KR20090128260A - Power supply using integrated transformer - Google Patents

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KR20090128260A
KR20090128260A KR1020080054335A KR20080054335A KR20090128260A KR 20090128260 A KR20090128260 A KR 20090128260A KR 1020080054335 A KR1020080054335 A KR 1020080054335A KR 20080054335 A KR20080054335 A KR 20080054335A KR 20090128260 A KR20090128260 A KR 20090128260A
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원재선
신휘범
이형란
김종선
오동성
허태원
김돈식
김학용
김동중
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삼성전기주식회사
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    • H01F27/34Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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Abstract

PURPOSE: A power supply unit is provided to suppress thermal unbalance by winding an inductor winding to an outer leg after winding a primary winding and a secondary winding to a center leg. CONSTITUTION: A switching part(200) converts an input DC power into an AC power. A transforming part(300) converts a voltage level of the AC power from the switching part according to a turns ratio, and includes an integrated transformer. The integrated transformer includes a core and a coil group. The core has a first outer leg, a second outer leg, and a center leg. The coil group has a primary winding, a secondary winding, and an inductor winding. The primary winding and the secondary winding are wound to the center leg. The inductor winding is wound to one of the first outer leg and the second outer leg. A rectifying part(400) rectifies the AC power from the transforming part into a DC power. A control part(500) controls a switching duty of the switching part according to a voltage level of the DC power from the rectifying part.

Description

집적화된 트랜스포머를 이용한 전원 장치{POWER SUPPLY USING INTEGRATED TRANSFORMER}Power supply using integrated transformers {POWER SUPPLY USING INTEGRATED TRANSFORMER}

본 발명은 집적화된 트랜스포머를 이용한 전원 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 전력 변환용 트랜스포머와 트랜스포머에 의한 출력 전원을 안정화하는 인덕터를 하나의 트랜스포머 구조에 집적화한 트랜스포머를 이용한 전원 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply apparatus using an integrated transformer, and more particularly, to a power supply apparatus using a transformer in which a transformer for power conversion and an inductor for stabilizing an output power by the transformer are integrated into one transformer structure.

일반적으로 퍼스널 컴퓨터 등의 정보 기기, 에어컨, 오디오 및 비주얼 기기 등의 가정 전자제품 등에는 상용 AC 전원을 필요한 직류 전원으로 변환하여 제공하는 전원 장치가 주로 사용되고 있다.BACKGROUND ART In general, a power supply device that converts a commercial AC power source into a DC power source that is required for an information device such as a personal computer, and home electronic products such as an air conditioner, an audio and visual device, is mainly used.

상술한 전자제품의 다양한 발전에 따라 수백 와트(W) 이상의 직류 전원이 출력하는 전원 장치가 요구되고 있으며, 상술한 고출력 직류 전원을 필요로 하면서 경박 단소의 제품 사이즈 또한 요구되고 있다.With the various developments of the above-mentioned electronic products, a power supply device for outputting a DC power of several hundred watts or more is required, and a light and small product size is also required while requiring the high output DC power.

상술한 요구를 만족하기 위한 일환으로, 전원 장치에 있어서 전력 변환에 사용되는 자기 소자인 트랜스포머와 변환된 전원을 안정화하는 출력 인덕터의 집적화가 요구된다.As part of satisfying the above-described needs, integration of a transformer, which is a magnetic element used for power conversion, and an output inductor for stabilizing the converted power supply are required in a power supply device.

도 1은 종래의 전원장치에 채용된 트랜스포머와 출력 인덕터를 집적화한 트랜스포머의 구조를 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing the structure of a transformer integrating a transformer and an output inductor employed in a conventional power supply device.

도 1을 참조하면, 종래의 집적화된 트랜스포머(1)는 자기 코어(core)와 권선으로 이루어진다. Referring to FIG. 1, a conventional integrated transformer 1 consists of a magnetic core and a winding.

상기 자기 코어는 서로 마주보며 일단과 타단을 갖는 일정 길이의 제1 및 제2 지지부(1a,1b)와 제1 및 제2 지지부(1a,1b)로부터 연장되어 제1 및 제2 지지부(1a,1b)를 자기적으로 결합하는 제1 및 제2 외곽 레그(1c,1d) 및 센터 레그(1e)를 포함한다.The magnetic core faces each other and extends from the first and second support parts 1a and 1b and the first and second support parts 1a and 1b of a predetermined length having one end and the other end so as to extend the first and second support parts 1a and 1b. First and second outer legs 1c, 1d and center legs 1e which magnetically engage 1b).

상기 권선은 1차 권선(P1,P2) 및 1차 권선(P1,P2)과 전자기적으로 결합하는 2차 권선(S1,S2)과 상술한 출력 인덕터에 해당하는 인덕터 코일(Lo)을 포함한다. 1차 권선(P1,P2) 및 2차 권선(S1,S2)는 상술한 전력 변환용 트랜스포머에 해당된다.The winding includes primary windings P1 and P2, secondary windings S1 and S2 electromagnetically coupled to the primary windings P1 and P2, and an inductor coil Lo corresponding to the above-described output inductor. . The primary windings P1 and P2 and the secondary windings S1 and S2 correspond to the above-described transformer for power conversion.

1차 권선(P1,P2)과 2차 권선(S1,S2)는 각각 제1 및 제2 외곽 레그(1c,1d)에 양분되어 권선되고, 인덕터 권선(Lo)은 센터 레그(1e)에 권선된다. The primary windings P1 and P2 and the secondary windings S1 and S2 are bisected and wound around the first and second outer legs 1c and 1d, respectively, and the inductor winding Lo is wound around the center leg 1e. do.

상술한 종래의 집적화된 트랜스포머는 다음과 같은 문제점이 있다.The conventional integrated transformer described above has the following problems.

첫번째로, 상기 자기 코어는 상용 EE코어 또는 상용 EI코어를 사용하는데 이때 센터 레그(1e)보다 작은 단면적을 갖는 외곽 레그(1c,1d)에 전력 변환을 담당하는 1차 및 2차 권선(P1,P2,S1,S2)를 감은 형태로 센터 레그(1e)의 인덕터 권선(Lo)에 의한 직류 자속과 1차 및 2차 권선(P1,P2,S1,S2)의 교류 자속이 더해져 외곽 레그(1c,1d)의 자속밀도가 매우 높아진다. 특히 1차 및 2차 권선(P1,P2,S1,S2)의 자 속에 직류성분이 포함되어 있어 전원 장치의 작은 비대칭 회로 소자나 교류 비대칭 동작에 의해 트랜스포머가 쉽게 자기포화가 될 수 있다. First, the magnetic core uses a commercial EE core or a commercial EI core, in which the primary and secondary windings P1, which are responsible for power conversion to the outer legs 1c and 1d having a cross-sectional area smaller than the center leg 1e, are used. In the form of winding P2, S1, S2, the direct current flux by the inductor winding Lo of the center leg 1e and the alternating magnetic flux of the primary and secondary windings P1, P2, S1, S2 are added to the outer leg 1c. , Magnetic flux density of 1d) becomes very high. In particular, since the DC component is included in the magnetic poles of the primary and secondary windings P1, P2, S1, and S2, the transformer can be easily self-saturated by a small asymmetric circuit element or AC asymmetric operation of the power supply.

두번째로, 센터 레그(1e)은 단지 인덕터 권선(Lo)이 감겨 있어 인덕터에 의한 자속만이 흐르고 단면적이 외곽 레그(1c,1d)보다 크므로 코어 손실은 매우 작다. 따라서 대부분의 손실이 1차 및 2차 권선(P1,P2,S1,S2)이 감긴 외곽 레그(1c,1d)에 집중되어 센터 레그(1e)와 열적 불평형이 발생한다. Secondly, the center leg 1e is only wound with the inductor winding Lo so that only the magnetic flux caused by the inductor flows and the cross section is larger than the outer legs 1c and 1d, so that the core loss is very small. Therefore, most of the losses are concentrated in the outer legs 1c and 1d in which the primary and secondary windings P1, P2, S1 and S2 are wound, so that the center legs 1e and thermal unbalance occur.

세번째로, 1차 및 2차 권선(P1,P2,S1,S2)이 외곽 레그(1c,1d)에 감겨 있어 권선 수가 많은 경우 감싸는 코어가 없어 자속이 외부로 퍼질 수 있어 전자기파 간섭 문제가 발생할 수 있고, 변압기 권선이 둘로 나뉘어 있어 1차 권선(P1,P2)과 2차 권선(S1,S2)의 결합계수가 작다.Third, since the primary and secondary windings (P1, P2, S1, S2) are wound on the outer legs (1c, 1d), if there are many windings, there is no core to wrap and the magnetic flux can spread to the outside, which may cause electromagnetic interference problems. In addition, since the transformer winding is divided into two, the coupling coefficient between the primary windings P1 and P2 and the secondary windings S1 and S2 is small.

상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 전력 변환용 트랜스포머에 해당하는 1차 및 2차 권선을 센터 레그에 권선하고 트랜스포머에 의한 출력 전원을 안정화하는 인덕터 권선을 외곽 레그에 양분하여 하나의 트랜스포머 구조에 집적화한 트랜스포머 및 이를 이용한 전원 장치를 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to wind the primary and secondary windings corresponding to the transformer for power conversion to the center leg and the inductor winding for stabilizing the output power by the transformer by dividing the outer leg into one The present invention provides a transformer integrated in a transformer structure and a power supply device using the same.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 하나의 기술적인 측면은, 입력 직류 전원을 교번 스위칭하여 교류 전원으로 변환하는 스위칭부와, 사전에 설정된 권선비에 따라 상기 스위칭부로부터의 교류 전원의 전압 레벨을 변환하는 변압부와, 상기 변압부로부터의 교류 전원을 정류하여 직류 전원을 출력하는 정류부와, 상기 정류부로부터의 직류 전원의 전압 레벨에 따라 상기 스위칭부의 스위칭 듀티를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 변압부는 각각 일정 길이로 형성되며 서로 일정 간격으로 이격된 제1 및 제2 지지부와, 상기 제1 및 제2 지지부 사이에 각각 형성되어 상기 제1 및 제2 지지부와 자기적으로 결합되는 제1 및 제2 외곽 레그와 센터 레그를 가지며, 상기 제1 및 제2 지지부는 일단 및 상기 일단의 반대편에 형성된 타단 및 상기 일단 및 타단의 중간에 형성된 중단을 갖고, 상기 제1 및 제2 외곽 레그는 상기 제1 및 제2 지지부의 각 일단끼리와 각 타단끼리를 각각 자기적으로 연결하며, 상기 센터 레그는 상기 제1 및 제2 지지부의 각 중단 끼리를 자기적으로 연결하는 코어와, 상기 센터 레그에 권선된 일차 권선과, 상기 센터 레그에 권선되 어 상기 일차 권선과 전자기 결합하여 상기 권선비에 따라 상기 교류 전원의 전압 레벨을 변환하는 이차 권선과, 상기 제1 및 제2 외곽 레그 중 적어도 하나의 외곽 레그에 권선되며 상기 이차 권선으로부터의 레벨 변환된 교류 전원을 안정화하는 인덕터 권선을 갖는 코일 그룹을 가지며, 상기 제1 및 제2 외곽 레그의 단면과 상기 센터 레그의 단면은 각각 상기 제1 및 제2 지지부의 길이방향의 너비를 갖고, 상기 제1 및 제2 외곽 레그의 너비는 각각 상기 센터 레그의 너비의 0.5배를 초과하고 2배 이하인 것을 특징으로 하는 집적화된 트랜스포머를 이용한 전원 장치를 제공하는 것이다.In order to achieve the above object, one technical aspect of the present invention is a switching unit for alternately switching an input DC power source to an AC power source and a voltage level of the AC power source from the switching unit according to a preset winding ratio. A transformer for converting, a rectifier for rectifying AC power from the transformer, and outputting a DC power, and a controller for controlling the switching duty of the switching unit according to the voltage level of the DC power from the rectifier. The first and second supports are formed to have a predetermined length and spaced apart from each other, and the first and second supports are formed between the first and second supports, respectively, and are magnetically coupled to the first and second supports. Has two outer legs and a center leg, and the first and second support portions are formed at one end and opposite to the one end, and the one end and the other end. Has a middle formed in the middle, the first and the second outer leg magnetically connects each one end and each other end of the first and second support, respectively, the center leg is the first and second support A core that magnetically connects each of the interruptions, a primary winding wound on the center leg, and an electromagnetic coupling wound around the center leg to electromagnetic coupling with the primary winding to convert the voltage level of the AC power source according to the turns ratio. A coil group having a secondary winding and an inductor winding wound around at least one outer leg of the first and second outer legs and stabilizing the level-converted AC power from the secondary winding, wherein the first and second outer legs The cross section of the leg and the cross section of the center leg have a width in the longitudinal direction of the first and second support portions, respectively, and the width of the first and second outer legs are respectively the center. It is to provide a power supply using an integrated transformer, characterized in that more than 0.5 times the width of the leg and less than 2 times.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 코어는 EE코어 또는 EI코어의 결합으로 구성될 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, the core may be composed of a combination of an EE core or an EI core.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 일차 권선, 이차 권선 및 인덕터 권선은 서로 동일 방향으로 권선될 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, the primary winding, the secondary winding and the inductor winding may be wound in the same direction with each other.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 이차 권선은 상기 정류부의 직류 전원 출력단에 전기적으로 연결된 중간 탭이 형성될 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, the secondary winding may be formed with an intermediate tab electrically connected to the DC power output terminal of the rectifier.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 정류부는 복수의 정류용 스위치를 구비하여 상기 변압부로부터의 상기 교류 전원을 전파 정류 방식 또는 반파 정류 방식으로 정류할 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, the rectifying unit may include a plurality of rectifying switches to rectify the AC power from the transformer unit in a full-wave rectifying method or a half-wave rectifying method.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 정류부는 상기 변압부의 인덕터 권선으로부터의 교류 전원을 정류하는 제1 및 제2 정류용 스위치와, 상기 인덕터 권선과 LC 필터를 형성하여 상기 제1 및 제2 정류용 스위치로부터의 정류된 전원을 안정화하는 캐패시터를 포함할 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, the rectifying unit forms a first and second rectifying switch for rectifying the AC power from the inductor winding of the transformer, the inductor winding and the LC filter to form the first and the first 2 may include a capacitor for stabilizing the rectified power from the switch for rectification.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 인덕터 권선은 상기 코어의 제1 외곽 레그에 권선되는 제1 인덕터 권선와, 상기 코어의 제2 외곽 레그에 권선되는 제2 인덕터 권선을 포함할 수 있고, 상기 제1 인덕터 권선의 일단은 상기 이차 권선의 일단과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 인덕터 권선의 타단은 상기 정류부의 제1 정류용 스위치와 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 제2 인덕터 권선의 일단은 상기 이차 권선의 타단과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 인덕터 권선의 타단은 상기 정류부의 제2 정류용 스위치와 전기적으로 연결될 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, the inductor winding may include a first inductor winding wound around a first outer leg of the core and a second inductor winding wound around a second outer leg of the core, One end of the first inductor winding may be electrically connected to one end of the secondary winding, and the other end of the first inductor winding may be electrically connected to the first rectifying switch of the rectifying unit. The other end of the secondary winding may be electrically connected, and the other end of the second inductor winding may be electrically connected to a second rectifying switch of the rectifying unit.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 스위칭부는 풀 브리지 방식, 하프 브리지 방식 및 푸쉬-풀 방식 중 하나의 스위칭 방식을 선택하는 것을 특징으로 하는 집적화된 트랜스포머를 이용한 전원 장치. According to one technical aspect of the present invention, the switching unit power supply using an integrated transformer, characterized in that for selecting one of the full bridge, half-bridge and push-pull switching method.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 정류용 스위치는 다이오드 또는 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor; MOSFET)를 포함하는 반도체 스위칭 디바이스로 구성될 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, the rectifying switch may be composed of a semiconductor switching device including a diode or a metal oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET).

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제어부는 위상 이동 PWM(Phase Shift Pulse Width Modulation) 방식으로 상기 스위칭부의 스위칭 듀티를 제어할 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, the controller may control the switching duty of the switching unit in a phase shift pulse width modulation (PWM) scheme.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 장치는 상용 AC 전원을 정류하고 역률을 보정하여 상기 입력 직류 전원을 제공하는 역률 보정부를 더 포함할 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, the power supply device may further include a power factor correction unit for rectifying the commercial AC power and correcting the power factor to provide the input DC power.

본 발명에 따르면, 기존에 상용되는 EE코어 또는 EI 코어와 달리 코어의 외곽 레그의 단면 너비를 각각 센터 레그의 단면 너비의 0.5배를 초과하고 2배 이하로 형성하며, 트랜스포머를 형성하는 일이차 권선을 센터 레그에 권선하고 인덕터 권선을 외곽 레그에 권선함으로써 전력 변환시에 발생되는 열을 모든 레그에 분산하여 열적 불평형을 억제하고 일이차 권선의 결합 계수를 높여 전력 변환의 고효율화를 달성할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, unlike the conventional commercially available EE core or EI core, the cross-sectional width of the outer leg of the core is formed more than 0.5 times and less than 2 times the cross-sectional width of the center leg, respectively, the primary winding to form a transformer Is wound around the center leg and the inductor winding to the outer leg to dissipate the heat generated during power conversion to all legs to suppress thermal unbalance and increase the coupling coefficient of the primary winding to achieve high efficiency of power conversion. have.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 집적화된 트랜스포머를 이용한 전원 장치의 일 실시형태를 나타내는 구성도이다.2 is a configuration diagram showing an embodiment of a power supply apparatus using the integrated transformer of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 전원 장치의 일 실시형태는 역률 보정부(100), 스위칭부(200), 변압부(300), 정류부(400) 및 제어부(500)를 포함한다.2, an embodiment of the power supply apparatus of the present invention includes a power factor correcting unit 100, a switching unit 200, a transformer unit 300, a rectifier 400, and a controller 500.

역률 보정부(100)는 상용 AC 전원을 정류하고, 정류된 전원의 역률(Power Factor)을 보정하여 직류 전원(Vg)을 스위칭부(200)에 전달한다.The power factor corrector 100 rectifies the commercial AC power, corrects the power factor of the rectified power, and transmits the DC power Vg to the switching unit 200.

스위칭부(200)는 4개의 스위치(Q1,Q2,Q3,Q4)를 갖는 풀 브리지(Full Bridge) 방식으로 구성되어 스위칭 신호(sw1,sw2,sw3,sw4)에 따라 교번 스위칭하여 직류 전원(Vg)를 교류 전원으로 변환하여 변압부(300)에 전달한다.(D1 내지 D4는 각각 Q1 내지 Q4의 바디 다이오드를 의미한다)The switching unit 200 is configured in a full bridge method having four switches Q1, Q2, Q3, and Q4, and alternately switches according to the switching signals sw1, sw2, sw3, and sw4 to supply DC power (Vg). ) Is converted into AC power and transferred to the transformer unit 300. (D1 to D4 denote body diodes of Q1 to Q4, respectively.)

변압부(300)는 도 4에 도시된 집적화된 트랜스포머를 포함하고, 일차 권선(P1)과 이차권선(S1,S2)간의 권선비에 따라 스위칭부(200)로부터의 교류 전원의 전압 레벨을 변압하여 정류부(400)에 전달한다.The transformer 300 includes the integrated transformer shown in FIG. 4, and transforms the voltage level of the AC power supply from the switching unit 200 according to the winding ratio between the primary winding P1 and the secondary windings S1 and S2. Transfer to the rectifier 400.

정류부(400)는 도통 손실을 고려하여 각각 바디 다이오드(D5,D6)을 포함하는 2개의 정류용 스위치(Q5,Q6)를 갖는 반파 정류 방식으로 구성되어 변압부(300)의 인덕터 권선(Lo1,Lo2)로부터의 교류 전원을 정류하여 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 직류 전원(Vo)으로 변환한다. 이때, 정류부(400)는 출력단에 캐패시터(Co)를 포함하여 직류 전원(Vo)을 안정화시킨다. 도시되지 않았지만, 정류부(400)는 4개의 정류용 스위치를 갖는 전파 정류 방식으로도 구성될 수 있다.The rectifier 400 is configured in a half-wave rectification method having two rectifier switches Q5 and Q6 including the body diodes D5 and D6 in consideration of the conduction loss, so that the inductor winding Lo1 of the transformer 300 is reduced. The AC power supply from Lo2) is rectified and converted into DC power supply Vo having a preset voltage level. At this time, the rectifier 400 includes a capacitor Co at the output terminal to stabilize the DC power supply Vo. Although not shown, the rectifier 400 may also be configured in a full-wave rectification method having four switches for rectification.

제어부(500)는 정류부(400)로부터의 직류 전원(Vo)의 전압 레벨에 따라 스위칭부(200)의 교번 스위칭의 스위칭 듀티를 가변 제어하는 제어신호(sw1,sw2,sw3,sw4)를 스위칭부(200)에 제공한다. 제어부(500)는 직류 전원(Vo)의 전압 레벨에 따라 제어 신호(sw1,sw2,sw3,sw4)의 위상을 이동하여 스위칭 듀티를 가변하는 위상 이동 PWM(Phase Shift Pulse Width Modulation) 방식으로 스위칭을 제어할 수 있다. The controller 500 switches the control signals sw1, sw2, sw3, and sw4 to variably control the switching duty of the alternate switching of the switching unit 200 according to the voltage level of the DC power supply Vo from the rectifier 400. To 200. The control unit 500 switches the phases of the control signals sw1, sw2, sw3, and sw4 according to the voltage level of the DC power supply Vo to switch the phase by a phase shift PWM (Phase Shift Pulse Width Modulation) method. Can be controlled.

도 3은 본 발명의 집적화된 트랜스포머를 이용한 전원 장치의 다른 일 실시형태를 나타내는 구성도이다.3 is a block diagram showing another embodiment of a power supply apparatus using the integrated transformer of the present invention.

도 2와 함께 도 3을 참조하면, 스위칭부(200)는 입력 직류 전원(Vg)단에 병렬로 연결된 2개의 스위치(Q1,Q2)를 갖는 하프 브릿지(Half- Bridge) 방식으로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 3 together with FIG. 2, the switching unit 200 may be configured in a half-bridge method having two switches Q1 and Q2 connected in parallel to an input DC power supply Vg terminal. .

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 전원 장치의 변압부(300)에 채용된 집적화된 트랜스포머의 구성도이다.4A and 4B are schematic diagrams of integrated transformers employed in the transformer 300 of the power supply apparatus of the present invention.

도 4a를 참조하면, 본 발명의 집적화된 트랜스포머(310)는 자기소자로 형성된 코어와 상기 코어에 권선되는 코일 그룹을 포함한다.Referring to FIG. 4A, the integrated transformer 310 of the present invention includes a core formed of a magnetic element and a coil group wound around the core.

상기 코어는 지지부(311,312)와 레그(313,314,315)를 갖는다.The core has supports 311, 312 and legs 313, 314, 315.

지지부(311,312)는 제1 지지부(311)와 제2 지지부(312)로 이루어지며, 제1 및 제2 지지부(311,312)는 각각 일정 길이를 갖는 자기소자로 형성되며 길이 방향의 일단, 상기 일단의 길이 방향의 반대편에 형성된 타단 및 상기 일단 및 타단 사이의 중간에 위치하는 중단을 갖는다.The support parts 311 and 312 may include a first support part 311 and a second support part 312, and the first and second support parts 311 and 312 may be formed of magnetic elements having a predetermined length, respectively. The other end formed on the opposite side in the longitudinal direction and a middle stop between the one end and the other end.

레그(313,314,315)는 제1 및 제2 외곽 레그(313,314)와 센터 레그(315)로 이루어지며, 제1 외곽 레그(313)는 제1 및 제2 지지부(311,312)의 각 일단 끼리를 자기적으로 연결하며, 제2 외곽 레그(314)는 제1 및 제2 지지부(311,312)의 각 타단 끼리를 자기적으로 연결한다. 센터 레그(315)는 제1 및 제2 지지부(311,312)의 각 중단 끼리를 자기적으로 연결한다. 제1 및 제2 외곽 레그(313,314) 및 센터 레그(315)에는 트랜스포머의 인덕턴스를 결정하는 공극(Air Gap)이 각각 형성될 수 있다.Legs 313, 314 and 315 are composed of first and second outer legs 313 and 314 and a center leg 315. The first outer legs 313 magnetically connect each end of the first and second support portions 311 and 312. The second outer leg 314 magnetically connects the other ends of the first and second support parts 311 and 312. The center leg 315 magnetically connects each interruption of the first and second supports 311 and 312. Air gaps for determining the inductance of the transformer may be formed in the first and second outer legs 313 and 314 and the center leg 315, respectively.

상기 코어는 EE코어 구조를 갖되 제1 및 제2 외곽 레그(313,314)의 단면 너비(t)는 종래의 상용화된 EE 코어와 달리 센터 레그(315)의 단면 너비(t)에 대비하여 0.5배를 초과하도록 구성되는 것이 바람직하며, 도시된 바와 같이 양산을 고려하여 외곽 레그의 단면 너비(313,314)와 센터 레그(315)의 단면 너비를 동일하게 구성될 수도 있다. The core has an EE core structure, but the cross-sectional width (t) of the first and second outer legs (313,314) is 0.5 times compared to the cross-sectional width (t) of the center leg (315), unlike conventional commercial EE cores. Preferably, the cross section widths 313 and 314 of the outer leg and the cross section width of the center leg 315 may be configured to be the same in consideration of mass production as illustrated.

또한, 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 코어는 EI 코어 구조를 가질 수 있으며, 제1 및 제2 외곽 레그(313,314)의 단면 너비(2t)는 센터 레그(315)의 단면 너비(t)에 대비하여 2배로 구성될 수도 있다. In addition, as shown in FIG. 4B, the core may have an EI core structure, and the cross-sectional width 2t of the first and second outer legs 313 and 314 may be compared with the cross-sectional width t of the center leg 315. It may be configured twice.

상술한 제1 및 제2 외곽 레그(313,314)의 단면 너비와 센터 레그(315)의 단면 너비에 의한 전기적인 특징은 도 10을 참조하여 설명하도록 한다.Electrical characteristics of the cross-sectional widths of the first and second outer legs 313 and 314 and the cross-sectional width of the center leg 315 will be described with reference to FIG. 10.

상기 코일 그룹은 전력 변환을 담당하는 일차 권선(P1) 및 이차 권선(S1,S2)과 출력 안정화를 담당하는 인덕터 권선(Lo1,Lo2)을 갖는다.The coil group has a primary winding P1 that is responsible for power conversion and secondary windings S1, S2 and an inductor winding Lo1, Lo2 that is responsible for output stabilization.

일차 권선(P1) 및 이차 권선(S1,S2)는 상기 코어부의 센터 레그(315)에 권선되고, 인덕터 권선(Lo1,Lo2)는 외곽 레그(313,314)에 권선된다. 인덕터 권선(Lo1,Lo2)는 제1 및 제2 외곽 레그(313,314) 중 적어도 하나의 외곽 레그에 권선될 수 있으나, 열적 평형을 고려하면 제1 및 제2 외곽 레그(313,314)에 분할 권선되는 것이 바람직하다The primary winding P1 and the secondary windings S1 and S2 are wound around the center leg 315 of the core portion, and the inductor windings Lo1 and Lo2 are wound around the outer legs 313 and 314. The inductor windings Lo1 and Lo2 may be wound on at least one outer leg of the first and second outer legs 313 and 314. However, in consideration of thermal balance, the inductor windings Lo1 and Lo2 may be dividedly wound on the first and second outer legs 313 and 314. desirable

인덕터 권선(Lo1,Lo2)은 제1 외곽 레그(313)에 권선되는 제1 인덕터 권선(Lo1)과, 제2 외곽 레그(314)에 권선되는 제2 인덕터 권선(Lo2)으로 구성될 수 있으며, 제1 인덕터 권선(Lo1)의 일단은 이차 권선(S1)의 일단과 전기적으로 연결되고, 제1 인덕터 권선(Lo1)의 타단은 정류부(400)의 제1 정류용 스위치(Q5)와 전기적으로 연결된다. 마찬가지로, 제2 인덕터 권선(Lo2)의 일단은 이차 권선(S2)의 타단과 전기적으로 연결되고, 제2 인덕터 권선(Lo2)의 타단은 정류부(400)의 제2 정류용 스위치(Q6)와 전기적으로 연결될 수 있다.The inductor windings Lo1 and Lo2 may be configured of a first inductor winding Lo1 wound around the first outer leg 313 and a second inductor winding Lo2 wound around the second outer leg 314. One end of the first inductor winding Lo1 is electrically connected to one end of the secondary winding S1, and the other end of the first inductor winding Lo1 is electrically connected to the first rectifying switch Q5 of the rectifier 400. do. Similarly, one end of the second inductor winding Lo2 is electrically connected to the other end of the secondary winding S2, and the other end of the second inductor winding Lo2 is electrically connected to the second rectifying switch Q6 of the rectifier 400. Can be connected.

이차 권선(S1,S2)는 정류부(400)의 직류 전원 출력단과 전기적으로 연결되는 중간 탭(Center Tap)이 형성될 수 있다.(도 4a에 도시된 Np는 일차 권선(P1)의 권선수, Ns1,Ns2는 각각 이차 권선(S1,S2)의 권선수, NL1,NL2는 각각 인덕터 권선(Lo1,Lo2)의 권선 수를 의미한다.)The secondary windings S1 and S2 may be formed with a center tap electrically connected to the DC power output terminal of the rectifier 400. (Np shown in FIG. 4A represents the number of turns of the primary winding P1, Ns1 and Ns2 are the number of turns of the secondary windings S1 and S2, respectively, and NL1 and NL2 are the number of turns of the inductor windings Lo1 and Lo2, respectively.)

상술한 집적화된 트랜스포머에서 도면에 도시되지 않았지만 전기적인 절연체인 보빈(Bobbin)의 내부에 상기 코어가 결합되고, 보빈의 외주면에 상기 코일그룹이 권선되는 것은 당업자에게 자명한 것으로 생략하도록 한다. Although not shown in the drawings of the integrated transformer described above, it is obvious to those skilled in the art that the core is coupled to the inside of the bobbin, which is an electrical insulator, and the coil group is wound around the outer circumferential surface of the bobbin.

도 5는 도 2에 도시된 전원 장치의 동작 파형도이다.5 is an operation waveform diagram of the power supply device shown in FIG. 2.

도 2와 함께 도 5를 참조하면, 본 발명의 전원 장치의 주요 부분에 관한 동작 파형을 볼 수 있다. Referring to Fig. 5 along with Fig. 2, an operation waveform of the main part of the power supply apparatus of the present invention can be seen.

도 6의 (a) 및 (b)는 도 5에 도시된 동작 모드 1에서의 동작을 나타내는 도면이다.6 (a) and 6 (b) are diagrams illustrating the operation in the operation mode 1 shown in FIG. 5.

도 2 및 도 5와 함께 도 6을 참조하면, 동작 모드 1(도 5 참조)에서는 스위칭부(200)의 제1 스위치(Q1)과 제4 스위치(Q4)가 동시에 도통되고 정류부(400)의 제1 정류용 스위치(Q5)가 도통된다. 변압부(300)의 이차 권선(S1,S2)에 양의 직류 전압이 인가되어 전력이 일차 권선(P1)에서 이차 권선(S1,S2)으로 전달되고 제1 인덕터 권선(Lo1)의 전류(Io)가 선형으로 증가한다. 이때, 제2 인덕터 권선(Lo2)에는 전류가 흐르지 않는다. 도 5의 그래프에서 Im은 자화 인덕터에 흐르는 전류를 의미하고, Vab는 도 2의 a노드와 b노드간의 전압을 의미하며, Ip는 일차측 전류, I5 및 I6은 제1 및 제2 정류용 스위치(Q5,Q6)에 흐르는 전류를 의미한다.Referring to FIG. 6 together with FIGS. 2 and 5, in operation mode 1 (see FIG. 5), the first switch Q1 and the fourth switch Q4 of the switching unit 200 are simultaneously turned on and the rectifier 400 may be turned on. The first rectifying switch Q5 is turned on. Positive DC voltage is applied to the secondary windings S1 and S2 of the transformer unit 300 so that power is transferred from the primary winding P1 to the secondary windings S1 and S2 and the current Io of the first inductor winding Lo1 is applied. ) Increases linearly. At this time, no current flows through the second inductor winding Lo2. In the graph of FIG. 5, Im denotes a current flowing through the magnetizing inductor, Vab denotes a voltage between the a and b nodes of FIG. 2, and Ip denotes a primary side current, I5 and I6 denote first and second rectifier switches. It means the current flowing in (Q5, Q6).

도 6의 (a)는 집적 자기회로에서의 도통 상태를 나타내며 도면에 표시된 굵은 실선은 전류의 흐름을 나타낸다. 도 6의 (b)는 도 6의 (a)를 등가 자기회로로 나타낸다. 각 변에서 아래로 표시된 화살표는 해당 레그의 자속율(flux rate)의 기준 방향을 나타낸다. 도 6의 (a)와 도 6의 (b)로부터의 자속율에 관한 식은 다음의 수학식1과 같다.(도 6의 (b)에서 FL1,FL2는 인덕터 권선의 기자력, Fp는 일차 권선의 기자력, Fs1,Fs2는 이차 권선의 기자력, Fg1는 제1 외곽 레그의 공극 퍼미언스(Permeance)의 기자력, Fg2는 제2 외곽 레그의 공극 퍼미언스의 기자력, Fgc는 센터 레그의 공극 퍼미언스의 기자력, Pg는 제1 혹은 제2 외곽 레그의 공극 퍼미언스, Pgc는 센터 레그의 공극 퍼미언스를 나타낸다)FIG. 6A shows the conduction state in the integrated magnetic circuit, and the thick solid line shown in the figure indicates the flow of current. Fig. 6B shows Fig. 6A as an equivalent magnetic circuit. The arrows marked down on each side indicate the reference direction of the flux rate of the leg. The equation of the magnetic flux rate from (a) and 6 (b) of Fig. 6 is the same as the following equation (1) (in Fig. 6 (b) FL1, FL2 is the magnetic force of the inductor winding, Fp is the primary winding) Pressing force, Fs1, Fs2 is the presser force of the secondary winding, Fg1 is the presser force of the permeance of the first outer leg, Fg2 is the presser force of the air gap of the second outer leg S magnetic force, Pg is the air gap permission of the first or second outer leg, Pgc is the air gap permission of the center leg)

(수학식1)(Equation 1)

Figure 112008041413106-PAT00001
Figure 112008041413106-PAT00001

여기서 Np, Ns, NL은 각각 일차 권선(P1)의 권선 수, 이차 권선(S1,S2)의 권 선 수 및 제1 인덕터 권선(Lo1)의 권선수를 나타내며, Φ` 1, Φ` 2, Φ` c는 제1 및 제2 외곽 레그 및 센터 레그의 자속을 각각 나타낸다. Vg와 Vo는 입력 전압 및 출력 전압을 나타낸다. 이 식을 풀면 각 변에 흐르는 자속율은 다음의 수학식2와 같다.Where N p, N s, N L represents the number of turns of the respective primary winding (P1) the winding number, the secondary winding (S1, S2) Volume line number and the first inductor winding (Lo1) of, Φ `1, Φ 2 `,` Φ c each represents a magnetic flux of the first and second outer legs and a center leg. V g and V o represent the input voltage and the output voltage. Solving this equation, the flux rate on each side is expressed by Equation 2 below.

(수학식2)(Equation 2)

Figure 112008041413106-PAT00002
Figure 112008041413106-PAT00002

따라서, 센터 레그에 해당하는 가운데 변의 자속은 일차 권선(P1)에 인가된 양의 전압에 의해 선형으로 증가한다. 오른쪽 변의 자속은 선형으로 증가하여 상기 공극(Air Gap)에 에너지를 저장한다. 왼쪽 변의 권선은 이차 권선(S1)과 직렬로 연결되어 있고 가운데 변의 자속의 절반이 흐르므로 NL/2의 턴수를 갖는 이차 권선으로 볼 수 있다.Therefore, the magnetic flux of the middle side corresponding to the center leg increases linearly by the positive voltage applied to the primary winding P1. The magnetic flux on the right side increases linearly to store energy in the air gap. The winding on the left side is connected in series with the secondary winding (S1), and half of the magnetic flux on the middle side flows, so it can be regarded as a secondary winding having a number of turns of NL / 2.

도 7의 (a) 및 (b)는 도 5에 도시된 동작 모드 2에서의 동작을 나타내는 도면이다.7 (a) and 7 (b) are diagrams showing the operation in the operation mode 2 shown in FIG.

도 2 및 도 5와 함께 도 7을 참조하면, 동작 모드 2(도 5 참조)에서는 제1 스위치(Q1)와 제2 스위치(Q2)가 동시에 도통되어 변압부(300)의 일차측이 프리 휠 링(freewheeling) 상태에 있어 변압부(300)의 이차측의 전압이 영이 된다. 따라서 제1 인덕터 권선(Lo1)에 흐르는 전류(Io)는 도 5의 그래프와 같이 제1 정류용 스위치(Q5)를 통해 선형적으로 감소한다. 제2 인덕터 권선(Lo2)에는 아직 전류가 흐르지 않는다. 도 7의 (a)는 집적 자기회로에서의 도통 상태를 나타내며, 도면에 표시된 굵은 실선은 전류의 흐름을 나타낸다. 도 7의 (b)는 도 7의 (a)에서 등가 자기회로를 나타낸다. 도 7의 (a)와 도 7의 (b)로부터 자속율에 관한 식을 다음과 같이 수학식3으로 세울 수 있다.Referring to FIG. 7 together with FIGS. 2 and 5, in operation mode 2 (see FIG. 5), the first switch Q1 and the second switch Q2 are simultaneously turned on so that the primary side of the transformer 300 is freewheeled. In the freewheeling state, the voltage on the secondary side of the transformer 300 becomes zero. Therefore, the current Io flowing in the first inductor winding Lo1 decreases linearly through the first rectifying switch Q5 as shown in the graph of FIG. 5. No current flows through the second inductor winding Lo2 yet. Fig. 7A shows the conduction state in the integrated magnetic circuit, and the thick solid line shown in the figure shows the flow of current. FIG. 7B shows an equivalent magnetic circuit in FIG. 7A. 7 (a) and 7 (b), the equation regarding the magnetic flux rate can be set as Equation 3 as follows.

(수학식3)(Equation 3)

Figure 112008041413106-PAT00003
Figure 112008041413106-PAT00003

상기한 수학식3을 풀면 각 레그에 해당하는 각 변에 흐르는 자속율은 다음의 수학식4와 같다.Solving the above Equation 3, the magnetic flux rate flowing on each side corresponding to each leg is as shown in Equation 4 below.

(수학식4)(Equation 4)

Figure 112008041413106-PAT00004
Figure 112008041413106-PAT00004

상술한 수학식4를 보면 가운데 변의 자속은 일정하고 바깥변의 자속은 선형으로 감소한다.Referring to Equation 4, the magnetic flux on the center side is constant and the magnetic flux on the outer side decreases linearly.

도 8의 (a) 및 (b)는 도 5에 도시된 동작 모드 3에서의 동작을 나타내는 도면이다.8A and 8B are diagrams illustrating the operation in the operation mode 3 shown in FIG. 5.

도 2 및 도 5와 함께 도 8을 참조하면, 동작 모드 3(도 5 참조)에서는 제2 스위치(Q2)와 제3 스위치(Q3)가 동시에 도통되고, 정류부(400)의 제2 정류용 스위치(Q6)가 도통한다. 따라서, 변압부(300)의 이차 권선(S1,S2)에 음의 직류 전압이 인가되어 전력이 일차 권선(P1)에서 이차 권선(S1,S2)로 전달되고, 제2 인덕터 권선(Lo2)의 전류(Io)가 도 5와 같이 선형적으로 증가한다. 이때, 제1 인덕터 권선(Lo1)에는 전류가 흐르지 않는다. 도 8의 (a)는 집적 자기회로에서의 도통 상태를 나타내고, 도면에 표시된 굵은 실선은 전류의 흐름을 나타낸다. 도 8의 (b)는 도 8의 (a)의 조건에서의 등가 자기 회로를 나타낸다. 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)에 따라 자속율을 다음의 수학식5와 같이 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 8 together with FIGS. 2 and 5, in operation mode 3 (see FIG. 5), the second switch Q2 and the third switch Q3 are simultaneously conducted, and the switch for the second rectification of the rectifier 400 is performed. Q6 is conducting. Therefore, a negative DC voltage is applied to the secondary windings S1 and S2 of the transformer unit 300 so that electric power is transferred from the primary winding P1 to the secondary windings S1 and S2, and the second inductor winding Lo2 The current Io increases linearly as shown in FIG. 5. At this time, no current flows through the first inductor winding Lo1. Fig. 8A shows the conduction state in the integrated magnetic circuit, and the thick solid line shown in the figure shows the flow of current. FIG. 8B shows an equivalent magnetic circuit under the condition of FIG. 8A. According to (a) and (b) of FIG. 8, the magnetic flux rate may be expressed as in Equation 5 below.

(수학식5)(Equation 5)

Figure 112008041413106-PAT00005
Figure 112008041413106-PAT00005

상기한 수학식5를 풀면 각 변에 흐르는 자속율은 다음의 수학식6와 같이 얻을 수 있다.Solving the above Equation 5, the magnetic flux rate on each side can be obtained as shown in Equation 6 below.

(수학식6)(Equation 6)

Figure 112008041413106-PAT00006
Figure 112008041413106-PAT00006

상기한 수학식6을 보면, 가운데 변의 자속은 일차 권선(P1)에 인가한 양의 전압에 의해 선형으로 감소한다. 왼쪽 변의 자속은 선형으로 증가하여 상기 공극에 에너지를 저장한다. 오른쪽 변의 권선은 이차 권선(S2)와 직렬로 연결되어 있고, 가운데 변의 자속의 반이 흐르므로 NL/2의 턴수를 갖는 이차 권선으로 볼 수 있다.Referring to Equation 6, the magnetic flux of the center side decreases linearly by the positive voltage applied to the primary winding P1. The magnetic flux on the left side increases linearly to store energy in the voids. The winding on the right side is connected in series with the secondary winding S2, and since half of the magnetic flux on the middle side flows, it can be viewed as a secondary winding having a turn number of NL / 2.

도 9의 (a) 및 (b)는 도 5에 도시된 동작 모드 4에서의 동작을 나타내는 도 면이다.9A and 9B are views showing an operation in the operation mode 4 shown in FIG. 5.

도 2 및 도 5와 함께 도 9을 참조하면, 동작 모드 4(도 5 참조)에서는 제3 스위치(Q3)와 제4 스위치(Q4)가 동시에 도통되어 변압부(300)의 일차측이 프리 휠링(freewheeling) 상태에 있어 변압부(300)의 이차측의 전압이 영이 된다. 따라서 제2 인덕터 권선(Lo2)에 흐르는 전류(Io)는 도 5의 그래프와 같이 제2 정류용 스위치(Q6)를 통해 선형적으로 감소한다. 제1 인덕터 권선(Lo1)에는 아직 전류가 흐르지 않는다. 도 9의 (a)는 집적 자기회로에서의 도통 상태를 나타내고, 도면에 표시된 굵은 실선은 전류의 흐름을 나타낸다. 도 9의 (b)는 도 9의 (a)의 조건에서의 등가 자기 회로를 나타낸다. 도 9의 (a) 및 도 9의 (b)에 따라 자속율을 다음의 수학식7와 같이 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 9 together with FIGS. 2 and 5, in the operation mode 4 (see FIG. 5), the third switch Q3 and the fourth switch Q4 are simultaneously conducted so that the primary side of the transformer 300 is freewheeled. In the freewheeling state, the voltage on the secondary side of the transformer 300 becomes zero. Therefore, the current Io flowing in the second inductor winding Lo2 decreases linearly through the second rectifying switch Q6 as shown in the graph of FIG. 5. No current flows through the first inductor winding Lo1 yet. Fig. 9A shows the conduction state in the integrated magnetic circuit, and the thick solid line shown in the figure shows the flow of current. FIG. 9B shows an equivalent magnetic circuit under the condition of FIG. 9A. According to (a) and (b) of FIG. 9, the magnetic flux rate may be expressed as in Equation 7 below.

(수학식7)(Equation 7)

Figure 112008041413106-PAT00007
Figure 112008041413106-PAT00007

상기한 수학식7을 풀면 각 변에 흐르는 자속율은 다음의 수학식8과 같이 얻을 수 있다.Solving the above equation (7) can be obtained as shown in the following equation (8).

(수학식8)(Equation 8)

Figure 112008041413106-PAT00008
Figure 112008041413106-PAT00008

상기한 수학식8을 보면, 가운데 변의 자속은 일정하고, 바깥변의 자속은 선형으로 감소한다.In the above Equation 8, the magnetic flux on the center side is constant, and the magnetic flux on the outer side decreases linearly.

도 10은 도 6의 (b) 내지 도 9의 (b)에 도시된 자기 등가 회로의 주요 파형도이다. 도 10을 참조하면, 집적화된 트랜스포머의 제1 및 제2 외곽 레그와 센터 레그에서의 자속율과 자속 파형을 나타낸다. 여기서, Φ` 1, Φ` 2, Φ` c는 제1 및 제2 외곽 레그 및 센터 레그의 자속의 순시치이며, Φ1, Φ2, Φc는 제1 및 제2 외곽 레그 및 센터 레그의 평균 자속을 나타낸다. 센터 레그의 자속은 변압에 의한 교류 자속만이 흐른다. 제1 및 제2 외곽 레그에는 변압기에 의한 교류 자속이 균등하게 반으로 나뉘어 흐르고 인덕터 권선에 의한 직류 자속에 더해진다. FIG. 10 is a main waveform diagram of the magnetic equivalent circuit shown in FIGS. 6B to 9B. Referring to FIG. 10, flux rates and flux waveforms at the first and second outer and center legs of the integrated transformer are shown. Here, Φ `1, Φ` 2 , Φ `c comprises first and second outer and instantaneous value of the magnetic flux of the legs and the center leg, Φ 1, Φ 2, Φ c comprises first and second outer legs and a center leg Represents the average magnetic flux of. The magnetic flux of the center leg flows only the alternating magnetic flux caused by the transformer. In the first and second outer legs, the alternating magnetic flux by the transformer flows in half evenly and is added to the direct current magnetic flux by the inductor winding.

따라서, 제1 및 제2 외곽 레그의 자속의 첨두치가 가장 크며 상술한 실시형태에서 코어를 선택하는 기준이 된다. 즉, 바깥 변의 단면적이 가운데 변의 단면적의 반정도인 일반적인 코어를 상기와 같은 자기회로 집적에 사용할 경우 가운데 변 을 효과적으로 이용할 수 없어 코어 크기가 매우 커지게 된다. 따라서 코어의 부피를 감소하기 위해 도 4a 및 도 4b와 같이 바깥 변의 너비가 가운데 변의 너비보다 1 ~ 2배 큰 코어를 사용하면 주어진 부피에서 최대의 전력밀도를 얻을 수 있다. Therefore, the peak value of the magnetic flux of the first and second outer legs is the largest and serves as a criterion for selecting the core in the above-described embodiment. In other words, when a general core having a cross-section of the outer side is about half the cross-sectional area of the center side is used for the magnetic circuit integration, the core side cannot be effectively used, and the core size becomes very large. Therefore, in order to reduce the volume of the core, as shown in FIGS. 4A and 4B, when the core of the outer side is 1 to 2 times larger than the width of the middle side, the maximum power density can be obtained at the given volume.

도 4에서 전압 변환비 M(D)는 제1 및 제2 외곽 레그 중 하나를 선택하여 평균 자속율이 영이 되는 조건으로부터 구하면 다음의 수학식9와 같다.In FIG. 4, the voltage conversion ratio M (D) is obtained by selecting one of the first and second outer legs from the condition that the average magnetic flux ratio becomes zero, as shown in Equation 9 below.

(수학식9)(9)

Figure 112008041413106-PAT00009
Figure 112008041413106-PAT00009

여기서, D는 정상상태의 시비율을 나타내며 인덕터 권선(Lo1,Lo2)은 이차 권선(S1,S2)과 동일한 역활을 함을 알 수 있다. 따라서 시비율과 집적화된 트랜스포머의 권선비를 적절히 선택하여 출력 직류 전원(Vo)을 얻을 수 있다. Here, D represents the ratio of the steady state and inductor windings Lo1 and Lo2 play the same role as secondary windings S1 and S2. Therefore, the output DC power supply (V o ) can be obtained by appropriately selecting the ratio of the ratio and the winding ratio of the integrated transformer.

인덕터 권선(Lo1,Lo2) 중 하나의 인덕터 권선의 인덕턴스는 다음의 수학식10으로 주어진다.The inductance of one of the inductor windings of the inductor windings Lo1 and Lo2 is given by the following equation (10).

(수학식10)(Equation 10)

Figure 112008041413106-PAT00010
Figure 112008041413106-PAT00010

여기서, Pg는 바깥 한 변에 위치한 공극의 퍼미언스(permeance)로 다음의 수학식11과 같다.Here, P g is the permeability of the gap located on the outer side of the equation (11).

(수학식11)(Equation 11)

Figure 112008041413106-PAT00011
Figure 112008041413106-PAT00011

여기서 μ0는 공기 중의 투자율이고, Ao와 lg는 제1 및 제2 외곽 레그의 단면적과 레그에 형성된 공극(Air Gap)의 길이를 나타낸다. 이에 따른, 자화 인덕턴스는 다음의 수학식12와 같다.Where μ 0 is the permeability in air, and A o and l g represent the cross-sectional areas of the first and second outer legs and the length of the air gap formed in the legs. Accordingly, the magnetization inductance is as shown in Equation 12 below.

(수학식12)(Equation 12)

Figure 112008041413106-PAT00012
Figure 112008041413106-PAT00012

제1 및 제2 외곽 레그의 첨두-첨두(Peak to Peak) 교류 자속과 최대 자속의 크기는 다음의 수학식13과 같다.The peak-to-peak alternating flux and the maximum magnetic flux of the first and second outer legs are expressed by Equation 13 below.

(수학식13)(Equation 13)

Figure 112008041413106-PAT00013
Figure 112008041413106-PAT00013

여기서, fs는 스위칭부(200)의 스위칭 주파수를 나타낸다. 센터 레그에는 직류 자속이 없기 때문에 변압기의 의한 교류 자속만이 존재하며 첨두-첨두 교류 자속의 크기와 최대 자속의 크기는 다음의 수학식14와 같다.Here, f s represents the switching frequency of the switching unit 200. Since there is no direct current flux in the center leg, only the alternating magnetic flux by the transformer exists, and the magnitude of the peak-to-peak alternating magnetic flux and the maximum magnetic flux are shown in Equation 14 below.

(수학식14)(Equation 14)

Figure 112008041413106-PAT00014
Figure 112008041413106-PAT00014

각 레그의 최대 자속 밀도로부터 트랜스포머의 코어에서 자기포화 발생여부를 파악할 수 있고, 교류 자속 밀도로부터 각 레그에서 발생하는 코어 손실을 구할 수 있다. From the maximum magnetic flux density of each leg, it is possible to determine whether magnetic saturation has occurred in the core of the transformer, and the core loss generated in each leg can be obtained from the alternating magnetic flux density.

도 11의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 집적화된 트랜스포머의 전자기적 특성을 나타내는 그래프이다. 도 11의 (a) 내지 (c)에서는 도 2의 전원 장치에서 입력 직류 전원의 전압 레벨을 400 V로 설정하고, 출력 직류 전원의 전력을 1.2W로 전압 레벨을 12 V로 설정하였으며, 스위칭부(200)의 스위칭 주파수는 100 kHz, 일차 권선(P1)의 권선수(Np)는 40, 이차 권선(S1,S2)의 권선수(Ns)는 2, 인덕터 권선(Lo1,Lo2)의 권선수(NL)는 2로 설정한 경우의 정격 부하의 조건에서 집적화된 트랜스포머의 센터 레그의 너비와 외곽 레그의 너비의 비에 따른 전기적인 특성 곡선을 나타낸다. 11 (a) to 11 (d) are graphs showing electromagnetic characteristics of the integrated transformer of the present invention. In FIGS. 11A to 11C, the voltage level of the input DC power is set to 400 V, the output DC power is set to 1.2 W, and the voltage level is set to 12 V in the power supply of FIG. 2. The switching frequency of 200 is 100 kHz, the number of turns N p of the primary winding P1 is 40, the number of turns N s of the secondary windings S1 and S2 is 2, and the inductor windings Lo1 and Lo2 The number of turns N L represents the electrical characteristic curve according to the ratio of the width of the center leg to the width of the outer leg of the integrated transformer under the condition of rated load when set to 2.

일반적으로 종래에 사용되는 상용 코어인 경우 센터 레그의 너비와 외곽 레그의 너비의 비는 약 2이다. 도 11의 (a)를 보면 상용 코어의 경우 센터 레그의 첨두 자속밀도가 외곽 레그에 비해 매우 작아 센터 레그의 단면적이 효과적으로 이용되지 않음을 알 수 있다. 이에 따라 도 11의 (b)에 보인 바와 같이 전력 변환 효율은 센터 레그의 단면적이 외곽 레그에 비해 큼에도 불구하고 효율이 낮아짐을 알 수 있다. 그 이유는 센터 레그의 코어 손실의 감소는 작은데 비해 오히려 동손이 증가하기 때문이다.In general, in the case of commercially available cores, the ratio of the width of the center leg to the width of the outer leg is about 2. Referring to (a) of FIG. 11, in the case of a commercial core, the peak magnetic flux density of the center leg is much smaller than that of the outer leg, so that the cross-sectional area of the center leg is not effectively used. Accordingly, as shown in FIG. 11B, the power conversion efficiency is lower even though the cross section of the center leg is larger than that of the outer leg. The reason is that the core loss of the center leg is small but the loss is increased.

반면에, 본 발명의 집적화된 트랜스포머에 적용된 바와 같이 센터 레그의 너비와 외곽 레그의 너비의 비를 2 미만으로 적용하는 경우 센터 레그의 첨두 자속 밀도가 증가하는 것을 볼 수 있으며, 센터 레그의 너비와 외곽 레그의 너비의 비가 1인 지점을 기점으로 센터 레그의 첨두 자속 밀도가 급격히 증가하는 것을 볼 수 있다. 또한 센터 레그의 너비와 외곽 레그의 너비의 비가 1/2에서는 센터 레그와 외곽 레그의 첨두 자속밀도가 균등해짐을 알 수 있다. 이에 따라, 도 11의 (b)를 보면 센터 레그의 너비와 외곽 레그의 너비의 비를 2 미만으로 적용하는 경우 센터 레그의 전력 변환 효율이 증가하는 것을 볼 수 있으며, 마찬가지로 도 11의 (c)를 보면 센터 레그의 너비가 외곽 레그의 너비의 2배인 상용 코어의 전력밀도에 비해 센터 레그의 너비와 외곽 레그의 너비가 같은 경우 전력 밀도가 약 20 % 증가함을 알 수 있다. On the other hand, when the ratio of the width of the center leg to the width of the outer leg is less than 2 as applied to the integrated transformer of the present invention, it can be seen that the peak magnetic flux density of the center leg is increased. From the point where the outer leg width ratio is 1, the peak magnetic flux density of the center leg is rapidly increased. In addition, when the ratio of the width of the center leg to the width of the outer leg is 1/2, the peak magnetic flux density of the center leg and the outer leg becomes equal. Accordingly, referring to FIG. 11B, when the ratio of the width of the center leg to the width of the outer leg is less than 2, it can be seen that the power conversion efficiency of the center leg increases. It can be seen that the power density increases about 20% when the center leg width and the outer leg width are the same as those of the commercial core where the center leg width is twice the width of the outer leg.

따라서 본 발명의 집적화된 트랜스포머를 사용하면 전력 변환 효율과 전력밀도가 매우 증가할 수 있음을 알 수 있다. Therefore, it can be seen that the use of the integrated transformer of the present invention can greatly increase power conversion efficiency and power density.

도 11의 (d)는 센터 레그의 너비와 외곽 레그의 너비가 같고, 각 레그의 단면적의 넓이가 같은 정사각형이 되도록 너비와 두께를 조정하여 얻은 코어 형상의 조건에서 부하에 따른 효율 곡선을 나타낸다. 정격 부하에서 98.74 %의 효율이 나오며 0.3 내지 0.5 부하에서 약 99 %의 최대 효율이 나오는 것을 볼 수 있다. FIG. 11 (d) shows an efficiency curve according to load under the condition of a core shape obtained by adjusting the width and thickness so that the width of the center leg is equal to the width of the outer leg, and the width of each leg is the same square. It can be seen that the efficiency is 98.74% at rated load and the maximum efficiency is about 99% at 0.3 to 0.5 load.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is defined by the claims below, and the configuration of the present invention may be modified in various ways without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be changed and modified.

도 1은 종래의 전원장치에 채용된 집적화된 트랜스포머의 구성도.1 is a block diagram of an integrated transformer employed in a conventional power supply device.

도 2는 본 발명의 집적화된 트랜스포머를 이용한 전원 장치의 일 실시형태를 나타내는 구성도.2 is a block diagram showing an embodiment of a power supply apparatus using the integrated transformer of the present invention.

도 3은 본 발명의 집적화된 트랜스포머를 이용한 전원 장치의 다른 일 실시형태를 나타내는 구성도.3 is a block diagram showing another embodiment of a power supply apparatus using the integrated transformer of the present invention.

도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 전원 장치에 채용된 집적화된 트랜스포머의 실시형태 들을 나타내는 구성도.4 (a) and 4 (b) are diagrams showing embodiments of an integrated transformer employed in the power supply apparatus of the present invention.

도 5는 도 2에 도시된 본 발명의 집적화된 트랜스포머를 이용한 전원 장치의 동작 파형도. 5 is an operational waveform diagram of a power supply apparatus using the integrated transformer of the present invention shown in FIG.

도 6의 (a) 및 (b)는 도 5에 도시된 동작 모드 1에서의 집적화된 트랜스포머의 동작을 나타내는 도면.6 (a) and 6 (b) show the operation of the integrated transformer in the operation mode 1 shown in FIG.

도 7의 (a) 및 (b)는 도 5에 도시된 동작 모드 2에서의 집적화된 트랜스포머의 동작을 나타내는 도면.7 (a) and 7 (b) show the operation of the integrated transformer in the operation mode 2 shown in FIG.

도 8의 (a) 및 (b)는 도 5에 도시된 동작 모드 3에서의 집적화된 트랜스포머의 동작을 나타내는 도면.8 (a) and (b) show the operation of the integrated transformer in the operation mode 3 shown in FIG.

도 9의 (a) 및 (b)는 도 5에 도시된 동작 모드 4에서의 집적화된 트랜스포머의 동작을 나타내는 도면.9 (a) and (b) show the operation of the integrated transformer in the operation mode 4 shown in FIG.

도 10은 도 6 내지 도 9의 자기회로의 주요 파형도.10 is a main waveform diagram of the magnetic circuit of FIGS. 6 to 9;

도 11의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 전원 장치에 채용된 집적화된 트랜스포머 의 전자기적 특성을 나타내는 그래프.11A to 11D are graphs showing electromagnetic characteristics of an integrated transformer employed in the power supply apparatus of the present invention.

<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명><Detailed Description of Major Symbols in Drawing>

100...역률 보정부 200...스위칭부100 ... Power factor correction unit 200 ... Switching unit

300...변압부 400...정류부300 ... Transformer 400 ... Rectifier

500...제어부 310...집적화된 트랜스포머500 ... Control section 310 ... Integrated transformer

311...제1 지지부 312...제2 지지부311 ... First support 312 ... Second support

313...제1 외곽 레그 314...제2 외곽 레그313 ... Outer Legs 314 ... Outer Legs 2nd

315...센터 레그 P1...일차 권선315 ... Center leg P1 ... Primary winding

S1,S2...이차 권선 Lo1,Lo2...제1,제2 인덕터 권선S1, S2 ... Secondary winding Lo1, Lo2 ... First, second inductor winding

Claims (11)

입력 직류 전원을 교번 스위칭하여 교류 전원으로 변환하는 스위칭부;A switching unit which alternately switches an input DC power source and converts the AC power into an AC power source; 사전에 설정된 권선비에 따라 상기 스위칭부로부터의 교류 전원의 전압 레벨을 변환하는 변압부;A transformer for converting a voltage level of an AC power supply from the switching unit according to a preset winding ratio; 상기 변압부로부터의 교류 전원을 정류하여 직류 전원을 출력하는 정류부; 및A rectifier for rectifying AC power from the transformer and outputting DC power; And 상기 정류부로부터의 직류 전원의 전압 레벨에 따라 상기 스위칭부의 스위칭 듀티를 제어하는 제어부를 포함하며,A control unit for controlling a switching duty of the switching unit according to the voltage level of the DC power supply from the rectifying unit, 상기 변압부는 The transformer unit 각각 일정 길이로 형성되며 서로 일정 간격으로 이격된 제1 및 제2 지지부와, 상기 제1 및 제2 지지부 사이에 각각 형성되어 상기 제1 및 제2 지지부와 자기적으로 결합되는 제1 및 제2 외곽 레그와 센터 레그를 가지며, 상기 제1 및 제2 지지부는 일단 및 상기 일단의 반대편에 형성된 타단 및 상기 일단 및 타단의 중간에 형성된 중단을 갖고, 상기 제1 및 제2 외곽 레그는 상기 제1 및 제2 지지부의 각 일단끼리와 각 타단끼리를 각각 자기적으로 연결하며, 상기 센터 레그는 상기 제1 및 제2 지지부의 각 중단 끼리를 자기적으로 연결하는 코어; 및First and second supports each having a predetermined length and spaced apart from each other at a predetermined interval, and formed between the first and second supports, respectively, and first and second magnetically coupled to the first and second supports. Has an outer leg and a center leg, the first and second support portions have one end and the other end formed opposite to the one end and a middle end formed in the middle of the one end and the other end, and the first and second outer leg have the first leg. And magnetically connecting the respective ends of the second support and the other ends, respectively, and the center leg magnetically connecting the respective interruptions of the first and second supports. And 상기 센터 레그에 권선된 일차 권선과, 상기 센터 레그에 권선되어 상기 일차 권선과 전자기 결합하여 상기 권선비에 따라 상기 교류 전원의 전압 레벨을 변환하는 이차 권선과, 상기 제1 및 제2 외곽 레그 중 적어도 하나의 외곽 레그에 권 선되며 상기 이차 권선으로부터의 레벨 변환된 교류 전원을 안정화하는 인덕터 권선을 갖는 코일 그룹을 가지며,A primary winding wound around the center leg, a secondary winding wound around the center leg and electromagnetically coupled to the primary winding to convert a voltage level of the AC power source according to the turns ratio, and at least one of the first and second outer legs Has a coil group wound around one outer leg and having an inductor winding to stabilize the level-converted AC power from the secondary winding, 상기 제1 및 제2 외곽 레그의 단면과 상기 센터 레그의 단면은 각각 상기 제1 및 제2 지지부의 길이방향의 너비를 갖고, 상기 제1 및 제2 외곽 레그의 너비는 각각 상기 센터 레그의 너비의 0.5배를 초과하고 2배 이하인 것을 특징으로 하는 집적화된 트랜스포머를 이용한 전원 장치. Cross-sections of the first and second outer legs and cross-sections of the center legs respectively have longitudinal widths of the first and second support portions, and widths of the first and second outer legs are widths of the center legs, respectively. A power supply using an integrated transformer, characterized in that more than 0.5 times and less than 2 times. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 코어는 EE코어 또는 EI코어의 결합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 집적화된 트랜스포머를 이용한 전원 장치. The core is a power supply using an integrated transformer, characterized in that consisting of a combination of EE core or EI core. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 일차 권선, 이차 권선 및 인덕터 권선은 서로 동일 방향으로 권선되는 것을 특징으로 하는 집적화된 트랜스포머를 이용한 전원 장치. And the primary winding, the secondary winding and the inductor winding are wound in the same direction with each other. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이차 권선은 상기 정류부의 직류 전원 출력단에 전기적으로 연결된 중간 탭이 형성되는 것을 특징으로 하는 집적화된 트랜스포머를 이용한 전원 장치. The secondary winding is a power supply using an integrated transformer, characterized in that the intermediate tab is electrically connected to the DC power output terminal of the rectifier is formed. 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 정류부는 복수의 정류용 스위치를 구비하여 상기 변압부로부터의 상기 교류 전원을 전파 정류 방식 또는 반파 정류 방식으로 정류하는 것을 특징으로 하는 집적화된 트랜스포머를 이용한 전원 장치. The rectifier is provided with a plurality of rectifier switches for rectifying the AC power from the transformer in a full-wave rectification method or a half-wave rectification method. 제5항에 있어서, 상기 정류부는The method of claim 5, wherein the rectifying unit 상기 변압부의 인덕터 권선으로부터의 교류 전원을 정류하는 제1 및 제2 정류용 스위치; 및First and second rectifying switches for rectifying AC power from the inductor winding of the transformer unit; And 상기 인덕터 권선과 LC 필터를 형성하여 상기 제1 및 제2 정류용 스위치로부터의 정류된 전원을 안정화하는 캐패시터A capacitor which forms an LC filter with the inductor winding to stabilize the rectified power from the first and second rectifying switches 를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적화된 트랜스포머를 이용한 전원 장치.Power supply using an integrated transformer comprising a. 제6항에 있어서, 상기 인덕터 권선은 The method of claim 6, wherein the inductor winding 상기 코어의 제1 외곽 레그에 권선되는 제1 인덕터 권선; 및 A first inductor winding wound around a first outer leg of the core; And 상기 코어의 제2 외곽 레그에 권선되는 제2 인덕터 권선을 포함하고,A second inductor winding wound around a second outer leg of the core, 상기 제1 인덕터 권선의 일단은 상기 이차 권선의 일단과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 인덕터 권선의 타단은 상기 정류부의 제1 정류용 스위치와 전기적으로 연결되며,One end of the first inductor winding is electrically connected to one end of the secondary winding, and the other end of the first inductor winding is electrically connected to the first rectifying switch of the rectifying unit. 상기 제2 인덕터 권선의 일단은 상기 이차 권선의 타단과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 인덕터 권선의 타단은 상기 정류부의 제2 정류용 스위치와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 집적화된 트랜스포머를 이용한 전원 장치. One end of the second inductor winding is electrically connected to the other end of the secondary winding, and the other end of the second inductor winding is electrically connected to the second rectifying switch of the rectifying unit. Device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스위칭부는 풀 브리지 방식, 하프 브리지 방식 및 푸쉬-풀 방식 중 하나의 스위칭 방식을 선택하는 것을 특징으로 하는 집적화된 트랜스포머를 이용한 전원 장치. The switching unit power supply using an integrated transformer, characterized in that for selecting one of the full bridge, half-bridge and push-pull switching method. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 정류용 스위치는 다이오드 또는 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor; MOSFET)를 포함하는 반도체 스위칭 디바이스로 구성되는 것을 특징으로 하는 집적화된 트랜스포머를 이용한 전원 장치.And said rectifier switch comprises a semiconductor switching device comprising a diode or a metal oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 위상 이동 PWM(Phase Shift Pulse Width Modulation) 방식으로 상기 스위칭부의 스위칭 듀티를 제어하는 것을 특징으로 하는 집적화된 트래스포머를 이용한 전원 장치.And the control unit controls a switching duty of the switching unit by a phase shift PWM (Phase Shift Pulse Width Modulation) method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전원 장치는 상용 AC 전원을 정류하고 역률을 보정하여 상기 입력 직류 전원을 제공하는 역률 보정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적화된 트랜스 포머를 이용한 전원 장치.The power supply unit further comprises a power factor correction unit for rectifying the commercial AC power and correcting the power factor to provide the input DC power.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101101488B1 (en) * 2010-08-12 2012-01-03 삼성전기주식회사 Interleaved type power factor correction circuit having transformer forming seperated wiring structure
KR20120089400A (en) * 2010-11-18 2012-08-10 두산인프라코어 주식회사 Transformer having a function of common-mode noise rejection
EP2866233A1 (en) 2013-10-28 2015-04-29 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Transformer, power supply device, and display device including the same
CN109686538A (en) * 2018-12-11 2019-04-26 华为技术有限公司 A kind of transformer and power supply

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101101488B1 (en) * 2010-08-12 2012-01-03 삼성전기주식회사 Interleaved type power factor correction circuit having transformer forming seperated wiring structure
KR20120089400A (en) * 2010-11-18 2012-08-10 두산인프라코어 주식회사 Transformer having a function of common-mode noise rejection
EP2866233A1 (en) 2013-10-28 2015-04-29 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Transformer, power supply device, and display device including the same
CN109686538A (en) * 2018-12-11 2019-04-26 华为技术有限公司 A kind of transformer and power supply
CN109686538B (en) * 2018-12-11 2020-07-28 华为技术有限公司 Transformer and power supply
US11862377B2 (en) 2018-12-11 2024-01-02 Huawei Technologies Co., Ltd. Transformer and power supply

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