KR200223842Y1 - 스텝 다운 트랜스포머 - Google Patents

Abstract

본 고안은 단순한 회로 구성으로 트랜스포머를 구현함으로써, 크기를 줄여 휴대가 용이토록 하고, 생산 원가를 절감할 수 있도록 한 스텝(step) 다운(down) 트랜스포머에 관한 것으로서, 이러한 본 고안은, AC 220V/60hz를 AC 110V/60hz로 변환시키는 트랜스포머에 있어서, 상용교류전원 입력용 콘센트플러그를 통해 입력되는 교류전원을 입력받아 충, 방전에 따른 시정수(time constant)를 설정하는 저항 및 콘덴서, 저항 및 콘덴서에 의해 설정되는 시정수에 대응하여 입력전압의 위상각을 제어하기 위한 제어 펄스를 발생하는 트리거 다이오드, 트리거 다이오드에서 발생되는 제어 펄스에 따라 상기 입력되는 교류전원의 위상각을 제어하여 소정의 전압으로 다운 변환하는 트라이액으로 트랜스포머를 구현함으로써, 트랜스포머의 사이즈 및 중량을 현저하게 줄일 수 있다.

Description

스텝 다운 트랜스포머{Step down transformer}

본 고안은 트랜스포머(Transformer)에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 단순한 회로 구성으로 트랜스포머를 구현함으로써, 크기를 줄여 휴대가 용이토록 하고, 생산 원가를 절감할 수 있도록 한 스텝(step) 다운(down) 트랜스포머에 관한 것이다.

일반적으로, 트랜스포머는 변압기 또는 변성기라고 불려지며, 전압의 변환이 주체이다. 공통의 자기회로(磁氣回路)와 이것과 쇄교하는 여러 개의 전기 회로로 이루어지며, 전자 유도 작용으로 한쪽 회로로부터 받은 교류 전력을 변압하여 다른 쪽의 회로에 공급하는 전기 부품을 말한다.

종래의 트랜스포머 구성을 간단히 살펴보면, 전압 입력원 다음 단에 휴즈 및 노이즈 필터가 구비되고, 펄스폭변조(PWM)제어를 위한 펄스폭 변조 제어회로가 부가되며, 상기 펄스폭 변조 제어회로의 제어에 따라 온(on)/오프(off) 스위칭되는 스위칭소자가 구비되고, 상기 스위칭소자의 동작에 따라 일차 측으로 입력받은 상용 교류전원을 이차 측으로 유도하는 코일로 구비한다.

이렇게 구성되는 종래의 트랜스포머는 코일 뭉치와 많은 전기 회로의 사용으로 인해 크기가 매우 크고, 무거워 휴대하기가 불편한 단점이 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 종래 트랜스포머의 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 고안의 목적은, 단순한 회로 구성으로 트랜스포머를 구현함으로써, 크기를 줄여 휴대가 용이토록 하고, 생산 원가를 절감할 수 있도록 한 스텝(step) 다운(down) 트랜스포머를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 스텝 다운 트랜스포머는,

AC 220V/60hz를 AC 110V/60hz로 변환시키는 트랜스포머에 있어서,

상용교류전원 입력용 콘센트플러그를 통해 입력되는 교류전원을 입력받아 충, 방전에 따른 시정수(time constant)를 설정하는 저항 및 콘덴서와;

상기 저항 및 콘덴서에 의해 설정되는 시정수에 대응하여 입력전압의 위상각을 제어하기 위한 제어 펄스를 발생하는 트리거 다이오드와;

상기 트리거 다이오드에서 발생되는 제어 펄스에 따라 상기 입력되는 교류전원의 위상각을 제어하여 소정의 전압으로 다운 변환하는 트라이액으로 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 스텝 다운 트랜스포머의 회로 구성도이고,

도 2는 도 1의 각부 타이밍도로서, 도 2a 내지 도 2c는 도 1의 트라이액 타이밍도이고, 도 2d는 도 1의 트리거 다이오드의 동작 타이밍도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 ..... 입력용 콘센트 플러그

VR ..... 가변 저항

C ..... 콘덴서

20 ..... 트리거 다이오드

30 ..... 트라이액

40 ..... 출력용 콘센트 플러그

50 ..... 휴즈(FUSE)

이하 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도면 도 1은 본 고안에 의한 스텝 다운 트랜스포머의 회로 구성을 보인 도면이다.

여기서 참조부호 10은 상용 교류 전원(220V/60hz)을 입력받기 위한 입력용 콘센트플러그를 나타내고, 참조부호 VR은 저항치를 가변할 수 있는 가변 저항을 나타내며, 참조부호 C는 상기 가변 저항(VR)과 같이 R, C 시정수를 설정하는 콘덴서를 나타낸다.

또한 참조부호 20은 상기 R, C 시정수에 대응하여 트리거링되며, 위상각을 제어하기 위한 제어 펄스를 발생하는 트리거 다이오드를 나타내고, 참조부호 30은 상기 트리거 다이오드(20)에서 출력되는 제어 펄스를 게이트 단자로 입력받고, 그 제어 펄스에 대응하여 상기 입력되는 교류전원의 위상을 제어하여 소정의 전압으로 다운 컨버팅하는 트라이액(TRIAC)을 나타낸다.

또한 참조부호 40은 상기 트라이액(30)에 의해 소정의 전압으로 다운 컨버팅된 교류전압을 출력하기 위한 출력용 콘센트플러그를 나타내고, 참조부호 50은 휴즈(fuse)를 나타낸다.

이와 같이 구성되는 본 고안에 의한 스텝 다운 트랜스포머의 작용을 첨부한 도면 도 2를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 입력용 콘센트 플러그(10)를 통해 상용 교류 전원(AC220V/60hz)이 입력되면, 가변적으로 저항치가 설정되는 가변 저항(VR) 및 콘덴서(C)의 충, 방전에 작용에 의해 시정수(R, C)가 설정된다.

이와 같이 시정수(R, C)가 설정되며, 상기 설정되는 시정수에 의거 트리거 다이오드(20)는 트리거링되어 도 2c와 같은 입력 교류전원의 위상각을 제어하기 위한 제어 펄스를 발생하여 상기 트라이액(30)의 게이트단자(GI)에 전달한다. 도 2d는 상기 트리거 다이오드(20)의 트리거링 타이밍을 나타낸 것이다.

다음으로 상기 트라이액(30)은 상기 트리거 다이오드(20)에서 발생되는 도 2c와 같은 제어 펄스를 게이트단자(GI)로 입력받고, 그 제어 펄스를 스위칭 신호로 하여 도 2a와 같이 입력되는 사인파의 양단 위상각을 제어하여 소정의 전압(예를 들어, AC110V/60hz)으로 다운 컨버팅하여 출력한다(도 2b참조).

이렇게 AC 100V/60hz로 다운 컨버팅된 교류 전압을 출력용 콘센트 플러그(40)를 통해 부하로 전달된다.

상기에서 트라이액(TRIAC : Triode AC Switch(3단자 교류 스위치)은, 4층 이상의 pnpn구조로 된 온/오프 2개의 안정 상태를 지속하는 반도체 스위칭 소자를 통칭하며, 스위칭, 멀티사이클, 위상 제어를 포함하는 AC 전력을 제어하거나 스위칭을 하기 위한 전력 제어 소자를 말한다.

이상에서 상술한 본 고안 '스텝 다운 트랜스포머'에 따르면, 단순한 회로 구성으로 트랜스포머를 구현함으로써, 크기를 줄여 휴대가 용이해지는 이점이 있다.

또한, 회로 구성이 간단하므로 생산 원가를 절감할 수 있어 경제적인 측면에서도 장점이 있다.

Claims (1)

1. AC 220V/60hz를 AC 110V/60hz로 변환시키는 트랜스포머에 있어서,

   상용교류전원 입력용 콘센트플러그를 통해 입력되는 교류전원을 입력받아 충, 방전에 따른 시정수(time constant)를 설정하는 저항(VR) 및 콘덴서(C)와;

   상기 저항(VR) 및 콘덴서(C)에 의해 설정되는 시정수에 대응하여 입력전압(AC 220V.60hz)의 위상각을 제어하기 위한 제어 펄스를 발생하는 트리거 다이오드와;

   상기 트리거 다이오드에서 발생되는 제어 펄스를 게이트 단자로 입력받고, 그 제어 펄스에 따라 상기 입력되는 교류전원의 위상각을 제어하여 소정의 전압(AC 110V/60hz)으로 다운 변환하는 트라이액을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스텝 다운 트랜스포머.