KR20050048799A - 주전원-보조 전원 일체형 압전 변압기의 전극 구조 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 압전 변압기의 2차측 전극 외곽에 보조 전극을 구현시킴으로서, 하나의 압전 변압기에서 주전원에 해당하는 전압 이득과 보조 전원에 해당하는 전압 이득을 모두 만들 수 있도록 하는 주전원-보조 전원 일체형 압전 변압기의 전극 구조에 관한 것으로, 압전 변압기의 2차측 전극 외곽에 보조 전원 생성에 필요한 보조 전극을 구현시켜 하나의 압전 변압기에서 주전원에 대한 전압 이득과 보조 전원에 대한 전압 이득을 모두 만들 수 있게 하되, 상기 보조 전극을 상기 2차측 전극의 어느 한 외곽 모서리 부분에 구현시키거나, 상기 보조 전극이 상기 2차측 전극의 외곽을 둘러싸도록 구현시키는 것이 바람직하다.
Description
본 발명은 주전원-보조 전원 일체형 압전 변압기의 전극 구조에 관한 것으로서, 특히 하나의 압전 변압기에서 주 전원에 해당하는 전압 이득과 보조 전원에 해당하는 전압 이득을 모두 만들 수 있도록 하는 주전원-보조 전원 일체형 압전 변압기의 전극 구조에 관한 것이다.
일반적으로 압전 변압기(Piezoelectric Transformer)는 자기 코아를 사용하는 변압기에 비해 두께와 부피가 작다는 이점을 가지고 있다.
전술한 바와 같은 압전 변압기의 특성에 따라, 압전 변압기를 이용한 승압형 컨버터는 노트북 LCD(Liquid Crystal Display) 백라이트 용 등에 널리 사용되고 있으며, 최근에는 강압형 컨버터에도 채택이 시도되고 있는 상황이다.
전술한 바와 같은, 고성능의 AC-DC 컨버터에는 변압기 제어를 위한 제어 회로가 필요하게 되어, 출력 전원도 주 목적에 맞는 주 전원과 제어 회로를 위한 보조 전원이 필요하게 된다.
그러나, 자기 코아를 사용하는 변압기는 코일을 이주으로 감아서 출력을 만들고 있지만, 압전 변압기는 구동 메카니즘상 보조 전원을 사양에 맞춰서 만들어 내는 것이 힘든 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 압전 변압기의 2차측 전극 외곽에 보조 전극을 구현시킴으로서, 하나의 압전 변압기에서 주전원에 해당하는 전압 이득과 보조 전원에 해당하는 전압 이득을 모두 만들 수 있도록 하는 주전원-보조 전원 일체형 압전 변압기의 전극 구조를 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 주전원-보조 전원 일체형 압전 변압기의 전극 구조는, 압전 변압기의 2차측 전극 외곽에 보조 전원 생성에 필요한 보조 전극을 구현시켜 하나의 압전 변압기에서 주전원에 대한 전압 이득과 보조 전원에 대한 전압 이득을 모두 만들 수 있게 하되, 상기 보조 전극을 상기 2차측 전극의 어느 한 외곽 모서리 부분에 구현시키거나, 상기 보조 전극이 상기 2차측 전극의 외곽을 둘러싸도록 구현시키는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주전원-보조 전원 일체형 압전 변압기의 전극 구조에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주전원-보조 전원 일체형 압전 변압기의 전극 구조를 보인 도로, 외곽 진동형 압전 변압기의 구동 특성상 응력이 집중되어 있는 곳, 예를 들어, 2차측 전극의 어느 한 외곽 모서리 부분에 보조 전극을 구현시킴으로써, 1차측 전극 면적을 적게 감소시키고, 보조 전원의 전력을 극대화한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주전원-보조 전원 일체형 압전 변압기의 전극 구조를 대상으로 측정한 주전원에서의 전압 이득 그래프로, 본 발명의 일 실시예에 따른 주전원-보조 전원 일체형 압전 변압기의 전극 구조를 대상으로 보조 전원을 동작시키면서 주전원의 전압 이득을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2의 그래프를 살펴보면, 우측 슬로프에 작은 봉우리가 또 하나 생긴 것을 알 수 있게 되는 데, 우측 슬로프를 사용해서 제어를 수행하는 압전 변압기의 특성을 감안했을 때, 우측 슬로프에 생긴 작은 봉우리는 압전 변압기의 사용 영역을 줄이는 역할을 하게 된다.
그러나, 전술한 바와 같은 문제점은 압전 변압기의 앞단 회로 캘리브레이션을 통해서 좌측 슬로프를 사용하게 함으로써, 해결할 수 있게 된다.
그리고, 넓은 사용 영역이 굳이 필요없을 경우에도 사용이 가능하게 된다.
한편, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주전원-보조 전원 일체형 압전 변압기의 전극 구조에서 전극의 두께를 5㎜로 증가시켰을 때의 진동 모드 분석도로서, 전극의 두께를 증가시켜서 보조 전원용 전극 쪽의 기계 진동 상태를 파악해보면, 진동 모드가 원래의 목적에 의한 진동 모드와 틀린 모드가 보조 전극이 위치한 곳에서 두께 방향으로 발생하는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 도 2에서 우측 슬로프에 발생한 봉우리도 전술한 바와 같이 원하지 않는 진동에 의한 것이라는 것을 유추할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주전원-보조 전원 일체형 압전 변압기의 전극 구조를 보인 도로, 2차측 전극의 외곽을 둘러싸도록 보조 전극을 구현시킨다.
전술한 바와 같이, 보조 전극을 2차측 전극의 외곽을 둘러싸도록 구현시키게 되면, 주전원의 전압 이득 그래프에서 비정상적인 봉우리가 발생되지 않게 된다.
그리고, 전극의 두께를 증가시켜도 목적하는 진동 외의 진동 모드는 발생하지 않게 되며, 압전 변압기의 사용 영역도 넓게 사용할 수 있게 된다.
본 발명의 주전원-보조 전원 일체형 압전 변압기의 전극 구조는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 주전원-보조 전원 일체형 압전 변압기의 전극 구조에 따르면, 압전 변압기의 2차측 전극 외곽에 보조 전극을 구현시킴으로서, 하나의 압전 변압기에서 주전원에 해당하는 전압 이득과 보조 전원에 해당하는 전압 이득을 모두 만들 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주전원-보조 전원 일체형 압전 변압기의 전극 구조를 보인 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주전원-보조 전원 일체형 압전 변압기의 전극 구조를 대상으로 측정한 주전원에서의 전압 이득 그래프.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주전원-보조 전원 일체형 압전 변압기의 전극 구조를 보인 도면.
Claims (3)
- 압전 변압기의 2차측 전극 외곽에 보조 전원 생성에 필요한 보조 전극을 구현시켜 하나의 압전 변압기에서 주전원에 대한 전압 이득과 보조 전원에 대한 전압 이득을 모두 만들 수 있게 하는 주전원-보조 전원 일체형 압전 변압기의 전극 구조.
- 제 1항에 있어서, 상기 보조 전극을 상기 2차측 전극의 어느 한 외곽 모서리 부분에 구현시키는 것을 특징으로 하는 주전원-보조 전원 일체형 압전 변압기의 전극 구조.
- 제 1항에 있어서, 상기 보조 전극이 상기 2차측 전극의 외곽을 둘러싸도록 구현시키는 것을 특징으로 하는 주전원-보조 전원 일체형 압전 변압기의 전극 구조.
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