탈스트립 도체(12a, 14a, 16a) 의 권선 턴은 일반적으로 서로 직각으로 결합되는 세그먼트를 포함한다. 이들 세그먼트의 접합점(junction)은 소정의 곡률 반경을 가짐으로써 권선의 자기특성(磁氣特性)을 향상하고 상대적으로 두꺼운 메탈스트립보다는 더 효과적인 밀봉을 제공하는 굴곡 형태로 할 수 있다.
도 5의 순서도를 참조하여, 도 1∼3 및 도 4a∼4c에 나타낸 형태의 평면형 변압기를 조립하는 바람직한 접근법이 기술된다. 보다 효율적인 제조 방법을 제공하기 위해 권선부재(12, 14, 16) 각각은 일반적으로 리드프레임 스트립(48) 상에 제조된다(도 10). 예를 들면, 6개나 되는 권선부재(12)가 개개의 리드프레임 스트립에 부착될 수 있다.
메탈스트립(12a, 14a, 16a)은 스탬핑 또는 광화학적 에칭법으로 형성되는 것이 바람직하다(단계 100). 원형(prototype) 설계의 개발에 있어서, 대안으로서 메탈스트립은 와이어 방전가공(放電加工: EDM)법으로 형성될 수 있다. 메탈스트립의 형성에 사용되는 특정 방법에 따라, 여러 가지 다듬질작업이 필요할 수 있다(단계 102). 예를 들면, 메탈스트립의 스탬핑 및 세정작업 후에 상기 스트립의 에지로부터 버(burr)를 제거하기 위해 코이닝(coining) 공정이 사용될 수 있다. 또한, 도금작업을 준비하는 데 있어서, 코이닝 후 마이크로에칭(microetching) 단계가 실행될 수 있다.
메탈스트립을 제조하는 공정과는 별도의 공정에서, 접착방식으로 피복된 절연성 시트(22)를 스트립으로 절단하여 홀(24)을 형성한다(예를 들면, 미리 펀칭되거나 미리 드릴가공됨)(단계 104). 상기 홀은 직경이 약 0.100인치이고 두 개의 절연성 시트 모두에 형성되거나 단순히 메탈스트립이 접속되는 권선을 향하고 있는 절연성 시트에만 형성될 수 있다. 절연성 시트는 어셈블리 고정구(fixture)(도시되지 않음) 내에서 상기 시트의 접착제 백킹(backing)이 메탈스트립에 접촉하는 상태로 메탈스트립의 양면 상에 놓인다. 변압기(10)의 1차 권선에 대응하는 메탈스트립(12a, 14a)에 관하여, 메탈시트(metal sheet)는 홀(24)이 메탈스트립의 엔드탭(end tab)(28, 30) 위에 놓이도록 정렬함으로써 상기 탭이 홀 내부로 돌출하여 홀에 의해 노출된다. 다음에, 메탈스트립은 절연성 시트 내에서 차압(差壓) 적층장치를 사용하여 절연성 시트에 열과 압력을 가함으로써 열에 의해 접합된다(단계 106). 차압 적층장치는 절연성 시트들 사이에 공기를 제거하기 위해 진공을 걸고, 그로써 효과적인 밀봉을 보장한다. 권선 구조체에 압력을 가하기 위해 등각 프레스패드(conformal press pad)가 사용될 수 있다. 밀봉공정 중에 절연성 시트와 메탈스트립에 가해지는 압력 및 열의 수준은, 주어진 시간에 처리되는 유닛의 수를 포함하여 여러 가지 요인에 따라 경험적으로 결정된다. 그러나 대부분의 응용에서, 적용되는 온도는 일반적으로 190℃에 달하고 압력수준은 500psi에 달한다. 이러한 수준의 온도 및 압력은 약 1.5시간 동안 가해진다. 그러한 높은 압력 및 온도의 수준은 비교적 두꺼운 메탈스트립(예를 들면 40mil) 및 비교적 얇은 절연성 시트(예를 들면 2mil) 사이에 방수성 밀봉을 보장하기 위해 필요하다. 변압기가 동작하는 높은 온도에서는 부식효과가 증대하므로, 그러한 밀봉을 보증하는 것이 중요하다.
도 6a를 참조하면, 권선(12, 14, 16)의 스택형(stacked) 배열의 홀(24) 부근의 분해 단면 측면도가 도시되어 있다. 절연성 시트로부터 탭이 연장되지 않도록 하려는 부위에서, 상기 시트가 절단되거나 미리 천공되어 상기 시트가 둘러싸는 메탈스트립의 단부(端部)를 벗어나서 연장되는 절연성 시트 영역(50)을 제공한다는 사실에 유의하는 것이 중요하다. 이와 같이, 차압 적층법이 절연성 시트에 적용될 때, 연장되는 영역은 "오므라들어서(pursed)" 메탈스트립의 신뢰성 있는 밀봉을 제공한다. 얇은 절연성 시트와 두꺼운 메탈스트립 사이에 효과적인 밀봉을 확실히 하기 위해, 상기 영역(50)의 길이는 일반적으로 메탈스트립 두께의 1.5배 내지 2배인 것이 소망된다. 예를 들면, 두께가 40mil인 메탈스트립에 대하여 상기 영역(50)의 길이는 60 내지 80mil이어야 한다.
냉각 후에, 메탈스트립의 노출된 표면을 주석 도금하여 동의 산화를 방지하고 자체 표면에 납땜성을 향상시킨다(단계 108). 노출된 표면은 각각의 홀(24) 내부로 돌출하는 내부 탭(28, 30) 및 권선의 외주로부터 연장되는 단자들(26, 30, 32)을 포함한다. 절연성 시트를 적층하기 전에 메탈스트립을 도금할 수도 있지만, 적층 후에 도금하는 것이 바람직하다. 적층 후에 도금함으로써 조립작업자는 밀봉의 품질을 시험하는 것이 가능하다. 적층된 절연성 시트에 조금이라도 누설이 있으면 시트 하부 및 메탈스트립의 추정적으로 밀봉된 표면상에 도금의 "윅킹(wicking)"이 초래된다. 따라서, 조립작업자는 적층된 절연성 시트 밑의 메탈스트립 표면상의 도금에 대하여 육안검사에 의해 불완전한 밀봉을 시각적으로 조사할 수 있다.
도금 후에, 적층된 절연성 시트(42)의 에지는 일반적으로 다듬어서 적층된 권선부재에 다듬질작업을 한다(단계 110). 이 조립 단계에서, 예를 들면 코어 어셈블리(34)의 중앙 포스트(40)를 수용하기 위해 추가의 개구부(예를 들면, 사각형 개구부(44))를 절연성 시트를 관통하여 뚫을 수 있다.
도 6b를 참조하면, 권선부재(12, 14)의 탭 단부(28, 30)를 전기적으로 상호 접속하기 위해, 상기 권선부재를 고정구(도시되지 않음) 내에 위치시킨다. 상기 고정구는 어셈블리의 양측으로부터 나오고 상기 탭 단부(28, 30)를 상호 대향하는 방향(화살표로 표시됨)으로 구부려서 탭 단부가 2차 권선부재(16)의 절연성 시트(22)에 있는 미리 형성된 홀(44)의 영역에서 서로 접촉하도록 만드는 핀을 가진다. 도 4a 및 도 4c에 더욱 명확히 나타낸 바와 같이, 탭(28, 30)은 자신들의 상호 접속을 용이하게 하기 위해 그것들과 결합된 메탈스트립(12a, 14a)보다 작은 폭을 가지도록 형성될 수 있다.
도 7, 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 다른 실시예에서, 권선부재(14)의 메탈스트립(14a)은 권선부재(12)의 메탈스트립(12a)과 결합된 내부 탭(30a)보다 긴 내부 탭(26a)을 포함한다. 그러나, 도 6a 및 도 6b와 함께 앞에서 논의한 실시예와 달리, 두 개의 탭(28a, 30a)은 모두 동일한 방향(여기서는 상향)으로 굴곡되어 홀(24a) 밖으로 연장됨으로써 거기에서 두 개의 탭은 용이하게 납땜된다. 이러한 배열은 육안검사 및 납땜 조인트의 테스트를 용이하게 한다. 또한, 탭(28a, 30a)이 홀(24) 밖으로 연장시킴으로써 상업적인 웨이브(wave) 솔더링머신 또는 드랙(drag) 솔더링시스템을 사용하여 탭을 납땜하는 응용에 더욱 적합하다.
이 실시예에서, 홀(24a)은 도 4a 및 도 4c의 홀(24)보다 크고 길게 미리 형성된다. 홀(24a)은 권선(12, 16)을 통과하여 연장되어야 하는 더 긴 탭(30a)을 수용하기 위해 더 크다. 또한, 절연성 시트(22)를 적층하는 동안 가해지는 높은 수준의 압력이 접착제 백킹(backing)을 홀 속으로 밀려들어가게 함으로써 그 크기를 축소시키는 응용에서는 더 큰 홀이 소망스러울 수 있다. 또한, 탭(28a, 30a)이 2차 권선(16)에서 홀의 영역이 아니라 홀 외부에 접속되기 때문에, 2차 권선(16)의 홀(24b)은 상대적으로 작게 만들어도 된다. 상대적으로 작은 홀(24b)은 메탈스트립(16a)을 약간 작게 만들 수 있게 하며, 그에 따라 변압기의 전체 치수를 줄여준다.
조립된 권선은 다음에 여러 가지 스택형 구조 중의 하나로 배열되고 열경화성 에폭시와 같은 접착제로 접합된다(단계 112). 권선이 개별적으로 밀봉되므로(단계 106과 관련하여 앞에서 설명한 바와 같이), 상기 2차 접합 단계에 의존하여 권선의 방수성 밀봉을 제공할 필요는 없음을 아는 것이 중요하다. 다음에, 솔더페이스트 또는 프리폼(preform)을 접촉 탭 말단에 적용하고 리플로 오븐을 사용하여 용융시킨다(단계 114). 이와는 달리, 앞에서 언급한 바와 같이, 권선이 상업적 웨이브 솔더링머신 또는 드랙 솔더링시스템을 통과하여 이송될 수 있다.
다음으로, 조립된 권선부재에서 리드프레임 스트립을 제거하고 단자(26, 30, 32)를 일반적으로 구부려서 인쇄회로기판의 표면실장 홀에 부착하도록 한다(단계 116).
대안으로서, 핀 또는 다른 단자부재가 외부 및 내부 엔드탭(end tab)에 부착함으로써 인쇄회로기판에 접속되도록 할 수 있다.
접착방식으로 접합된 권선은 다음에 페라이트 코어 어셈블리 내에 조립될 수 있다(단계 118). 예를 들면, 도 2에 나타낸 변압기 배열에 있어서, 권선(12, 14, 16)은 코어 어셈블리의 E자형 코어부재 내부에 장착된다. 상부 판재(38)가 이어서 E자형 코어부재에 접착방식으로 부착되고 그에 따라 권선부재를 코어 어셈블리 내부에 고정시킨다. 실시예에 따라서는, 중앙 포스트(40)가 상부 판재에 접촉할 수 있는 반면에, 다른 실시예에서는 중앙 포스트가 자기회로의 자속밀도를 제어하도록 선택되는 갭(54)(도 3)만큼 이격되어 있다.
권선 어셈블리의 스택형 배열은 임의의 수의 다른 방식으로 결합되어 서로 다른 특성을 가지는 변압기를 제공할 수 있다. 예를 들면, 앞에서 언급한 바와 같이, 도 1 내지 도 4와 관련하여 위에서 설명한 변압기(10)는 4:1의 턴 비율을 가지도록 설계된다. 이 변압기의 여러 가지 결합을 전기적으로 상호 접속함으로써 변압기에 여러 가지 특성을 제공할 수 있다. 예를 들면 도 9를 참조할 때, 위에서 설명한 것과 각각 유사한 한 쌍의 변압기의 단면도가 차례로 포개어져 전기적으로 함께 접속되어 있는 것으로 나타나 있다. 이 구조는 효율의 증대 및 낮은 출력전압을 필요로 하는 응용에 매우 적합하다. 이해를 쉽게 하기 위해, 도 1의 변압기의 동일한 부재를 식별하는 참고번호가 사용된다. 따라서 본질적으로 최상부의 변압기 어셈블리(10a)는 변압기의 1차 권선을 함께 형성하는 한 쌍의 권선부재(12, 15) 사이에 위치하는 2차 권선을 포함한다. 권선부재(12, 15)는 홀(44)에서 내부 탭(28, 30)을 납땜함으로써 전기적으로 접속된다. 최하부의 변압기(10b)는 상기 변압기(10a)의 경상(鏡像)으로서 두 변압기(10a, 10b) 사이에서 배리어(barrier)의 역할을 하는 절연성 폴리이미드 시트(80)에 의해 변압기(10a)로부터 분리되어 있다.
도 10을 참조하면, 권선(15)은 외부 단자부재(82)가 권선(14)의 외측 에지를 따라 연장되지 않고 권선의 중앙에서 연장되는 점을 제외하고는 도 1∼4의 권선(14)과 동일하다. 단자부재(82)를 권선의 중앙에 형성함으로써 상기 단자부재(82)가 서로 포개져서 납땜에 의해 용이하게 상호 접속될 수 있는 결과를 얻는다.
다른 실시예들이 다음의 청구항 안에 제시된다. 예를 들면, 본 발명의 개념은 유도자(inductor)를 포함하는 다른 자성 코일부품에 적용될 수 있다.

Claims (16)

  1. 각각 하나의 축을 가지는 제1 및 제2 권선(winding)―여기서 각각의 권선은
    함께 적층되고 그것들 중 적어도 하나는 홀(hole)을 가지는 한 쌍의 절연성 시트층, 및
    상기 적층된 절연성 시트층들 사이에서 밀봉되고 상기 홀 내부로 돌출하는 부분을 가지며 자신의 권선 축을 중심으로 감겨있는 메탈스트립 도체(metal strip conductor)를 포함함―을 포함하고,
    상기 제1 권선의 메탈스트립 도체는 상기 절연성 시트의 홀을 통하여 제2 권선의 메탈스트립 도체에 전기적으로 접속되는
    평면형 권선 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 권선이 다중 권선인 평면형 권선 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 권선의 메탈스트립 도체가 함께 납땜되어 있는 평면형 권선 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    메탈스트립 도체를 가지는 제3 권선을 추가로 포함하고,
    상기 제3 권선은 상기 제1 권선과 제2 권선의 사이에 배열되고, 상기 제1 및 제2 권선은 상호 접속되어 평면형 변압기의 1차 권선을 제공하고, 상기 제3 권선은 평면형 변압기의 2차 권선을 제공하는
    평면형 권선 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1, 제2, 및 제3 권선 각각의 절연성 시트 쌍들 중 적어도 하나는 홀을 포함하고, 상기 제1 및 제2 권선에 형성된 홀은 그 홀을 가지는 절연성 시트에 결합된 메탈스트립 도체의 일부분을 노출하고, 상기 제1, 제2, 및 제3 권선의 홀을 통하여 상기 메탈스트립 도체의 전기적 접속이 이루어지는 평면형 권선 어셈블리.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제1, 제2, 및 제3 권선이 함께 접합되어 있는 평면형 권선 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    페라이트 코어부재(ferrite core member)를 추가로 포함하고,
    상기 제1 및 제2 권선의 절연성 시트부재가 상기 페라이트 코어부재를 수용할 수 있는 크기의 개구를 가지는
    평면형 권선 어셈블리.
  8. 제4항에 있어서, 제1, 제2, 및 제3 권선의 절연성 시트부재 각각이 페라이트 코어부재를 수용할 수 있는 크기의 개구를 가지는 평면형 권선 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서, 상기 메탈스트립 도체 각각이 리드프레임부재 상에 형성되는 평면형 권선 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서, 상기 절연성 시트부재가 폴리이미드인 평면형 권선 어셈블리.
  11. 제1항에 있어서, 메탈스트립 도체 각각이 동(銅)인 평면형 권선 어셈블리.
  12. 제1 및 제2 권선을 제조하는 단계―여기서 각각의 권선은
    한 쌍의 절연성 시트층 사이에 메탈스트립 도체를 위치시키고,
    상기 시트층을 서로 적층하여 시트층 사이에 메탈스트립 도체를 밀봉함으로써 형성됨―, 및
    상기 제1 권선의 메탈스트립 도체를 제2 권선의 메탈스트립 도체에 전기적으로 접속하는 단계
    를 포함하는 평면형 권선 어셈블리의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    제1 및 제2 권선의 절연성 시트 쌍들의 각각을 관통하여 하나의 홀을 형성하는 단계를 추가로 포함하고,
    각각의 홀은 그 홀을 가지는 절연 시트와 결합된 메탈스트립 도체의 일부분을 노출하고, 그 홀을 통하여 메탈스트립 도체를 전기적으로 접속하는
    평면형 권선 어셈블리의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 메탈스트립 도체를 전기적으로 접속하는 단계는 메탈스트립의 단부(端部)영역을 상기 홀 안에서 대향하는 방향으로 구부리는 단계를 추가로 포함하는 평면형 권선 어셈블리의 제조 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 권선을 함께 구부리는 단계를 추가로 포함하는 평면형 권선 어셈블리의 제조 방법.
  16. 제12항에 있어서, 제1 및 제2 권선의 절연성 시트를 관통하여 페라이트 코어부재를 수용할 수 있는 크기의 개구를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 평면형 권선 어셈블리의 제조 방법.
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