KR20010094634A - 트랜스포머 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저주파 인버터 사용시 트랜스포머에 권선되는 코일의 단면적을 감소시키는 경우에도 충분한 출력을 발생시킬 수 있는 코일 권선구조를 가지는 트랜스포머에 관한 것이다. 본 코일권선구조에 의하면, 상기 일차측 코일부는, 병렬로 연결된 복수의 서브코일부들로 구성되며, 상기 서브코일부들은 각 대응하는 부분에서의 전류의 방향이 동일하도록 각 단자가 연결된다.

Description

트랜스포머 {Transformer}
본 발명은 전자렌지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저주파 인버터 사용시 고압트랜스포머에 권선되는 코일의 단면적을 감소시키는 경우에도 충분한 출력을 발생시킬 수 있는 코일권선구조를 가지는 트랜스포머에 관한 것이다.
일반적으로, 전자렌지용 인버터는 20kHz 이상의 고주파로 스위칭한 다음에 적정한 전압으로 승압하여 사용하였다. 이 고주파 인버터 방식에서는 기존의 철심코어 사용이 불가능하므로 페라이트(ferrite)에 기타 철심을 첨가한 재질을 사용한다. 이러한 고주파방식 인버터는 스위칭시에 각종 노이즈가 발생하게 되어 전자렌지의 각종 규격을 만족시키는 것이 매우 어려운 일이었다.
따라서 저주파 인버터를 사용하게 되면 전자렌지의 기존의 각종 부품을 사용가능하게 된다. 그러나, 저주파 인버터에 사용되는 고압트랜스포머(HVT)의 경우 입력되는 전압이 12V, 24V 등으로 매우 낮으므로 전자렌지에 필요한 적정한 출력(을 내기 위하여는 거의 100A (전압이 12V인 경우)에 가까운 전류를 흘려야만 한다.
그런데 전류의 양은 코일의 단면적에 비례한다. 이렇게 큰 전류를 흘리는 경우 기존의 범용 코일(구리선, 전자렌지의 경우 Φ1.5mm 미만 사용)을 사용하는 것이 불가능하며 단면적이 훨씬 커질 필요가 있다. 실험치로는 80A의 전류를 흘리는 경우 9㎟ 정도의 단면적이 필요하며, Φ3.3mm 정도의 구리선을 고압트랜스포머(HVT)에 권선해야 한다. 그런데 이러한 큰 반경의 구리선을 권선하는 경우 고압트랜스포머(HVT)에서 필요로 하는 적정한 회수의 권선수를 만족시키려면 고압트랜스포머(HVT)의 크기가 엄청나게 커져야 하는 문제점이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 저주파 인버터 사용시 고압트랜스포머에 권선되는 코일의 단면적을 감소시키는 경우에도 충분한 출력을 발생시킬 수 있는 코일권선구조를 가지는 트랜스포머를 제공하는데 있다.
도 1A 및 1B는 본 발명의 일실시예에 따른 전자렌지용 고압트랜스포머로서 일차측 코일부에 병렬연결되는 각 서브코일부를 도시한 사시도.
도 2A 및 2B는 상기 도 1A 및 1B의 각 서브코일부의 권선구조를 간략하기 도시한 개략도
도 3은 도 1A 및 1B의 각 서브코일부를 병렬연결하여 푸쉬풀형 인버터에 적용한 트랜스포머의 회로 구성도.
도 4A 및 4B는 본 발명에 따른 다른 실시예에 따른 전자렌지용 고압트랜스포머로서 일차측 코일부에 병렬연결되는 각 서브코일부를 도시한 사시도.
도 5A 및 5B는 상기 도 4A 및 4B의 각 서브코일부의 권선구조를 간략하기 도시한 개략도
도 6은 도 4A 및 4B의 각 서브코일부를 병렬연결하여 일반적인 2단자용 인버터에 적용한 트랜스포머의 회로 구성도이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 트랜스포머는,
일차측 코일부로 입력된 전압을 이차측 코일부로 변압하여 출력하기 위한 트랜스포머에 있어서, 상기 일차측 코일부는, 병렬로 연결된 복수의 서브코일부들로 구성되며, 상기 서브코일부들은 각 대응하는 부분에서의 전류의 방향이 동일하도록 각 단자가 연결되는 코일권선구조를 가진다.
상기 일차측 코일부는 3단자용 인버터에 연결되기 위한 코일부로서, 상기 서브코일부는 제 1 및 제 2 서브코일부를 포함하며,
상기 각 서브코일부는 상기 서브코일의 양단에 형성되는 제 1 및 제 2 단자와, 상기 서브코일의 권선 중의 임의의 한 부분으로부터 인출되는 제 3단자로 구성되며,
상기 제 1 및 제 2 서브코일부의 연결시, 각 서브코일의 제 3 단자들은 전원의 제 1극에 연결되고, 제 1 서브코일의 제 1 단자는 제 2 서브코일의 제 2 단자에연결된 상태로 푸쉬풀 회로의 제 1 스위칭 소자를 경유하여 전원의 제 2극에 연결되고, 제 1 서브코일의 제 2 단자는 제 2 서브코일의 제 1 단자에 연결된 상태로 푸쉬풀 회로의 제 2 스위칭 소자를 경유하여 전원의 제 2극에 연결되는 구성을 가짐으로써 제 1 및 제 2 단자들은 푸쉬풀 회로의 제 1 및 제 2 스위칭 소자를 각각 경유하여 전원의 제 2극에 연결되는 코일권선구조를 가진다.
상기 3단자용 인버터는 푸쉬풀형 인버터를 포함한다.
상기 일차측 코일부는 2단자용 인버터에 연결되기 위한 코일부로서,
상기 각 서브코일부는 상기 서브코일의 양단에 형성되는 제 1 및 제 2 단자를 가지며, 각 코일의 제 1 단자를 전원의 제 1 단자로 연결되고 각 코일의 제 2 단자를 전원의 제 2 단자로 연결되는 코일권선구조를 가진다.
상기 2단자용 인버터는 회전형 인버터를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 참고로, 실시예 1은 트랜스포머의 일차측코일부의 각 서브코일부를 병렬연결하여 푸쉬풀형 인버터에 적용한 경우이고, 실시예 2는 각 서브코일부를 병렬연결하여 회전형 인버터에 적용한 경우이다.
실시예 1
도 1A 및 1B는 본 발명의 일실시예에 따른 전자렌지용 고압트랜스포머로서 일차측 코일부에 병렬연결되는 각 서브코일부를 도시한 사시도이다. 도 2A 및 2B는 상기 도 1A 및 1B의 각 서브코일부의 권선 상태를 간략하기 도시한 개략도이다. 도3은 도 1A 및 1B의 각 서브코일부를 병렬연결하여 푸쉬풀형 인버터에 적용한 트랜스포머의 회로 구성도이다.
트랜스포머의 일차측 코일부는, 도 1A 및 1B에 도시된 바와 같이, 병렬로 연결된 서브코일부들로 구성된다. 도 1A의 제 1 서브코일부 및 도 1B의 제 2 서브코일부는 동일한 형상으로 권선된다. 도 1B의 서브코일부는 도 1A의 서브코일부를 뒤집은 상태이다. 제 1 및 제 2 서브코일부는 3단자용 인버터, 예를 들면 푸쉬풀형 인버터에 연결되기 위한 코일부이고, 각 서브코일부는 그 양단에 형성되는 제 1 단자(1, 1')및 제 2 단자(2, 2')와, 상기 서브코일의 권선 중의 임의의 한 부분으로부터 인출되는 제 3단자(3, 3')를 가진다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 서브코일부의 연결시, 각 서브코일의 제 3 단자들(3, 3')은 전원의 제 1극(+극)에 연결된다. 제 1 서브코일의 제 1 단자(1)는 제 2 서브코일의 제 2 단자(2')에 연결된 상태로 푸쉬풀 회로의 제 1 스위칭 소자(F1)를 경유하여 전원의 제 2극(-극)에 연결되고, 제 1 서브코일의 제 2 단자(2)는 제 2 서브코일의 제 1 단자(1')에 연결된 상태로 푸쉬풀 회로의 제 2 스위칭 소자(F2)를 경유하여 전원의 제 2극(-극)에 연결된다.
따라서, 상기 일차측 코일부는, 병렬로 연결된 복수의 제 1 및 제 2 서브코일부들로 구성되며, 상기 서브코일부들은 각 대응하는 부분에서의 전류의 방향이 동일하도록 각 단자가 연결된다.
또한, 제 1 서브코일에서 제 1 단자(1)와 제 3 단자(3) 사이의 코일 길이 및 제 2 단자(2)와 제 3 단자(3) 사이의 코일 길이가 다르고, 또한 제 2 서브코일에서제 1 단자(1')와 제 3 단자(3') 사이의 코일 길이 및 제 2 단자(2')와 제 3 단자(3') 사이의 코일 길이가 다르다고 하더하도, 제 1 서브코일의 제 1 단자(1)는 제 2 서브코일의 제 2 단자(2')에 연결되고, 제 1 서브코일의 제 2 단자(2)는 제 2 서브코일의 제 1 단자(1')에 연결되도록 하여 서로 대칭되는 구조를 가지도록 함으로써, 도 3의 회로구성도에서 각 스위칭 소자(F1, F2)에 연결되는 각 방향에서의 코일의 인덕턴스 및 저항값은 동일하게 된다.
실시예 2
도 4A 및 4B는 본 발명에 따른 다른 실시예에 따른 전자렌지용 고압트랜스포머로서 일차측 코일부에 병렬연결되는 각 서브코일부를 도시한 사시도이고. 도 5A 및 5B는 상기 도 4A 및 4B의 각 서브코일부의 권선 상태를 간략하기 도시한 개략도이다. 도 6은 도 4A 및 4B의 각 서브코일부를 병렬연결하여 일반적인 2단자용 인버터에 적용한 트랜스포머의 회로 구성도이다.
트랜스포머의 일차측 코일부는, 도 4A 및 4B에 도시된 바와 같이, 병렬로 연결된 서브코일부들로 구성된다. 도 4A의 제 1 서브코일부 및 도 4B의 제 2 서브코일부는 동일한 형상으로 권선된다. 제 1 및 제 2 서브코일부는 2단자용 인버터, 예를 들면 회전형 인버터에 연결되기 위한 코일부이고, 각 서브코일부는 그의 양단에 형성되는 제 1 단자(1, 1')및 제 2 단자(2, 2')를 가진다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 서브코일부의 연결시, 각 서브코일의 제 1 단자들(1, 1')은 전원의 제 1극(+극)에 연결된다. 제 2 단자들(2, 2')은 전원의 제 2극(-극)에 연결된다.
따라서, 상기 일차측 코일부는, 병렬로 연결된 복수의 제 1 및 제 2 서브코일부들로 구성되며, 상기 서브코일부들은 각 대응하는 부분에서의 전류의 방향이 동일하도록 각 단자가 연결된다.
따라서, 전자렌지의 고압트랜스포머의 일차측 코일부에 연결되는 인버터로서 저주파 인버터를 사용할 경우, 작은 반경의 구리선을 권선하면서도 각 권선을 수회 병렬로 연결하는 방법을 적용함으로써 저항을 충분히 감소킬 수 있으며 고압트랜스포머(HVT)에서 필요로 하는 적정한 회수의 권선수를 만족시킬 수 있게 되어 원하는 정도의 인덕턴스를 획득할 수 있게 된다.
따라서, 상기한 바와 같은 코일권선구조를 가지는 트랜스포머에 의하면, 저주파 인버터 사용시 고압트랜스포머에 권선되는 코일의 단면적을 감소시키는 경우에도 충분한 출력을 발생시킬 수 있게 되므로 고압트랜스포머의 부피가 축소될 수 있게 된다.
이상에서는 트랜스포머의 코일권선구조의 하나의 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한전되지 않고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (5)

  1. 일차측 코일부로 입력된 전압을 이차측 코일부로 변압하여 출력하기 위한 트랜스포머에 있어서, 상기 일차측 코일부는, 병렬로 연결된 복수의 서브코일부들로 구성되며, 상기 서브코일부들은 각 대응하는 부분에서의 전류의 방향이 동일하도록 각 단자가 연결됨을 특징으로 하는 코일권선구조를 가지는 트랜스포머.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 일차측 코일부는 3단자용 인버터에 연결되기 위한 코일부로서, 상기 서브코일부는 제 1 및 제 2 서브코일부를 포함하며,
    상기 각 서브코일부는 상기 서브코일의 양단에 형성되는 제 1 및 제 2 단자와, 상기 서브코일의 권선 중의 임의의 한 부분으로부터 인출되는 제 3단자로 구성되며,
    상기 제 1 및 제 2 서브코일부의 연결시, 각 서브코일의 제 3 단자들은 전원의 제 1극에 연결되고, 제 1 서브코일의 제 1 단자는 제 2 서브코일의 제 2 단자에 연결된 상태로 푸쉬풀 회로의 제 1 스위칭 소자를 경유하여 전원의 제 2극에 연결되고, 제 1 서브코일의 제 2 단자는 제 2 서브코일의 제 1 단자에 연결된 상태로 푸쉬풀 회로의 제 2 스위칭 소자를 경유하여 전원의 제 2극에 연결되는 구성을 가짐으로써 제 1 및 제 2 단자들은 푸쉬풀 회로의 제 1 및 제 2 스위칭 소자를 각각 경유하여 전원의 제 2극에 연결되도록 함을 특징으로 하는 코일권선구조를 가지는 트랜스포머.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 3단자용 인버터는 푸쉬풀형 인버터임을 특징으로 하는 코일권선구조를 가지는 트랜스포머.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 일차측 코일부는 2단자용 인버터에 연결되기 위한 코일부로서,
    상기 각 서브코일부는 상기 서브코일의 양단에 형성되는 제 1 및 제 2 단자를 가지며, 각 코일의 제 1 단자를 전원의 제 1 단자로 연결하고 각 코일의 제 2 단자를 전원의 제 2 단자로 연결함을 특징으로 하는 코일권선구조를 가지는 트랜스포머.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 2단자용 인버터는 회전형 인버터임을 특징으로 하는 코일권선구조를 가지는 트랜스포머.
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