KR20110116880A - 멀티 드럼형 트랜스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티 드럼형 트랜스에 관한 것으로, 적어도 2개 이상의 수납홈을 갖되, 수납홈 간에는 간격이 유지되며, 상부가 개방된 베이스와; 상기 베이스의 길이방향 양측에 구비된 판상의 지지대와; 상기 지지대를 서로 연결하여 상기 베이스의 개방된 상부가 벌어지지 않도록 결속하는 보강대와; 상기 수납홈에 안착되고, 코일이 권선되며, 코일이 권선되는 수직형 권선축, 상기 권선축의 상단 및 하단에 각각 평행하게 고정된 판상의 상편 및 하편으로 이루어져 '

'형 외관을 갖는 코어와; 상기 지지대 상에 구비되고, 상기 코일의 인/아웃이 접속되는 다수의 연결핀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 드럼형 트랜스를 제공한다.
본 발명은 보빈을 사용하지 않으면서 코어간 간격 조절을 통해 자기장을 용이하게 조절할 수 있어 전류치에 따른 인덕턴스를 쉽고 정확하게 조절할 수 있으며, 최대 권선 폭을 종래 대비 20~30% 향상시키는 효과와 함께 일반재질로 베이스를 만들 수 있어 비용을 절감하는 효과를 제공하고, 나아가 별도의 차폐체를 구비하지 않아도 되므로 재료비를 절감하고, 구조를 단순화시킬 수 있어 작업성이 향상되며, 소음을 줄이는 효과도 얻을 수 있다.

Description

멀티 드럼형 트랜스{MULTI DRUM TYPE TRANS}

본 발명은 멀티 드럼형 트랜스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 드럼간 거리 조절을 통해 전류치에 따른 요구 인덕턴스를 자유롭게 조절할 수 있고, 코어 자체로 상,하측에 발생된 자기장을 차폐할 수 있어 별도의 알루미늄 차폐체를 구비하지 않아도 되므로 구조가 간단하고, 재료비를 절감하며, 작업이 용이하고, 소음발생을 최소화시키도록 개선된 멀티 드럼형 트랜스에 관한 것이다.

일반적으로, 트랜스(Trans)는 트랜스포머(Transformer)의 약칭으로서, 전자기유도현상을 이용하여 교류의 전압이나 전류의 값을 변화시키는 장치이다.

이러한 트랜스의 기본적인 구성은 구리선을 감아서 만든 두 쌍 이상의 코일(1차코일, 2차코일)과 각 코일을 관통하고 있는 코어로 구성되고, 코일은 대부분 동일한 테에 감겨져 있으며, 권선수(捲線數)를 바꿈으로써, 1차와 2차의 전압을 바꿀 수가 있다.

이와 같은 트랜스는 전기회로의 임피던스 정합을 취하여 전기적인 효율을 증가시키거나 회로를 교류적으로는 결합해 놓으면서 직류적으로 분리할 수 있고, 또한 1차 및 2차 코일의 전압을 변화시켜 그것에 따르는 전류의 감소 또는 증가를 조절할 수 있으므로 텔레비젼, 라디오, 통신기기 등을 비롯한 각종 산업분야에서 다양한 용도로 활용된다.

그런데, 이러한 종래 트랜스 중 특히, 드럼형 트랜스의 경우 높이 활용에 대한 창면적 효율이 떨어지고 높이가 낮아짐에 따라 권선이 외곽으로 넓어지며, 높이 한계성 문제로 인해 효율이 높은 재질을 사용해야 하기 때문에 코스트(cost)가 상승되는 단점이 있었다.

예컨대, 도 1과 같이, 코어(core)(10)의 높이가 8mm인 드럼형 트랜스의 예를 예시적으로 설명하자면, 보빈(20)에 권선할 수 있는 권선 폭이 최대 3.4mm 밖에 되지 않아 그 이상 유지하기 어렵고, 또한 에어갭(Air Gap)(30)이 권선 내부에 있기 때문에 온도 상승을 초래하여 효율이 저하되며, 보빈(20)의 가이드 두께도 2.5mm 밖에 활용하지 못하므로 부득이하게 인서트 사출해야 하는 불편과 비용상승을 초래하는 단점이 있었다.

뿐만 아니라, PFC(Power Factor Corrected) 인덕터로 사용하기 위해서는 용량에 따라 인덕턴스의 값을 정확하면서도 자유롭게 가변시킬 수 있어야 하는데, 종래 트랜스의 구조로는 정확한 인덕턴스 조절이 용이치 않았다.

아울러, 제품 동작시 트랜스에 형성되는 자기장이 노이즈로 발생하여 방사하게 되면 성능을 저하시키게 되는데, 최근 전자제품들이 슬림화되면서 트랜스의 상,하측을 차폐할 수 없어 이러한 문제는 더욱 가속화되고 있다.

이에, 도 2에서와 같이, 코어(10)의 중앙에 알루미늄 차폐체(40)를 설치하여 이를 해소하려는 기술들이 개시되었으나 이 경우에는 구조가 복잡해지고, 재료비가 상승되며, 알루미늄 차폐체를 설치하기가 쉽지 않아 작업성이 떨어지고, 작업공수가 증가하여 생산성이 저하되는 등 많은 파생 단점들이 부각되었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 코어의 구조를 개선하되 보빈을 사용하지 않는 구조를 구현하여 에어갭을 권선 바깥에 위치하게 함으로써 권선의 온도상승을 막고 그에 따른 효율저하를 방지하면서 종래 드럼형 트랜스 대비 20~30%의 최대 권선 폭을 유지할 수 있어 통상의 자성재료를 통해서도 트랜스를 구성할 수 있으므로 비용절감을 달성하고, 나아가 드럼간 간격 조절만으로도 전류치에 따른 요구 인덕턴스를 쉽고 정확하게 맞출 수 있으며, 트랜스의 상.하측에 발생되는 자기장의 영향으로 성능이 저하되는 것을 막을 수 있을 뿐 아니라 코어 자체로 상,하측 자기장 차폐가 가능하여 노이즈를 차폐가 가능한 저가형 다목적 멀티 드럼형 트랜스를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 적어도 1개 이상의 수납홈을 갖되, 수납홈 간에는 간격이 유지되며, 상부가 개방된 베이스와; 상기 베이스의 길이방향 양측에 구비된 판상의 지지대와; 상기 지지대를 서로 연결하여 상기 베이스의 개방된 상부가 벌어지지 않도록 결속하는 보강대와; 상기 수납홈에 안착되고, 코일이 권선되며, 코일이 권선되는 수직형 권선축, 상기 권선축의 상단 및 하단에 각각 평행하게 고정된 판상의 상편 및 하편으로 이루어져 '

'형 외관을 갖는 코어와; 상기 지지대 상에 구비되고, 상기 코일의 인/아웃이 접속되는 다수의 연결핀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 드럼형 트랜스를 제공한다.

이때, 상기 베이스 및 코어는 원형 또는 다각형상으로 형성된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 코어에 권취되는 코일은 2개씩 직렬 연결된 후 2묶음씩 병렬 연결되는 형태로 다수개 설치되어 용량을 가변시킬 수 있도록 구성되는 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 코어와 코어 간 거리를 조절하여 전류치에 따른 인덕턴스를 조절할 수 있도록 구성된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 코어를 구성하는 권선축의 중앙, 상단, 하단, 상하 양단 중 어느 하나에 자기장 차폐용 코어가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 보빈을 사용하지 않으면서 코어간 간격 조절을 통해 자기장을 용이하게 조절할 수 있어 전류치에 따른 인덕턴스를 쉽고 정확하게 조절할 수 있으며, 최대 권선 폭을 종래 대비 20~30% 향상시키는 효과와 함께 일반재질로 베이스를 만들 수 있어 비용을 절감하는 효과를 제공한다.

뿐만 아니라, 별도의 차폐체를 구비하지 않아도 되므로 재료비를 절감하고, 구조를 단순화시킬 수 있어 작업성이 향상되며, 소음을 줄이는 효과도 얻을 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 드럼형 트랜스의 예시적인 개략 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 드럼형 트랜스에 알루미늄 차폐체가 설치된 예를 보인 샘플 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 멀티 드럼형 트랜스의 예시적인 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 멀티 드럼형 트랜스를 구성하는 베이스의 예시적인 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 멀티 드럼형 트랜스의 예시적인 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 멀티 드럼형 트랜스의 예시적인 평면도 및 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 멀티 드럼형 트랜스의 코어 변형예를 보인 모식도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 멀티 드럼형 트랜스는 도 3과 같은 개념으로 설계된다.

즉, 기존에는 보빈(Bobbin)이 코어(Core) 내부에 구비되었으나, 본 발명에서는 보빈이 최소화 또는 삭재된 상태로 코어(100)만 존재하는 구조로 이루어진다.

그리고, 상기 코어(100)는 대략 '

' 형상을 갖는데, 특히 코일이 감기는 권선축(110)을 기준으로 그의 상단과 하단에 각각 수직하게 상편(120)과 하편(130)이 고정되되, 상기 상편(120)과 하편(130)은 길게 연장되어 일종의 보빈과 같은 형상을 취함으로써 이들 사이의 공간인 권취공간(140)상에 코일이 감길 수 있게 구성된다.

이때, 앞서 종래 기술에서 설명하였던 종래 드럼형 트랜스중 코어의 높이가 8mm인 예와 대비해 볼 때, 코어의 높이는 8mm로 동일하지만 최대 권선 폭이 4.4mm까지 늘어나게 되어 기존 대비 20~30%의 증대 효과를 얻을 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 권취공간(140)의 외측이 개방되어 있기 때문에 에어갭이 열려 있는 상태가 되어 권선된 와이어의 온도 상승을 극소화시킬 수 있다.

보다 구체적으로, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 멀티 드럼형 트랜스는 베이스(200)를 포함하며, 상기 베이스(200)에는 코어(100)가 안착되는데 상기 코어(100)는 앞서 도 3을 통해 설명한 바와 같다.

여기에서, 상기 베이스(200)와 코어(100)가 원통형상으로 예시되어 있으나 반드시 이에 국한될 필요는 없으며, 다각형도 가능함은 물론이다.

또한, 도시된 예는 2개가 멀티 드럼형 트랜스를 보여 주고 있으나, 이또한 이에 국한되지 않고 2개씩 직렬로 연결하여 한 조를 이루고, 이를 2개 구비한 2 묶음을 병렬로 연결하는 등 세트(set)에서 필요로 하는 사양에 맞춰 다양한 특성을 구현할 수 있을 것이다.

도시된 예에 따르면, 상기 베이스(200)는 일종의 틀체로서, 상기 코어(100)을 지지 고정하는 기능을 담당한다.

그리고, 상기 베이스(200)의 내부에는 적어도 하나 이상, 바람직하기로는 2개의 드럼형 코어(100)를 각각 수납할 수 있도록 수납홈(210)이 형성된다.

아울러, 상기 베이스(200)의 길이방향 양측에는 지지대(220)가 구비된다.

이때, 상기 지지대(220)는 대략 판상의 부재로 형성됨이 바람직하고, 나아가 상기 베이스(200)와 일체로 형성되면 더욱 좋다.

또한, 상기 지지대(220)의 길이 중간부는 보강대(240)에 의해 서로 연결된다.

상기 보강대(240)는 일종의 연결바로서, 상기 지지대(220)를 상호 연결하여 구속함으로써 상부가 개방된 베이스(200)가 폭방향으로 벌어지는 것을 방지하도록 이를 결속하게 된다.

뿐만 아니라, 상기 보강대(240)는 상기 수납홈(210)을 이등분함으로써 코어(100)의 설치위치를 특정하도록 안내하기도 한다.

한편, 상기 보강대(240)에는 적어도 하나 이상의 연결핀(230)이 구비된다.

상기 연결핀(230)은 코어(100)에 권취된 코일을 인출하여 전기 접속을 위한 핀으로서 코일당 인/아웃 2개씩 2개의 코어(100)가 구비될 경우 총 4개 설치될 수 있으며, 경우에 따라서는 더 많은 개수가 구비될 수도 있다.

또한, 도 6에 도시된 단면도에서와 같이, 상기 코어(100)와 코어(100) 사이에는 간격(D)이 형성되는데, 본 발명에서는 이 간격(D)의 크기를 조절함으로써 요구하는 인덕턴스(Inductance)를 조절할 수 있다.

이 경우, 상기 간격(D)의 조절은 수납홈(210)의 중심간 거리를 조절하거나 혹은 코어(100)의 크기(단, 높이는 고정)를 조절하는 것에 의해 가능할 것이다.

예컨대, 상기 코어(100)간 간격(D)을 늘리고 줄이는 것에 의해 코일에 의해 형성된 자기장을 변화시킬 수 있게 되는데, 가해지는 전류량(치)에 따라 자기장을 조절하기 위해 간격(D)을 늘리거나 좁혀 원하는 인덕턴스를 나타내도록 설계할 수 있다.

특히, 단위 드럼 코어(100)당 필요한 인덕턴스는 이를 테면, 코어(100)에 필요한 인덕턴스의 1/N값을 만들어 이를 N개의 코어(100)로 직렬연결하면 간단히 원하는 인덕턴스를 얻을 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 여러 형태의 크기(인치)를 갖는 통합 보드 설계시 기존에는 각 크기별로 다수의 코어를 구비하였으나, 본 발명에서는 간단히 인덕턴스를 조절하여 원하는 값을 쉽게 얻을 수 있으므로 크기별로 별도 제작할 필요없이 멀티 드럼형 코어를 통해 통합 보드를 설계할 수 있어 비용을 절감하는 효과도 얻을 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 멀티 드럼형 트랜스는 용량 조절이 쉽고, 별도의 보빈없이도 기능을 수행할 수 있으면서 권선 폭을 기존 동종 대비 20~30%나 더 증대시킬 수 있어 효율이 높아진다. 뿐만 아니라, 인덕턴스 조절이 용이하며, 코어 자체로 상,하측 자기장을 차폐할 수 있으므로 세트 설계시 매우 유리하며, 별도의 자기장 차폐체를 설치하지 않아도 되므로 구조가 간단해지고, 작업성이 향상되며, 재료비를 절감할 수 있다.

또한, 본 발명은 에어갭이 권선 외부에 위치하게 되어 공냉을 통한 냉각기능까지 갖게 되어 열화 우려가 적고, 장수명화가 가능한 장점도 제공한다.

나아가, 본 발명에 따른 멀티 드럼형 트랜스는 구조가 간단하여 조립이 쉽고, 코어의 배치를 달리함으로써 간단히 용량을 확장할 수 있는 장점도 제공한다.

따라서, 종래 트랜스 대비 활용도나 활용분야가 더 넓어질 것으로 기대된다.

또한, 다른 예로, 도 7과 같이 코어(100)의 형상을 다양하게 변형시킬 수도 있을 것이다.

100 : 코어 110 : 권선축
120 : 상편 130 : 하편
140 : 권취공간 200 : 베이스
210 : 수납홈 220 : 지지대
230 : 연결핀 240 : 보강대

Claims (5)

1. 적어도 1개 이상의 수납홈을 갖되, 수납홈 간에는 간격이 유지되며, 상부가 개방된 베이스와;
   상기 베이스의 길이방향 양측에 구비된 판상의 지지대와;
   상기 지지대를 서로 연결하여 상기 베이스의 개방된 상부가 벌어지지 않도록 결속하는 보강대와;
   상기 수납홈에 안착되고, 코일이 권선되며, 코일이 권선되는 수직형 권선축, 상기 권선축의 상단 및 하단에 각각 평행하게 고정된 판상의 상편 및 하편으로 이루어져 '

   

   '형 외관을 갖는 코어와;
   상기 지지대 상에 구비되고, 상기 코일의 인/아웃이 접속되는 다수의 연결핀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 드럼형 트랜스.
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 베이스 및 코어는 원형 또는 다각형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 멀티 드럼형 트랜스.
3. 청구항 1에 있어서;
   상기 코어에 권취되는 코일은 2개씩 직렬 연결된 후 2묶음씩 병렬 연결되는 형태로 다수개 설치되어 용량을 가변시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 드럼형 트랜스.
4. 청구항 1에 있어서;
   상기 코어와 코어 간 거리를 조절하여 전류치에 따른 인덕턴스를 조절할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 멀티 드럼형 트랜스.
5. 청구항 1에 있어서;
   상기 코어를 구성하는 권선축의 중앙, 상단, 하단, 상하 양단 중 어느 하나에 자기장 차폐용 코어가 형성된 것을 특징으로 하는 멀티 드럼형 트랜스.

Images