KR20030015957A - 인버터 회로용 변압기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 첫 번째 코어부와 두 번째 코어부를 가지는 코어 모듈, 첫 번째 코일부와 상기 첫 번째 코어부를 수용하기 위한 첫 번째 중공부를 가지는 첫 번째 보빈(bobbin), 상기 첫 번째 보빈과 나란히 배열된 두 번째 보빈, 상기 두 번째 보빈은 두 번째 코일부와 상기 두 번째 코어부를 수용하기 위한 두 번째 중공부를 가지며, 상기 첫 번째 코일부 둘레에 감겨진 일차 코일, 상기 두 번째 코일부 둘레에 감겨진 이차 코일로 이루어진 인버터 회로용 변압기를 제공하는 것이다.

Description

인버터 회로용 변압기{TRANSFORMER FOR INVERTER CIRCUIT}

본 발명은 변압기에 대한 것이며, 특히 인버터회로에서 사용하기 위한 박판타입의 고압변압기에 대한 것이다.

표시장치 기술의 발달로 액정 표시장치(LCD) 모니터가 컴퓨터 또는 기타 표시장치분야에서 점차 널리 사용되는 추세이다. CRT 모니터와 비교할 때, LCD 모니터는 종단면이 슬림화되고 깜박임이 줄어드는 표시장치 품질면의 장점을 가진다. LCD 모니터에서는, 백라이트(backlight) 모듈이 요구되는 백라이트 시스템을 위해 고압으로 구동되는 형광 튜브를 가진다. 일반적으로 구동 회로가 있는 인버터는 상기 형광 튜브를 구동하도록 사용되며, 상기 인버터는 고압 변압기를 가진다. 따라서, LCD 모니터의 체적(크기)를 최소로하기 위하여, 상기 인버터 회로에서 사용된 변압기는 박판타입의 구조를 가질 필요가 있다.

상기 인버터 회로용의 종래 변압기는 일차 코일과 이차 코일이 코어(core)가 보빈(bobbin)의 중공 부분에 삽입된 중공 보빈둘레에 감기는 구성으로 되어있다.

도 1a가 상기 인버터 회로용 종래 변압기의 한 실시예를 도시하며, 도 1b는코일이 보빈둘레로 감겨진 상태로 상기 변압기의 보빈 단면을 도시한 것이다.

도 1a에서 도시된 바와같이, 인버터 회로용의 종래 변압기(10)는 첫 번째 E-자형 코어(30a)와 두 번째 E-자형 코어(30b)를 가진다. 상기 첫 번째 E-자형 코어(30a)와 두 번째 E-자형 코어(30b)는 폐쇄 자기 루프(loop)를 형성시키도록 결합된다. 또한, 상기 종래 변압기(10)는 일차 권선 윈도우(5100 및 이차 권선 윈도우(520)가 있는 보빈(50)을 가지며, 코일 도선을 회로기판에 연결하기 위한 핀(530)이 상기 보빈(50)의 두 단부에서 제공된다. 상기 일차 권선 윈도우(510)와 이차 권선 윈도우(520)사이에 한 플랜지(515)가 제공되며, 플랜지(525)가 제공되어 상기 이차 권선 윈도우(520)을 여러 감겨진 영역으로 분리하도록 한다.

도 1b에서 도시된 바와 같은 상기 언급된 보빈(50)의 구조에서, 상기 일차 권선 윈도우(510)는 상기 일차 코일(610)을 감도록 사용되고, 상기 이차 권선 윈도우(520)은 상기 이차 코일(620)을 감도록 사용된다. 상기 이차 코일(620)의 도선은 상대적으로 작은 직경을 가지며 여러층으로 감긴다. 따라서, 상기 이차 권선 윈도우(520)는 플랜지(525)로 여러 감겨진 영역으로 분리시키어 두 인접 코일 층사이의 고 전압차로 인해 발생되는 아크 발생 결함을 막도록 할 필요가 있다.

그러나 인버터 회로용의 상기 언급한 종래 변압기에서는 일차 및 이차 코일이 같은 보빈상에 감긴다. 이같은 구조는 결국 상기의 문제를 일으키게 한다.

첫 번째로, 상기 종래의 변압기에서는 일차 권선 윈도우(510)가 제한된 권선 범위를 가지며, 일차 코일의 도선이 상대적으로 큰 직경을 가진다. 따라서, 상기 변압기가 보다 많은 권선 회선수를 갖는 일차 코일(610)을 가질 필요가 있다거나 추가의 일차 코일(610) 세트를 가질 필요가 있게되면, 상기 감겨진 코일의 두께는 심각하게 증가할 것이고 변압기의 얇은 종단면을 해하게 될 것이다.

또한, 상기 변압기에 의해 공급된 전원이 적어도 두 개의 형광 튜브가 단일의 변압기에 의해 구동되는 경우에서와 같이 증가하게되면 상기 일차 코일 부분에서 심각한 온도 상승이 일어나게되며, 이는 변압기를 과열시킬 수가 있다. 상기 일차 코일의 도선 직경을 증가시키게되면 상기 온도 문제는 경감시킬 수 있다. 그러나 두꺼운 도선을 사용하므로써, 코일의 두께가 증가하게 될 것이다. 결과적으로, 이같은 방법은 바람직하지 않게된다.

따라서 본 발명의 목적은 상기 두게문제를 해결하는 인버터 회로에서 사용되는 변압기를 개발하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 일차 코일에서의 온도 문제를 해결하는 인버터 회로에서 사용되는 변압기를 개발하는 것이다. 따라서 과열이 방지되며, 고압의 요구가 수용된다.

본 발명의 또다른 목적은 메인스(mains) 격리 요구에 부합하는 인버터 회로에서 사용되는 변압기를 개발하는 것이다. 본 발명에 따라, 고압 코일의 입력-저항 처리가 단순화되어지며, 선택된 다양한 코일 도선이 적용될 수 있어서 변압기 제조의 곤란함과 생산비가 경감되도록 한다.

본 발명은 ① 첫 번째 코어부와 두 번째 코어부를 가지는 코어 모듈, ② 첫 번째 코일부와 상기 첫 번째 코어부를 수용하기 위한 첫 번째 중공부를 가지는 첫번째 보빈(bobbin), ③ 상기 첫 번째 보빈과 나란히 배열된 두 번째 보빈, 상기 두 번째 보빈은 두 번째 코일부와 상기 두 번째 코어부를 수용하기 위한 두 번째 중공부를 가지며, ④ 상기 첫 번째 코일부 둘레에 감겨진 일차 코일, ⑤ 상기 두 번째 코일부 둘레에 감겨진 이차 코일로 이루어진 인버터 회로용 변압기를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 언급된 변압기에서, 코어 모듈은 두 U-자형 코어에 의해 구성된 U-U 구조, U-자형 코어와 I-자형 코어에 의해 구성된 U-I 구조, 두 L-자형 코어에 의해 구성된 L-L 구조, 두 E-자형 코어에 의해 구성된 E-E 구조, E-자형 코어와 I-자형 코어에 의해 구성된 E-I 구조, 또는 U-자형 코어와 T-자형 코어에 의해 구성된 U-T 구조일 수 있다.

또한 본 발명은, ① 첫 번째 U-자형 코어, ② 두 번째 U-자형 코어, ③ 첫 번째 U-자형 코어 일부와 두 번째 U-자형 코어의 일부를 삽입하기 위한 첫 번째 중공부를 가지는 첫 번째 보빈, ④ 상기 첫 번째 보빈에 나란히 배열된 두 번째 보빈, 상기 두 번째 보빈은 첫 번째 U-자형 코어의 일부와 두 번째 U-자형 코어의 일부를 삽입하기 위한 두 번째 중공부를 가지며, ⑤ 상기 첫 번째 보빈 둘레에 감긴 일차 코일, 그리고 ⑥ 상기 두 번째 보빈 둘레에 감긴 일차 코일로 이루어진 박판-타입 고전력 변압기를 제공하는 것이다.

본 발명의 변압기에서는, 상기 일차 코일이 독립된 첫 번째 보빈둘레에 감겨져서 상기 권선영역이 제한되지 않도록 한다. 따라서, 상기 일차 코일의 권선층들이 줄어들며 박막-타입 변압기가 달성된다.

또한, 본 발명의 변압기에서, 상기 일차 코일의 도선 직경은 상기 변압기의 두께를 크게 증가시키지 않고도 증가될 수 있다. 두께를 크게 증가시키지 않고도 증가될 수 있다. 따라서 상기 일차 코일 도선의 선택 다양성이 본 발명의 변압기에 적용될 수 있다.

또한, 본 발명의 변압기에서, 상기 일차 코일은 권선들을 쌓지않기 때문에 변압기가 상대적으로 낮은 온도를 유지할 수 있도록 하며 고압하에서도 사용될 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 변압기에서는 상기 일차 및 이차 코일이 서로 나란히 배열되며, 코일들사이에서 어떠한 접촉도 일어나지 않도록 하며 메인스(mains) 격리 요구에 부합하도록 한다.

또한, 본 발명의 변압기에서, 상기 일차 및 이차 코일이 상기 첫 번째 및 두 번재 보빈둘레에 각각 감기게되어 상기 감겨진 영역이 증가하고 변압기 길이는 줄어들 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 변압기는 비교적 간단한 공정으로 생산되며 생산비가 절감된다.

하기에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1a 는 인버터 회로용 종래 변압기의 분해 사시도.

도 1b 는 종래 변압기의 보빈둘레에 일차 및 이차 코일이 감겨져 있음을 도시한 단면도.

도 2a 는 본 발명에 따른 인버터 회로용 변압기 한 실시예를 도시한 분해 사시도.

도 2b 는 본 발명 변압기의 일차 코일을 도시한 단면도.

도 2c 는 본 발명 변압기의 이차 코일을 도시한 단면도.

도 3 은 코어 모듈의 컴비네이션 구조 실시예를 도시한 평면도.

도 4 는 코어 모듈의 컴비네이션 구조 다른 실시예를 도시한 평면도.

* 부호설명

100 ... 인버터 회로용의 변압기110 ... 첫 번째 보빈

112 ... 첫 번째 중공부115 ... 첫 번째 핀

120 ... 두 번째 보빈122 ... 두 번째 중공부

130 ... 코어 모듈130a ... 첫 번째 U-자형 코어

130b ... 두 번째 U-자형 코어C1 ... 첫 번째 코어부

C2 ... 두 번째 코어부150 ... 일차 코일

160 ... 이차 코일210 ... U-U 구조

220 ... U-L 구조230 ... U-I 구조

310 ... E-E 구조320 ... E-I 구조

330 ... U-T 구조

본 발명에 따른 인버터 회로용 변압기의 바람직한 실시예가 도 2a 내지 도 2c에서 도시된다. 도 2a에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인버터 회로용의 변압기(100)는 일차 코일의 권선을 위한 첫 번째 보빈(110), 이차 코일의 권선을위한 두 번째 보빈(120), 그리고 코어 모듈(130)을 가진다. 상기 첫 번째 보빈(110)과 두 번째 보빈(120)은 나란히 배열되며, 각각 첫 번째 중공무(112)와 두 번째 중공부(122)를 가진다. 이들 각각은 또한 상기 일차 및 이차 코일 권선을 위한 권선 윈도우를 제각기 갖는다. 이차 코일의 아크 결함을 막기위하여, 상기 이차 보빈(120)의 권선 윈도우는 다수의 플랜지에 의해 여러 권선 영역으로 나뉘어진다. 또한, 상기 코어 모듈(130)은 첫 번째 U-자형 코어(130a)와 두 번째 U-자형 코어(130b)를 가지며, 이들은 상기 첫 번째 보빈(110)과 두 번째 보빈(120)의 반대편 단부로부터 상기 첫 번째 중공부(112)와 두 번째 중공부(122)로 삽입되어 O-자형 폐쇄 자기 루프를 형성시키도록 한다. 이같은 경우, 상기 첫 번째 중공부(112)내에 수용된 첫 번째 U-자형 코어(130a)와 두 번째 U-자형 코어(130b)는 첫 번째 코어부(C1)라 하고, 상기 두 번째 중공부(122)내에 수용된 첫 번째 U-자형 코어(130a)와 두 번째 U-자형 코어(130b)는 두 번째 코어부(C2)라 하기로 한다.

상기 이차 및 이차 코일에 대한 설명은 도 2b 및 2c와 관련하여서 설명될 것이다.

도 2b에서 도시된 바와같이, 본 발명의 일차 코일(150)은 상기 첫 번째 보빈(110)둘레에 감겨진다. 첫 번째 핀(115)이 첫 번째 보빈(110)의 양 반대측에 제공되며, 상기 첫 번째 코어부(C1)가 상기 첫 번째 보빈(110)내로 삽입된다. 종래의 번압기와 비교하면, 상기 일차 코일(150)은 독립된 첫 번째 보빈(110)둘레에 감겨서, 상기 감겨진 영역이 종래 기술에서처럼 제한되지 않도록 한다. 따라서 상기 일차 코일의 두께가 줄어들며, 일차 코일 도선 직경이 변압기 두께를 크게 증가시키지 않으면서 증가될 수 있게 되는데, 이는 상기 일차 코일의 코일 도선 선택 다양성을 유발시키게 된다. 본 발명 변압기에서, 상기 일차 코일은 두 개의 층으로 감기는 것이 바람직하며 단일층으로 감기는 것이 가장 바람직하다. 상기 일차 코일은 권선들을 쌓지 않으며, 따라서 변압기는 상대적으로 낮은 온도를 유지할 수 있도록 하고, 고압하에서 사용될 수 있도록 한다.

또한, 도 2c에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 이차 코일(160)은 상기 두 번째 보빈(120)둘레에 감긴다. 두 번째 핀(125)은 상기 두 번째 보빈(120)의 반대측에 제공되며, 상기 두 번째 코어부(C2)가 상기 두 번째 보빈(120)내에 삽입된다. 상기 첫 번째 보빈(110)과 두 번째 보빈(120)은 나란하게 배열된다. 즉 상기 첫 번째 코어부(C1)와 두 번째 코어부(C2)가 나란하게 배열되며, 일차 코일(150)과 이차 코일(160)이 보빈(110)(120)둘레에서 감기어 나란하게 배열된다. 일차 코일과 이차 코일(150)(160)의 이같은 나란하 배열로 인해 코일 도선들사이에는 어떠한 접촉도 발생되지 않으며, 따라서 메인스(mains) 격리 요구를 달성하고 전압-저항 처치를 수행함이 간단해지도록 한다.

상기 설명된 구성에서, 일차 및 이차 코일(150)(160) 각각은 상기 첫 번째 보빈(110)과 두 번째 보빈(120) 둘레에서 제각기 감기어, 보빈들 모두가 폭이 넓은 감겨진 영역을 가져서 변압기의 전장(총 길이)이 상대적으로 줄어들 수 있도록 한다. 도 2a에서 도시된 바와 같이, 상기 첫 번째 보빈(110)은 플랜지를 갖지 않으며, 상기 두 번째 보빈(120)은 일정한 거리간격으로 플랜지를 가진다. 결과적으로, 종래 보빈에서 도시된 첫 번째 권선 윈도우와 두 번째 권선 윈도우의 일정치않은 영역들이 요구되지 않는다. 따라서 본 발명의 변압기는 간단한 공정으로 생산될 수 있으며, 생산비는 효율적으로 줄일 수 있게된다.

도 3에서 도시된 바와 같이, 도 2a 내지 2c에서 도시된 본 발명의 코어 모듈(130)은 두 U-자형 코어에 의해 구성되 U-U 구조(210)이다. 이같은 U-U 구조(210)에서, 조인트 위치(도 2b 및 2c의 코어 모듈(130)에서 점선으로 도시됨)는 가령 아교 또는 다른 접착 방법으로 연결될 수 있다. 그러나 첫 번째 코어부와 두 번째 코어부가 나란히 배열된 다양한 형태 또는 구조의 코어 모듈(130)이 본 발명에 적용될 수 있다. 가령, 두 개의 L-자형 코어에 의해 구성된 L-L 구조(220), U-자형 코어와 I-자형 코어에 의해 구성된 U-I 구조(230)(도 3에 도시됨), 또는 두 E-자형 코어에 의해 구성된 E-E 구조(310), E-자형 코어와 I-자형 코어에 의해 구성된 E-I 구조(320), 그리고 도 4에서 도시된 바와 같이 U-자형 코어와 T-자형 코어에 의해 구성된 U-T 구조(330)가 본 발명에서 제각기 적용될 수 있다. 나란하게 배열된 두 개의 코어부를 가지는 어떠한 다른 코어 모듈 구조도 허용될 수 있을 것이다.

본 발명은 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 한도에서 여러 가지 수정 및 변형된 구성으로 실시될 수 있기도 하다.

Claims (10)

1. 첫 번째 코어부와 두 번째 코어부를 가지는 코어 모듈,

   첫 번째 코일부와 상기 첫 번째 코어부를 수용하기 위한 첫 번째 중공부를 가지는 첫 번째 보빈(bobbin),

   상기 첫 번째 보빈과 나란히 배열된 두 번째 보빈, 상기 두 번째 보빈은 두 번째 코일부와 상기 두 번째 코어부를 수용하기 위한 두 번째 중공부를 가지며,

   상기 첫 번째 코일부 둘레에 감겨진 일차 코일,

   상기 두 번째 코일부 둘레에 감겨진 이차 코일로 이루어진 인버터 회로용 변압기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 코어 모듈이 두 개의 U-자형 코어로 구성됨을 특징으로 하는 인버터 회로용 변압기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 코어 모듈이 U-자형 코어와 I-자형 코어로 구성됨을 특징으로 하는 인버터 회로용 변압기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 코어 모듈이 두 개의 L-자형 코어로 구성됨을 특징으로 하는 인버터 회로용 변압기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 코어 모듈이 두 개의 E-자형 코어로 구성됨을 특징으로 하는 인버터 회로용 변압기.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 코어 모듈이 E-자형 코어와 I-자형 코어로 구성됨을 특징으로 하는 인버터 회로용 변압기.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 코어 모듈이 E-자형 코어와 T-자형 코어로 구성됨을 특징으로 하는 인버터 회로용 변압기.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 일차 코일이 최고 두 개의 층으로 감겨짐을 특징으로 하는 인버터 회로용 변압기.
9. 첫 번째 U-자형 코어,

   두 번째 U-자형 코어,

   첫 번째 U-자형 코어 일부와 두 번째 U-자형 코어의 일부를 삽입하기 위한 첫 번째 중공부를 가지는 첫 번째 보빈,

   상기 첫 번째 보빈에 나란히 배열된 두 번째 보빈, 상기 두 번째 보빈은 첫 번째 U-자형 코어의 일부와 두 번째 U-자형 코어의 일부를 삽입하기 위한 두 번째 중공부를 가지며,

   상기 첫 번째 보빈 둘레에 감긴 일차 코일, 그리고

   상기 두 번째 보빈 둘레에 감긴 일차 코일로 이루어진 방전 튜브를 구동시키기 위한 인버터에서 사용되는 박판-타입 고전력 변압기.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 일차 코일이 최고 두 개의 층으로 감겨짐을 특징으로 하는 박판-타입 고전력 변압기.