KR20090007062U - 낮은 프로파일 평면 변압기 - Google Patents

Abstract

낮은 프로파일 평면 변압기는 하나의 주체에 사각형 플레임이 포함되며 그상부와 하부에는 오목부가 있으며, 상부와 하부를 관통하는 하나의 제1 개구, 타단은 개방된 횡향 슬롯, 타단에는 플랜지가 있는 구조이다.

1차 권선의 편에는 상부와 하부를 관통하는 제2 개구가 포함되며, 1차 권선은 슬롯에 삽입하여 적용할 수 있으며 타단은 노출된 형식이며 제2 개구는 제1 개구와 정렬되며, 사각형 2차 권선은 오목부위에 적합하게 놓여지며, 두개의 U-형 절연 부재는 2차 권선의 전방부와 후방부 단부를 클램핑하게 적응하며, 1차 철심은 E형태이며, 1차 철심의 중앙부에 있는 리지(ridge)를 플레임의 제1 개구, 제2 개구, 권선 및 절연 부재 사이를 관통하여 편 형태로 된 2차 철심은 1차 철심과 한쌍을 형성한 형태이다.

평면 변압기, 권선, 철심, 플레임, 절연 부재

Description

낮은 프로파일 평면 변압기{LOW-PROFILE PLANAR TRANSFORMER}

본 고안은 평면 변압기에 관한 것이며 더욱 구체적으로 설명하면 기존의 평면 변압기 보다 낮은 프로파일을 가진 작은 평면 변압기에 관한 것이다.

종래 기술에 있어 평면 변압기는 잘 알려져 있다. 평면 변압기는 컴팩트한 사이즈, 고 효율, 양호한 열 소산(dissipation) 능력을 지닌 장점을 가지고 있다.

게다가, 평면 변압기를 위한 이전의 특허에서 다수의 제안이 있었다. 예컨대, 미국특허 제5,010,314호에는 낮은 프로파일 평면 변압기의 형태가 개시되어 있다.

일반적으로 작은 평면 변압기는 콤팩트한 전자 제품에 설치하여 (예를 들면,노트북 컴퓨터, MP3 플레이어, 혹은기타 유사한 것) 필요한 전원을 공급합니다. 그러나, 기존 형태의 평면 변압기는 안전한 크리페이지(creepage)를 고려하여, 철심(core)과 권선(winding) 사이에는 공간이 너무 많은 단점을 가진다. 그러므로 고안자는 기존의 평면 변압기가 여전히 부피가 크다고 생각한다.

이것은 전기 및 전자 장비의 크기가 축소되는 경향으로 이해된다. 그러므로, 평면 변압기의 크기에 있어 추가적인 축소가 바람직하다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 오늘날 전기 및 전자 장비의 크기가 축소되는 경향이 있으므로, 평면 변압기의 크기에 있어 추가적인 축소가 바람직하다.

그러므로 본 고안의 목적은 바로 낮은 프로파일을 지닌 작은 평면 변압기를 제공함으로써 1차 권선과 2차 권선 사이에 필요한 절연 공간 및 크리페이지 거리를 최적으로 증가시키기 위한 낮은 프로파일 평면 변압기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 고안은, 상부 및 하부 각각의 오목부, 상기 상부와 하부를 관통하는 중앙의 제 1개구, 일단부가 폐쇄되어 있고 타단부는 개방되어 있으며 상기 제1 개구와 연통하는 횡방향 슬롯, 및 상기 타단부 상의 플랜지를 구비한 사각형 플레임; 편 형태의 1차 권선으로서, 그 상부 및 그 하부면을 관통하는 중앙의 제2 개구를 포함하고, 상기 제2 개구는 상기 제1 개구와 상기 제2 개구가 정렬되도록 상기 1차 권선의 타단부가 노출되도록 상기 슬롯내로 삽입되는 1차 권선; 상기 오목 구조상에 놓이도록 적응된 사각형의 2차 권선; 상기 2차 권선의 전방단 및 후방단을 클램핑 하도록 적응된 U자 형태의 두개의 절연 부재; E자 형태의 제 1 철심; 및 상기 플레임, 상기 1차 권선, 상기 2차 권선 및 상기 절연 부재가 제1 철심과 제2 철심 사이에 위치하도록, 상기 제1 개구 및 상기 제2 개구 를 통해 상기 제1 철심의 중앙 지지부를 삽입함으로써 상기 제1 철심에 결합되는 편 형태의 제2 철심을 포함하는 평면 변압기를 제공한다.

본 고안에 따르면, 1차 권선과 2차 권선 사이에 필요한 절연 공간 및 크리페이지 거리를 최적으로 증가시킬 수 있는 낮은 프로파일을 지닌 작은 평면 변압기를 제공할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 평면 변압기(100)를 나타낸다. 상기 변압기(100)는 하기에 상세히 설명된 다음과 같은 부분으로 구성된다.

플레임(10)은 제1 철심(12)과 제2 철심(14)사이에 설치된다. 상기 플레임(10)은, 중공이고(hollow), 하나의 상부 면(101), 하나의 하부 면(102), 두개의 측면(103), 중앙에 사각형인 개구(104)가 상부 면(top surface,101)과 하부 면(bottom surface,102)을 관통하며, 상부 평(101)과 하부 평(102) 각각에는 두개의 오목구조(recessed structures,105)가 형성되고, 또한 횡향 슬롯(transverse slot,106)의 가까운 일측면(103)은 막힌 단부이며 타 측면(103)은 열려진 단부이며, 개구(104)와 연결되는 슬롯(106)을 가지는 사각형 본체(rectangular body, 부호화 안됨)로 구성된다.

1차 권선(16)은 사각형인 편(sheet) 형태이다. 1차 권선(16)은 인쇄 회로판(PCB) 형식이다. 상기 1차 권선(16)은 다음과 같은 부분으로 구성된다. 중앙에 있으며 상부 면과 하부 면을 관통(through)하는 하나의 사각형 개구(161) 및, 타단에 있는 하나의 돌기(162)로 구성된다. 개구(161)는 개구(104)의 사이즈와 일치한다. 상기 돌기(162)는 일련의 전도적인 연결로 실현되며(예를 들면, 에지 커넥터), 메이팅 소켓(mating socket, 도시 안됨)에 플러깅함으로써 전기적으로 연결된다.

2차 권선(18)은 사각형이며 두개의 공간이 있는 평면 편(sheet)으로 한측면이 서로 연결된 것으로 구성된다. 2차 권선(18)은 동 권선(copper winding) 혹은 PCB로 실현된다. 2차 권선(18)은 중앙에는 개구(부호화 안됨)와 한 측면에는 탭(부호화 안됨)을 가진다. 탭은 일련의 전도적인 연결을 실현하며 (예를들면, 에지 커넥터), 메이팅 소켓에 플러깅함으로써 전기적으로 연결된다.

하나의 플랜지(107)는 플레임(10)의 타측면(103)상에 형성된다. 1차 철심(12)과 2차 철심(14) 양쪽은 자기철 철심(ferromagnetic core)을 형성한다. 1차 철심(12)은 E-형태의 모양이다. 2차 철심(14)은 사각형 판이다. 두개의 절연 부재(19)는 U-형태의 모양으로 된 편(sheet)으로 형성된다.

본 고안의 조립방법은 다음과 같이 상세히 기술될 수 있다. 첫째, 1차 권선(16)을 슬롯(106)에 삽입하여 노출된 돌기(162)와 밀착시킨다. 둘째, 2차 권선(18)을, 플레임의 한측면(103)을 눌러, 상부와 하부에 있는 오목구조(105)에 천천히 삽입한다. 2차 권선(18)의 사이즈는 플레임과 일치하기 때문이다. 즉, 2차 권선(18)은 오목구조(105)에 클램프(clamps)된다. 셋째, 절연 부재(19)를 2차 권 선(18)의 전방부과 후방부에 밀어 넣으며, 절연 부재(19)의 만곡된 부분(bending portion)이 2차 권선 (18)의 전방부과 후방부의 말단에 합쳐지면서 걸릴때까지 밀어넣는다.

셋째, 2차 철심(14)을 절연 부재(19)위에 올려놓는다. 마지막으로, 1차 철심(12)의 돌기 중앙을 개구(104)와 개구(161)를 관통시켜, 자력의 힘으로 1차 철심(12)이 2차 철심(14)에 단단히 고정된다.

본 고안은 이하의 장점을 갖는다. 1차 권선(16)과 2차 권선(18)사이의 거리는 대폭으로 축소된다. 그러므로 변압기(100)의 물리학적인 사이즈가 획기적으로 감소될 수 있다. 플랜지(107)는 1차 권선(16)과 2차 권선(18) 사이에서 절연 작용을 하기 때문에, 그 사이의 절연할 수 있는 공간의 거리 증가하게 된다. 또한 플랜지(107)는 1차 권선(16) 과 1차 철심(12) 사이의 절연 공간 거리와 2차 권선(18) 과 2차 철심(14) 사이의 절연 공간의 거리를 각각 증가시킨다. 즉, 플랜지(107)는 1차 권선(16) 과 2차 권선(18) 사이 및, 1차 권선(16) 과 1차 철심(12) 사이 및, 2차 권선(18) 과 2차 철심(14) 사이의 크리페이지 거리를 각각 증가시킨다. 그 결과, 안전한 변압기(100)의 작업능력이 대폭적으로 증가된다.

1차 철심(12)과 2차 권선(18) 사이의 절연 및, 2차 철심(14) 과 2차 권선(18)사이의 절연은 제공된 절연 부재(19)에 의하여 효력을 발휘한다. 선택적으로는, 만약 절연이 2차 권선(18)에서 직접 형성되는 경우 절연 부재(19)는 제거될 수 있다. 2차 권선(18)은 복수의 라미네이트 층(laminated layer)으로 구성되며, 이러한 층의 수는 출력 전력, 전류 및/혹은 전압의 수요에 따라 다를수있다. 또한 1차 권 선(16)과 2차 권선(18)사이의 절연 공간의 거리는 외부 벽체의 증가 혹은 오목구조(105)의 깊이가 증가됨에 따라 더욱 증가된다.

본 고안을 전술한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 고안의 요지내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 자명하다.

본 고안의 상기 내용 및 기타의 목적, 본 고안의 특징과 장점을 이하의 첨부 도면과 결합하여 상세하게 설명하면 더욱 명료할 것이다.

도 1은 본 고안에 의한 평면 변압기의 바람직한 실시 예의 분해 조립도이다.

도 2는 조립된 평면 변압기의 투시도이다.

도 3은 도 2에 나타난 평면 변압기의 평면도이다.

Claims (8)

1. 상부 및 하부 각각의 오목부, 상기 상부와 하부를 관통하는 중앙의 제 1개구, 일단부가 폐쇄되어 있고 타단부는 개방되어 있으며 상기 제1 개구와 연통하는 횡방향 슬롯, 및 상기 타단부 상의 플랜지를 구비한 사각형 플레임;

   편 형태의 1차 권선으로서, 그 상부 및 그 하부면을 관통하는 중앙의 제2 개구를 포함하고, 상기 제2 개구는 상기 제1 개구와 상기 제2 개구가 정렬되도록 상기 1차 권선의 타단부가 노출되도록 상기 슬롯내로 삽입되는 1차 권선;

   상기 오목 구조상에 놓이도록 적응된 사각형의 2차 권선;

   상기 2차 권선의 전방단 및 후방단을 클램핑 하도록 적응된 U자 형태의 두개의 절연 부재;

   E자 형태의 제 1 철심; 및

   상기 플레임, 상기 1차 권선, 상기 2차 권선 및 상기 절연 부재가 제1 철심과 제2 철심 사이에 위치하도록, 상기 제1 개구 및 상기 제2 개구를 통해 상기 제1 철심의 중앙 지지부를 삽입함으로써 상기 제1 철심에 결합되는 편 형태의 제2 철심

   을 포함하는 평면 변압기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제1 철심 및 제2 철심 각각은 자기철 철심(ferromagnetic core) 재료 로 형성되는 것을 특징으로 하는 평면 변압기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 1차 권선은 인쇄 회로판(PCB)인 것은 특징으로 하는 평면 변압기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 2차 권선은 동 권선(copper winding) 이거나 혹은 PCB 인 것을 특징으로 하는 평면 변압기.
5. 상부 및 하부 각각의 오목부, 상기 상부와 하부를 관통하는 중앙의 제 1개구, 일단부가 폐쇄되어 있고 타단부는 개방되어 있으며 상기 제1 개구와 연통하는 횡방향 슬롯, 및 상기 타단부 상의 플랜지를 구비한 사각형 플레임;

   편 형태의 1차 권선으로서, 그 상부 및 그 하부면을 관통하는 중앙의 제2 개구를 포함하고, 상기 제2 개구는 상기 제1 개구와 상기 제2 개구가 정렬되도록 상기 1차 권선의 타단부가 노출되도록 상기 슬롯내로 삽입되는 1차 권선;

   2차 권선으로서, 그 상부 및 그 하부 각각에 2개의 절연 부재를 포함하고, 상기 요철 구조물에 놓이도록 적응된 사각형상의 2차 권선;

   E자 형태의 제 1 철심; 및

   상기 플레임, 상기 1차 권선, 및 상기 2차 권선이 제1 철심과 제2 철심 사이에 위치하도록, 상기 제1 개구 및 상기 제2 개구를 통해 상기 제1 철심의 중앙 지지부를 삽입함으로써 상기 제1 철심에 결합되는 편 형태의 제2 철심

   을 포함하는 평면 변압기.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 제1 철심 및 제2 철심 각각은 자기철 철심(ferromagnetic core) 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 평면 변압기.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 1차 권선은 인쇄 회로판(PCB)인 것은 특징으로 하는 평면 변압기.
8. 제 5항에 있어서,

   상기 2차 권선은 동 권선(copper winding) 이거나 혹은 PCB 인 것을 특징으로 하는 평면 변압기.

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