KR20050045751A - 적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머에 관한 것이다.
본 발명은 교류 전력을 공급받아 전자 유도 작용에 의해 다른 회로에 전력을 공급하는 트랜스포머에 있어서, 중공부를 갖는 코어부; 및 상기 코어부에 상호 전기적으로 절연된 일차권선 및 이차 권선이 감겨지되, 상기 일차권선 및 상기 이차 권선은 각각 금속판이 간극을 이루면서 적층되고 일측단이 결합된 적층 금속판이고, 상기 일차권선 및 상기 이차권선의 타측단이 서로 삽입되어 결합하되, 상기 일차권선의 금속판이 상기 이차권선의 상기 간극 사이에 교대로 삽입되는 형대로 결합되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머를 제공한다.
본 발명에 따르면, 고주파 대용량의 트랜스포머에서 발생하는 도통 손실을 크게 줄여 변압 효율을 향상시킬 수 있고, 권선에서 발생하는 열의 발열량을 크게 줄이고, 열의 방출까지도 효과적으로 수행할 수 있게 된다.

Description

적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머{Transformer Having Multi-Layered Winding Structure}
본 발명은 트랜스포머(Transformer)에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 트랜스포머의 권선 구조를 적층형으로 구성하여 고주파에서 특히 문제가 되는 코어 손실 및 도통 손실을 줄여 고효율을 갖는 적층형 트랜스포머에 관한 것이다.
일반적으로 트랜스포머는 하나의 회로에서 교류 전력을 공급받아 전자 유도 작용에 의해 다른 회로에 전력을 공급하는 장치로서, 변압기(變壓機) 또는 변성기(變成機)라고도 불려진다. 트랜스포머에서 전압은 1차 코일 및 2차 코일에 감겨지는 권선(Winding)비에 비례하고, 전류는 권선비에 반비례한다(V1 : V2 = N1 : N2 = 1/I1 : 1/I2). 이상적인 트랜스포머의 경우에는 입력 전력과 출력 전력이 동일한 100 %의 에너지 변환 효율이 가능하지만, 실제적으로는 변압기에서 다양한 손실이 발생하여 변환 효율의 저하가 발생한다.
트랜스포머에서 발생하는 손실에는 크게 코어 손실(Core Loss)과 도통 손실(Conduction Loss)이 있다. 트랜스포머의 권선수는 인가되는 전압에 비례하고 사용하는 코어의 단면적에 반비례한다. 코어에 적절한 권선수를 감아도 코어 내의 자속밀도의 변화량과 주파수의 지수함수에 비례하는 코어 손실이 발생한다. 일반적으로 코어 손실은 사용하는 코어의 종류, 크기 등을 적절하게 선정하고 코어 손실과 도통 손실이 적절하게 균형을 이루도록 설계하는 방법으로 줄일 수 있다.
한편, 트랜스포머에 사용되는 권선은 대용량의 트랜스포머의 경우 무게 때문에 알루미늄을 사용하는 일부 경우를 제외하고는 동(Copper)이 주류를 이룬다. 따라서, 트랜스포머에 전압이 인가되어 동을 따라 전류가 흐르면서 I2R에 해당하는 양의 전력 손실인 도통 손실 또는 동손이 발생하게 된다.
또한, 고주파의 경우 트랜스포머의 권선에서는 표피 효과(Skin Effect)와 근접 효과(Proximity Effect)로 인해 권선의 저항치가 기하급수적으로 증가하여 도통 손실이 크게 증가하여 트랜스포머의 변환 효율이 크게 떨어지는 단점이 있다. 여기서, 표피 효과란 도체에 고주파 전류가 흐르는 경우 도체의 표면으로 전류가 편향되는 현상이다. 또한, 근접 효과란 두 개의 평형으로 위치한 도체에 고주파 전류가 흐르는 경우 고주파 전류가 다른 도체와 가까운 부분에 보다 집중적으로 흐르는 현상이다. 따라서, 고주파에 있어서 표피 효과로 인해 도체의 표면으로 집중된 전류는 근접 효과로 인해 도체의 한쪽 표면으로만 편중된다.
도 1a 및 도 1b는 종래 단층형 1턴 트랜스포머 및 단층형 복수 턴 트랜스포머의 평면도 및 단면도이다.
도 1a 및 도 1b에서 좌측 도면이 평면도이고, 우측 도면이 절단선(140)을 기준으로 절단한 경우의 단면도이다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 단층형 트랜스포머는 전압의 입력 및 출력 단자를 편의상 생략한 일차권선(110, 110') 및 이차권선(120, 120')이 코어(130, 130')를 일회 감는(1턴) 형태 및 복수 회 감는(10 턴) 형태의 트랜스포머이다. 도 1b의 복수 턴 트랜스포머는 도 1a의 1턴 트랜스포머와 권선의 턴 수만 상이할 뿐 기능은 거의 유사하다.
도 1a 및 도 1b의 단면도를 보면 알 수 있듯이, 충분히 굵은 도체를 권선으로 이용하는 경우에도 앞에서 설명한 표피 효과 및 근접 효과에 의해 일차권선(110') 및 이차권선(120')을 흐르는 전류는 서로 마주보고 있는 면으로만 전류가 흐르게 되어 트랜스포머의 변환 효율이 떨어지는데, 이러한 문제는 고주파에서 더욱 심각하게 작용한다.
예컨대, 두께 10 mm의 동판으로 권선을 했다고 하더라도 주파수 20 KHz에서 동판의 표피 두께(Skin Depth)는 상온에서 약 0.5 mm 정도밖에 되지 않는다. 따라서, 트랜스포머의 일차권선 또는 이차권선에서 전류가 실제로 흐르는 동판의 단면적은 전체 단면적의 5 % 밖에 되지 않고, 나머지 95 %에 해당하는 동판은 도체로서의 기능을 상실한 채 부수적인 효과로서 냉각 이외에는 거의 기능하지 않는다. 여기서, 표피 두께란 모든 전류가 동일한 손실을 갖고 흘러야 하는 도체(도선)에서 등가의 전류 관통 깊이(Current Penetration Depth)를 말한다. 표피 두께는 오직 주파수 및 도선의 특성과 함수 관계를 갖는데, 주파수의 제곱근에 반비례하는 특징을 갖는다.
도 1a 및 도 1b에서 설명한 단층형 트랜스포머에서의 낮은 변환 효율을 개선하기 위하여 제안된 구조가 적층형 트랜스포머이다.
도 2는 종래 적층형 트랜스포머의 단면도이다.
도 2에 도시되고 있는 적층형 트랜스포머는 도 1b에서 설명한 복수 턴 단층형 트랜스포머의 단면도를 시계 반대 방향으로 90°회전시켜 다층으로 구성한 적층형 트랜스포머의 단면도이다. 즉, 적층형 트랜스포머는 단층형 트랜스포머를 다층으로 쌓아 올린 것이다. 도 2의 적층형 트랜스포머 역시 각 권선(210, 220)의 입력 및 출력 단자를 편의상 생략하였다. 도 2의 적층형 트랜스포머와 같이 일차권선(210)과 이차권선(220)을 순차적으로 적층하면 일차권선(210)과 이차권선(220)이 마주보는 동판의 면적이 도 1a 및 도 1b에서 설명한 단층형 트랜스포머에 비해 두 배가 되므로 전류가 실제적으로 흐르는 동판의 면적 역시 두 배가 된다. 즉, 도 2의 적층형 트랜스포머는 도 1에서 설명한 단층형 트랜스포머에 비해 두 배의 변환 효율이 가능하게 된다. 도 2의 적층형 트랜스포머에 사용되는 권선 방법을 샌드위치(Sandwich) 권선 방식이라고 한다. 이러한 샌드위치 권선 방식은 대다수의 트랜스포머 제작사들이 채택하여 널리 이용되고 있는 권선 방식이다.
하지만, 현재 널리 이용되고 있는 샌드위치 권선 방식도 고주파 트랜스포머의 경우에는 변압기에서 발생하는 손실이 크다는 단점이 있다. 고주파 대용량 트랜스포머의 경우에 대형 코어를 사용하므로 10 턴 미만의 턴 수로도 수천 볼트의 전압 인가가 가능하게 된다. 따라서, 턴 수에 비례하는 트랜스포머의 변환 효율을 고려해 보면 고주파 대용량 트랜스포머의 경우 변환 효율이 떨어지는 문제점을 여전히 갖게 된다.
예컨대, 1,000 V, 1,000 A 입력의 1,000 KW 트랜스포머의 경우 20 KHz의 주파수에서 10 턴으로 설계되었다고 하면, 1 개의 동파이프 양면으로 1,000 A를 공급해 주어야 하는데, 이 경우 트랜스포머의 적절한 변환 효율을 위한 동파이프의 폭은 매우 커지게 되어 동파이프의 제작이 거의 불가능한 수준이 된다. 특히, 표피 두께가 주파수의 제곱근에 반비례하기 때문에 주파수가 높아질수록 변환 효율이 낮아지고, 적절한 변환 효율을 유지하기 위해서는 동파이프의 폭이 매우 커지게 되는 등의 중대한 문제점이 발생하게 된다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 트랜스포머의 권선 구조를 적층형으로 구성하여 고주파에서 특히 문제가 되는 코어 손실 및 도통 손실을 줄여 고효율을 갖는 적층형 트랜스포머를 제시하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여 본 발명은 교류 전력을 공급받아 전자 유도 작용에 의해 다른 회로에 전력을 공급하는 트랜스포머에 있어서, 중공부를 갖는 코어부; 및 상기 코어부에 상호 전기적으로 절연된 일차권선 및 이차 권선이 감겨지되, 상기 일차권선 및 상기 이차 권선은 각각 금속판이 간극을 이루면서 적층되고 일측단이 결합된 적층 금속판이고, 상기 일차권선 및 상기 이차권선의 타측단이 서로 삽입되어 결합하되, 상기 일차권선의 금속판이 상기 이차권선의 상기 간극 사이에 교대로 삽입되는 형대로 결합되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머의 조립 전 상태의 코어의 평면도 및 권선의 측면도이다.
도 3에서 상단의 도면이 코어의 평면도이고, 하단의 도면이 권선의 측면도이다. 도 3에서 일차측 코어(310)와 이차측 코어(330)는 각각 직사각형 모양의 중공부(311, 331)를 갖되 일측이 개구되어 있는 직사각형 모양으로서, 각각 동일한 크기와 형상을 갖는다. 그리고, 일차권선(320)은 제 1 레이어(Layer)(321), 제 2 레이어(322), 제 3 레이어(323) 및 제 4 레이어(324)의 총 4 개의 레이어를 갖는 적층형 구조를 갖는다. 각각의 레이어(321~324)는 동일한 두께를 갖는 납작한 판 형상으로 각각 일정한 간격으로 이격되어 있다. 각각의 레이어(321~324)는 입력 단자부에서 분기되는 형태를 갖는다.
이차권선(340) 역시 일차권선(320)과 유사한 형상을 갖되, 일차권선(320)과 서로 끼워질 수 있는 구조로서, 일차권선(320)의 상면과 하면을 뒤집어 놓은 구조를 갖는다. 이차권선(340)의 제 1 레이어 내지 제 4 레이어(341 내지 344)간의 이격 거리는 일차권선(320)에서의 각 레이어(321~324)간의 이격 거리와 동일하다. 또한, 이차권선(340)의 각 레이어(341~344)는 출력 단자부(345)에서 분기되는 형태를 갖는다.
한편, 도 3에 표기되어 있는 화살표는 1차측 코어(310)와 2차측 코어(330)의 결합 방향 및 각각의 코어(310, 330)에 감겨지는 일차권선(320) 및 이차권선(340)의 결합 방향을 나타낸다. 도 3에서 1차측 코어(310)와 2차측 코어(330)는 1차측 내주면(312)과 2차측 내주면(332)이 마주보는 상태에서 결합된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 일차권선(320) 및 이차권선(340)의 재질로는 구리, 알루미늄 등이 가능할 것이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머의 조립 상태에서의 코어의 평면도 및 권선의 측면도이다.
도 4에서 상단의 도면이 조립 상태에서의 코어의 평면도이고, 하단의 도면이 조립 상태에서의 권선의 측면도이다. 도 4의 조립 상태도는 도 3에서 설명한 1차측 코어(310) 및 2차측 코어(330) 각각의 중공부(311, 331)가 포개어지는 정도까지 1차측 코어(310) 및 2차측 코어(330)가 마주보는 직선 방향으로 이동한 경우이다.
각각의 코일(310, 330)에 감겨지는 일차권선(320) 및 이차권선(340) 역시 각각의 레이어가 서로 마주보도록 결합된다. 따라서, 도 3의 조립 이전의 상태에서 이차권선(340)은 1차측 코일(310)에 감겨 있는 일차권선(320)과 끼워질 수 있는 지점에서 2차측 코일(330)에 감겨져야 한다. 또한, 일차권선(320)과 이차권선(340)이 결합하는 경우 일차권선(320)의 각각의 레이어(321~324)와 이차권선(340)의 각각의 레이어(341~344) 사이의 간극이 교대로 삽입되는 형태로 결합된다.
도 4에 도시된 권선의 측면도와 같이 권선이 적층형 구조를 갖게 되면 권선에서 전류가 실제적으로 흐르는 단면적이 층수에 비례하여 증가하게 되므로 트랜스포머의 변환 효율 역시 증가하게 된다.
보다 상세하게 설명하면, 도 2에서 설명한 적층형 트랜스포머의 경우에는 일회의 턴마다 각 권선의 두 면에서만 전류가 흐른다. 물론, 일회의 턴은 일차권선(210) 및 이차권선(220) 모두에 해당되므로 두 권선(210, 220)을 합하게 되면 일회의 턴마다 권선의 4 면에서 전류가 흐르게 된다.
반면, 도 4에 도시된 적층형 권선 구조에서는 일회의 턴마다 일차권선(320) 및 이차권선(340)이 4층으로 구성되어 있으므로 각 레이어 당 두 면에 전류가 흐르는 점을 고려하면, 일차권선(320) 및 이차권선(340) 각각마다 8 면에서 전류가 흐르게 된다. 따라서, 두 권선(320, 340)을 합하게 되면 일회의 턴마다 권선의 16 면에서 전류가 흐르게 된다. 따라서, 도 2에서 전술한 단층형 트랜스포머를 순차적으로 쌓아 올린 적층형 트랜스포머에서 4 면에 전류가 흐르는 것에 비해 일회의 턴만으로도 네 배의 변압 효율이 향상되는 효과를 갖게 된다. 이는 다시 말해, 도 2에서 전술한 4층형 트랜스포머와 본 발명의 실시예에 따른 4층 권선 구조 트랜스포머가 동일한 높이를 갖는 경우 도통 손실이 1/4로 줄어드는 것과 마찬가지의 효과를 갖는 것이다.
한편, 도 4에서는 권선 1턴 당 4층을 갖는 트랜스포머에 대해서 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 기술 사상에 따른 적층형 권선 구조에서 권선 1턴 당 층수는 2층 또는 3층이 될 수도 있고, 4층 이상이 될 수도 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 적층형 권선 구조 트랜스포머에서 권선 1턴 당 적층수의 결정은 이용하는 교류 주파수의 대역폭에 따른 표피 두께와 목표 변압 효율에 따라 이루어질 수 있다. 예컨대, 트랜스포머에서 이용하는 교류 주파수가 고주파일수록 즉, 표피 두께가 얇아질수록 목표 변압 효율이 높을수록 권선 1턴 당 적층수도 증가하는 것이 바람직할 것이다.
한편, 도 4에는 도시되어 있지 않지만 일차권선(320) 및 이차권선(340)이 결합된 상태에서 각 권선의 마주보는 각각의 레이어 사이의 간극은 소정의 절연성 물질로 절연된다. 또한, 일차권선(320) 및 이차권선(340)의 각 레이어의 두께는 결합되는 이차권선(340) 및 일차권선(320)의 간극의 두께보다 작다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 4턴 적층형 권선 구조 트랜스포머이다.
도 5에 도시된 4턴 적층형 권선 구조 트랜스포머는 4층형 권선을 코어(510)에 네 번 감은 트랜스포머이다. 각각의 권선(521~524)은 일정한 간격으로 이격되어 코일(510)에 감겨진다. 본 발명의 실시예에 따른 적층형 권선 구조 트랜스포머에서 권선의 턴 수는 목표로 하는 변압 효율 및 코어(510)의 높이에 따라 적절하게 설정될 것이다. 즉, 목표 변압 효율을 높게 하기 위해서는 권선의 턴 수를 증가시켜야 하지만, 권선의 턴 수 증가는 코어(510)의 높이가 고려되는 범위에서 이루어져야 할 것이다.
한편, 도 5와 같은 다수 턴 적층형 권선 구조 트랜스포머에서 각 권선(521~524)의 연결은 권선 외부에서 이루어질 수 있다. 각 권선(521~524)의 연결 방법으로는 일차측 및 이차측별로 모든 권선을 직렬로 연결하거나 병렬로 연결하는 것이 가능하다. 예를 들어 도 5에 도시된 것처럼 일차측 권선을 모두 직렬로 연결하고, 이차측 권선을 모두 병렬로 연결하면 변압기의 이론상 4:1의 권선비를 갖는 고효율의 트랜스포머가 된다.
한편, 대용량 트랜스포머의 경우에는 권선에서 발생하는 열이 크게 증가하게 되므로 열을 방출하는 방열 문제가 중요하다. 따라서, 본 발명의 실시예처럼 적층형 권선 구조 트랜스포머를 이용하게 되면 종래 적층형 트랜스포머에 비해 동일한 변압 효율 하에서도 감겨지는 권선의 턴 수가 줄어들게 되므로 권선의 발열량 자체가 구조적으로 줄어드는 효과가 발생한다.
물론, 보다 정교한 방열 작업이 필요한 경우에는 각 권선(521~524)의 시작 지점과 끝 지점을 잇는 냉각 수로를 각 권선(521~524)의 레이어 표면을 따라 형성시켜 냉각수를 흘려주면 방열 효과를 높일 수 있을 것이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따라 각 권선(521~524)을 연결하는 공정 및 각 권선(521~524)에 냉각 수로를 형성하는 공정은 종래 트랜스포머나 수냉식 트랜스포머에서 널리 사용되는 공정으로서 통상의 당업자에게 공지된 내용이므로 상세한 설명은 생략한다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
앞에서 설명하였듯이, 종래 적층형 트랜스포머는 주파수가 고주파인 경우나 대용량이 되는 경우에는 도통 손실 등이 매우 커지게 되어 변압 효율이 크게 낮아지는 등의 문제점이 있었지만, 본 발명에 의하면 권선 구조 자체를 적층형으로 설계함으로써 도통 손실을 크게 줄여 변압 효율을 높일 수 있다는 장점이 있다.
또한, 종래 대용량 트랜스포머의 경우 권선으로 사용되는 동파이프의 폭이 매우 커지게 되어 실제 제작이 불가능한 경우도 발생하지만, 본 발명에 따른 적층형 권선 구조 트랜스포머는 동일한 변압 효율하에서 종래 대용량 트랜스포머에 비해 권선의 턴 수가 감소하므로 권선의 방열량이 크게 줄어드는 효과가 발생한다.
도 1a 및 도 1b는 종래 단층형 1턴 트랜스포머 및 단층형 복수 턴 트랜스포머의 평면도 및 단면도,
도 2는 종래 적층형 트랜스포머의 단면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머의 조립 전 상태의 코어의 평면도 및 권선의 측면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머의 조립 상태에서의 코어의 평면도 및 권선의 측면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 4턴 적층형 권선 구조 트랜스포머이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110, 110', 210, 320 : 일차권선 120, 120', 220, 340 : 이차권선
130, 130', 230, 510 : 코어 140 : 절단선
310 : 일차측 코어 311, 331 : 중공부
312, 332 : 내주면 321 ~ 324, 341 ~ 344 : 레이어
325 : 입력 단자부 330 : 이차측 코어
345 : 출력 단자부 521 ~ 524 : 권선

Claims (12)

  1. 교류 전력을 공급받아 전자 유도 작용에 의해 다른 회로에 전력을 공급하는 트랜스포머(Transformer)에 있어서,
    중공부를 갖는 코어(Core)부; 및
    상기 코어부에 상호 전기적으로 절연된 일차권선 및 이차 권선이 감겨지되, 상기 일차권선 및 상기 이차 권선은 각각 금속판이 간극을 이루면서 적층되고 일측단이 결합된 적층 금속판이고, 상기 일차권선 및 상기 이차권선의 타측단이 서로 삽입되어 결합하되, 상기 일차권선의 금속판이 상기 이차권선의 상기 간극 사이에 교대로 삽입되는 형대로 결합되는 것을 특징으로 하는
    것을 특징으로 하는 적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각각의 상기 금속판는 일정한 두께와 높이를 갖는 납작한 직육면체 모양인 것을 특징으로 하는 적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 일차권선 및 상기 이차권선은 동일한 개수의 상기 금속판를 갖고, 상기 일차권선 및 상기 이차권선의 형상은 거울 대칭(Mirror Symmetric)인 것을 특징으로 하는 적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 금속판의 개수는 두 개 이상이되, 상기 트랜스포머에 이용되는 주파수 대역폭(Frequency Depth) 및/또는 목표 변압 효율에 따라 상기 금속판의 개수가 결정되는 것을 특징으로 하는 적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 금속판의 개수는 상기 주파수 대역폭이 높은 고주파일수록 상기 목표 변압 효율이 높을수록 증가하는 것을 특징으로 하는 적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 코어부에는 상기 일차권선 및 상기 이차권선의 턴 횟수가 일 회 이상인 것을 특징으로 하는 적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 일차권선 및 상기 이차권선이 서로 끼워져 이루어지는 권선의 각 턴 사이는 일정 간격으로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 턴 횟수는 목표 변압 효율 및 상기 코어부의 높이에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머.
  9. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 턴 횟수가 이 회 이상인 경우 하나 이상의 일차권선들은 상기 입력 단자부를 연결하는 전선에 의해 직렬로 연결되고, 하나 이상의 이차권선들은 상기 출력 단자부를 연결하는 전선에 의해 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머.
  10. 제 9 항에 있어서,
    각각의 상기 일차권선 및 각각의 상기 이차권선에는 발생되는 열을 방출하기 위한 냉각수가 흐르는 냉각수로가 각각의 상기 일차권선 및 각각의 상기 이차권선의 각 금속판에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 간극의 두께는 상기 금속판의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 일차권선의 상기 금속판과 상기 이차권선의 상기 금속판은 전기적으로 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 적층형 권선 구조를 갖는 트랜스포머.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200445897Y1 (ko) * 2006-12-19 2009-09-10 삼정전기공업 주식회사 고효율 변압기
US8884698B2 (en) 2011-06-17 2014-11-11 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Transformer and CMOS power amplifier including the same
WO2020252251A1 (en) * 2019-06-14 2020-12-17 Murata Manufacturing Co., Ltd. Stacked matrix transformer

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000294424A (ja) 1999-04-07 2000-10-20 Tokin Corp トランス
JP2001006941A (ja) 1999-06-18 2001-01-12 Fujitsu General Ltd 高周波トランスおよびインピーダンス変換器
JP2002271028A (ja) 2001-03-13 2002-09-20 Denso Corp コイル内蔵多層基板及びその製造方法並びに積層コイルの製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200445897Y1 (ko) * 2006-12-19 2009-09-10 삼정전기공업 주식회사 고효율 변압기
US8884698B2 (en) 2011-06-17 2014-11-11 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Transformer and CMOS power amplifier including the same
WO2020252251A1 (en) * 2019-06-14 2020-12-17 Murata Manufacturing Co., Ltd. Stacked matrix transformer

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