KR20110120188A - 액정표시장치용 인버터 트랜스포머 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LCD용 인버터 트랜스포머의 구조에 관한 것이다. 본 발명에 의한 인버터 트랜스포머는, 1차와 2차의 코일이 권선부가 분리되어 있는 것이 특징으로 한다. 본 발명의 2차 보빈은 LCD 백라이트의 램프를 구동하기 위한 출력부이며, 고압의 출력과 코어의 절연을 위한 연면거리를 만족하는 절연 슬릿을 갖는다. 2차 보빈의 출력은 1입력 1출력~다출력을 가질 수 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 1차 보빈은 1차 전원부와 2차 전원부의 절연 이격을 만족하기 위하여, 양쪽의 가장자이에서부터 절연 슬릿을 가지며 1차와 2차의 전압에 의한 충분한 이격거리를 가지는 거리까지 절연 슬릿을 유지한다. 또한 이 절연 연면거리를 만족하는 지점에서부터 1차 권선을 할 수 있는 권선부를 갖는 것을 특징으로 한다. 이렇게 함으로써 1차와 2차간의 절연 연면거리를 쉽게 1차 보빈에서 얻을 수 있다.

Description

액정표시장치용 인버터 트랜스포머{Inverter transformer for LCD}

본 발명은 인버터 트랜스포머에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1차측과 2차측의 절연 이격 거리를 만족하면서도 간편한 설계 구조를 가지는 액정표시장치용 인버터 트랜스포머에 관한 것이다.

표시장치 기술의 발달에 따라 액정 표시장치(LCD)는 모니터 또는 기타 표시장치분야에서 점차 널리 사용되는 추세이다. CRT 모니터와 비교할 때, 상기 액정표시장치는 종단면이 슬림화 되고 깜박임이 줄어드는 장점을 가진다.

상기 액정표시장치는 백라이트(back-light) 모듈을 필요로 하는 백라이트 시스템을 위해 고압으로 구동되는 형광램프를 가진다. 한편, 구동회로가 있는 인버터는 상기 형광램프를 구동시키는데 사용되며, 이 인버터는 고압의 트랜스포머를 가지는데, 이를 인버터 트랜스포머라고 한다.

인버터 트랜스포머는, 낮은 교류 입력전압으로 높은 교류 출력전압을 발생시켜, 액정표시장치 패널(PANEL)을 구성하는 램프에 전압을 공급하는 역할을 한다.

인버터 트랜스포머는 트랜스포머 1차 측에 인가되는 주파수로 램프 및 판넬의 캐패시턴스와 공진하여 1, 2차 권선비 차이로 트랜스포머 2차 전압을 상승시킬 수 있으므로 인버터 트랜스포머를 공진형 트랜스포머로 부르기도 한다.

도 1 내지 도 4는 종래 기술에 의한 인버터 트랜스포머를 도시한 분해사시도를 나타낸다.

도1은 램프를 직접 구동하는 2차 전원부에 사용되는 개별 인버터 트랜스포머의 분해사시도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 트랜스포머는 1차 권선부(1), 2차 권선부(2), 코어(3), 트랜스캡(4) 등을 구비한다.

도 1에서 트랜스포머의 1차 권선부(1)와 2차 권선부(2)는 하나의 보빈으로 구성되어 있어 1차 권선부(1)와 2차 권선부(2)의 전기적 절연 연면거리를 만족하기 위해서는 1차 권선부와 2차 권선부 사이에 많은 거리를 두어야 하기 때문에 트랜스포머의 길이가 길어지고, 이로 인하여 트랜스포머의 출력 용량은 한계를 가지게 되어 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

도 2 내지 도 4는 현재 많이 사용되고 있는 병렬 구동형 인버터 트랜스포머이다. 병렬구동으로 인버터 트랜스포머를 구동하기 위하여 1차 권선부(1)의 부피가 커져야하므로, 1차와 2차간의 전기적 절연 연면거리를 만족하기 위하여 트랜스캡(4)을 이용 절연 연면거리를 확보하고 있다.

그러나 이러한 방식은 절연 공간거리를 만족하는 데 있어 어려움이 있으며, 변화되는 출력 전압 및 출력 용량에 따라 설계의 검토가 계속 이루어져야 함으로 신규 개발에 어려움이 있다.

또한, 이렇게 트랜스캡(4)을 사용하여 절연 연면거리와 공간거리를 확보할 경우 1차 보빈과 2차 보빈을 이 트랜스캡(4)과 결합한 뒤 코어를 삽입하게 된다. 보빈을 트랜스캡에 삽입 시 방향성 등을 가짐으로 공정 작업자가 조립시 어려움을 겪을 수 있다. 이러한 복잡한 조립 공정이 생산 공정에 포함되면 비효율적인 작업구간이 생김으로서 생산성이 많이 떨어지게 된다. 큰 용량의 병렬 구동의 인버터 트랜스포머이기 때문에 개별 구동형과 비교하기에는 무리가 있으나, 구조의 비교상 첨부하게 되었다.

따라서 종래의 인버터 트랜스포머의 경우 1차와 2차간의 절연 연면거리 및 공간거리를 확보하기 위하여, 비생산적이거나, 비효율적인 단점을 내포하고 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 단점을 해결하고자 하는 것으로 출력이 1~다출력인 개별 램프 구동형 인버터 트랜스포머에서 전기적 절연 연면거리 및 공간거리를 충분히 만족하는 인버터 트랜스포머를 제공하는 것이다.

또한, 1차와 2차의 절연이 보다 확실히 이루어지는 절연 인버터 트랜스포머를 손쉽게 구현함으로써, 인버터 트랜스포머는 물론 인버터 구조를 보단 간편하게 설계 할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 인버터 트랜스포머는,

양쪽 가장자리로부터 소정 개수의 절연 슬릿이 형성되고, 상기 절연 슬릿이 중지되는 지점에서부터 1차 권선부가 형성되는 제1 보빈;

2차 출력 전압과 코어와의 기본 절연 연면거리를 가지는 2차 권선부가 형성된 제2 보빈;

절연 공간거리를 만족하기 위하여 상기 제2보빈을 둘러싸는 구조로 형성되는 트랜스캡;

상기 제1보빈과 제2보빈을 결합하는 한쌍의 코어를 포함한다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 인버터 트랜스포머는,

양쪽 가장자리로부터 소정 개수의 절연 슬릿이 형성되고, 상기 절연 슬릿이 중지되는 지점에서부터 1차 권선부가 형성되는 제1 보빈;

2차 출력 전압과 코어와의 기본 절연 연면거리를 가지는 2차 권선부가 형성된 제2 보빈;

절연 공간거리를 만족하기 위하여 상기 제2보빈을 둘러싸는 구조로 형성되는 절연테잎;

상기 제1보빈과 제2보빈을 결합하는 한쌍의 코어를 포함한다.

상기 제1 보빈에서, 상기 절연 슬릿의 개수와 상기 각 절연슬릿의 깊이는 상기 제2 보빈과 상기 제1 보빈의 절연을 위한 최소연면거리보다 큰 것을 특징으로 한다.

상기 제1 보빈은 연면거리의 최대화를 위하여 각 슬릿 간의 공간거리가 1mm 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 보빈은, 상기 1차 권선부가 시작되는 지점에서 코일의 권선 단자가 형성되며, 상기 코일의 권선단자는 트랜스포머의 바깥쪽(상기 2차 보빈의 권선단자의 반대 방향)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 보빈은, 코일 권선부를 추가하여 1~다출력을 가질 수 있는 보빈을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 보빈은, 권선 단자가 트랜스포머의 바깥쪽(상기 1차 권선단자의 반대 방향)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 보빈에는, 상기 제1 보빈의 1차 코일과의 절연 공간거리를 만족하기 위하여 'ㄷ'자형으로 절연 테이프를 붙임으로써 공간거리를 확보할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 트랜스포머는. 1차와 2차의 절연 공간거리를 위하여, 상기 제1 보빈과 제2 보빈의 공간이격을 1mm이상 하는 것을 특징으로 한다.

상기 트랜스포머는. 1차와 2차의 절연 공간거리를 위하여, 입출력 단자 또는 공간 지지대 등을 제외한 PCB 상면과 트랜스포머의 배면 사이 공간이격을 1mm이상 하는 것을 특징으로 한다.

상기 인버터 트랜스포머는 1차 전원부의 PFC 출력 전압을 1차 코일의 스위칭 전원으로 하여, 2차측의 LCD 백라이트 램프를 구동하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1보빈은. 보빈의 양 가장자리로부터 절연 슬릿을 형성하여, 제2보빈의 기본 절연 연면거리 및 1차 권선부의 연면거리와의 합이 전기적 절연 연면 거리를 충족할 때까지 절연 슬릿을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1보빈은. 연면거리를 만족하는 절연 슬릿이 형성된 지점에서 트랜스포머의 1차 코일을 권선 할 수 있는 권선부를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서는, 제1보빈에 절연 연면거리를 충족하는 절연 슬릿을 형성함으로써 1차측과 2차측간의 전기적 절연을 보다 쉽게 구현할 수 있으며, 공간거리 역시 절연 테이프로 간단히 해결하거나, 필요에 따라 트랜스캡을 사용할 수 있으므로, 1차와 2차의 절연이 용이한 트랜스포머의 설계가 간단해 지는 이점이 있다.

또한, 1차 보빈과 2차 보빈의 공간거리, 트랜스포머와 PCB 간의 공간거리를 줌으로써, 1차 보빈과 2차 보빈 결합 시 또는 PCB 장착 시에 생길 수 있는 이격거리의 문제 역시 쉽게 해결할 수 있다.

이는 기존 트랜스포머의 구조보다 더 쉽게 전기적 절연 연면거리 및 공간거리를 확보하여 많은 절연거리 확보가 필요한 대형 LCD 백라이트에도 적용 할 수 있는 효과가 있으며, 트랜스포머의 설계가 간편해 지는 효과가 있고 여러가지 공간거리 확보를 위한 방식을 채택할 수 있으므로 공정에 따라 작업성이 편리한 방식으로 설계함으로써 공정의 작업성을 높이는 효과를 가진다.

도 1 내지 도 4는 종래의 트랜스포머를 보인 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머의 1차 보빈과 2차 보빈의 형상을 나타낸 도면이다.
도 6 및 도7은 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머의 1차 보빈과 2차 보빈에 코어를 결합하는 형상을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머의 2차 보빈에 절연테잎 또는 트랜스캡을 결합하여 절연을 하는 형상을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 1차 보빈과 2차 보빈간의 공간 절연 거리 및 트랜스포머와 PCB 기판간의 공간절연거리를 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머의 1차 보빈과 2차 보빈의 형상을 나타낸 도면이다.

도 6 및 도7은 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머의 1차 보빈과 2차 보빈에 코어를 결합하는 형상을 나타낸 도면이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머의 2차 보빈에 절연테잎 또는 트랜스캡을 결합하여 절연을 하는 형상을 나타낸 도면이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 1차 보빈과 2차 보빈간의 공간 절연 거리 및 트랜스포머와 PCB 기판간의 공간절연거리를 나타낸 도면이다.

도 5 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인버터 트랜스포머는,

출력이 1~다출력인 개별 램프 구동형 인버터 트랜스포머에서 전기적 절연 연면거리 확보를 위하여 양쪽 가장자리로부터 절연 연면거리를 만족하는 절연 슬릿(110, 120)을 갖고, 이 절연 연면거리를 만족하는 지점에서부터 1차 권선부(130)가 있는 제1보빈(100)과; 출력이 1~다출력을 갖으며, 2차 출력 전압과 코어와의 기본 절연 연면거리를 가지는 2차 권선부(231, 232)가 있는 제2 보빈(200); 절연 공간거리를 만족하기 위하여 제2보빈(200)만을 둘려 싸는 절연테잎(410) 또는 트랜스캡(420) ; 제1보빈(100)과 제2보빈(200)을 결합하는 한쌍의 코어(310, 320)를 포함한다.

여기서 코어(310, 320)는 다른 형태의 코어(330, 340)를 이용할 수도 있다.

여기서 본 발명의 실시예에 따른 인버터 트랜스포머는 액정표시장치의 백라이트 구동을 위해 AC 입력 부 역율 개선 회로(PFC, 도면 미도시)의 출력 전압을 승압하여 LCD 백라이트의 각 램프(도면 미도시)를 개별 구동한다.

이에 따라 인버터 트랜스포머는 전기적 절연을 위한 연면거리 및 공간거리 등 절연 이격거리를 만족해야하며, 고압의 출력을 갖는 LCD 백라이트 인버터의 특성상 백라이트에 따라 차이가 있지만 많은 이격거리를 필요로 함은 자명하다.

이에 상기 인버터 트랜스포머의 1차 권선부(130)가 있는 제1 보빈(100)에는, 양쪽 가장자리로부터 시작되는 절연 슬릿(110, 120)이 존재하며, 이 절연 슬릿(110, 120)은 전기적 절연 연면거리를 만족하기 위하여 중간 지점을 향하여 형성되며, 1차 권선부(130)의 양쪽 가장자리의 연면거리와 제2 보빈의 절연 슬릿의 합이 전기적 절연 연면거리를 충족할 때까지 절연 슬릿을 늘린다.

이때, 상기 제1보빈(100)의 절연 슬릿(110, 120)은 연면거리를 충족하기 위하여 최소 슬릿간의 공간거리가 1mm 이상이 되어야 한다.

각 절연슬릿(111~116)은 서로 공간거리가 있고, 소정 깊이로 파여 있으며, 이러한 구조로 인하여 연면거리를 늘릴 수 있다. 이러한 구조는 절연슬릿(120)에도 적용되며, 전기적 절연 연면 거리를 만족하도록 절연슬릿의 개수를 조절할 수 있다.

또한, 제1보빈(100)의 1차 권선부(130)의 권선 단자(141, 142)는 절연 슬릿(110, 120)의 형성이 끝나고, 1차 권선부(130)가 시작되는 지점에서 트랜스포머의 바깥쪽(2차 출력 단자와 반대 방향)으로 위치하여 절연 연면거리에 지장을 주지 않도록 형성되어 있다.

제1보빈(100)의 절연 슬릿(110, 120)에 의한 전기적 절연 연면거리의 충족은 병렬 구동형 인버터 트랜스포머가 아닌 비교적 용량이 적은 개별 구동형 인버터 트랜스포머에서 제1보빈(100)에 권선되는 1차 코일의 권선 부피가 적으므로 적합하다.

상기 인버터 트랜스포머의 제2보빈(200)은, 백라이트의 램프를 구동하기 위한 출력 단자(241, 242, 243, 244)를 갖는다.

제2보빈(200)의 출력은 1출력~다출력으로 출력 단자(241, 242, 243, 244)의 설계가 가능하게 설계할 수 있으며, 2차 출력 단자(241, 242, 243, 244)는 트랜스포머의 바깥쪽(1차 권선 단자와 반대 방향)으로 위치한다.

또한 이 제2보빈(200)의 절연 슬릿(210)은, 트랜스포머의 크기를 최소화하기 위하여 코어(310, 320) to 2차 출력 코일 간의 최소 이격거리를 만족하는 수준으로 설계한다.

상기 제2보빈(200)에는, 제1보빈(100)의 1차측과 절연 공간거리를 충족하기 위하여 'ㄷ'자 형태로 절연 테이프(410) 또는 작업성에 따라 'ㄷ'자형 트랜스캡(420)을 설치하여 절연을 한다. 이로부터 1차 보빈(100)과 2차 보빈(200)간의 절연 공간거리가 확보될 수 있다.

필요에 따라 상기 제1보빈(100)의 1차 권선은, 안전성 문제 또는 제2보빈(200)의 절연 물질로 인한 공간거리 미확보시에 절연 테이프 또는 절연 슬릿이 아닌 1차 권선부(130)만을 감싸는 트랜스캡으로 안전성 또는 절연 공간거리를 확보할 수 있게 한다.

상기 제1보빈(100)과 제2보빈(200)은 한쌍의 코어(310, 320)로 결합되며, 결합시 양 보빈의 최소 공간거리는 1mm 이상으로 한다. 필요에 따라 다양한 형태의 코어가 적용가능하며, 다른 형태의 코어(330, 340)를 도시하였다.

상기 트랜스포머는 PCB 바닥면과 닿을 경우 공간거리의 기준에 미달 되므로, 1차 2차의 입-출력 단자를 제외한 트랜스포머의 몸체는 PCB(600) 기판과 1mm 이상 이격시킨다.

이를 위해 도 9에서와 같이, 1차 보빈(100)과 2차 보빈(200)을 지지하는 지지대(500)의 양쪽 가장자리에 핀(501, 502)을 형성하여 PCB 기판(600)과의 공간 절연거리를 형성할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (11)

1. 양쪽 가장자리로부터 소정 개수의 절연 슬릿이 형성되고, 상기 절연 슬릿이 중지되는 지점에서부터 1차 권선부가 형성되는 제1 보빈;
   2차 출력 전압과 코어와의 기본 절연 연면거리를 가지는 2차 권선부가 형성된 제2 보빈;
   절연 공간거리를 만족하기 위하여 상기 제2보빈을 둘러싸는 구조로 형성되는 트랜스캡;
   상기 제1보빈과 제2보빈을 결합하는 한쌍의 코어를 포함하는 인버터 트랜스포머.
2. 양쪽 가장자리로부터 소정 개수의 절연 슬릿이 형성되고, 상기 절연 슬릿이 중지되는 지점에서부터 1차 권선부가 형성되는 제1 보빈;
   2차 출력 전압과 코어와의 기본 절연 연면거리를 가지는 2차 권선부가 형성된 제2 보빈;
   절연 공간거리를 만족하기 위하여 상기 제2보빈을 둘러싸는 구조로 형성되는 절연테잎;
   상기 제1보빈과 제2보빈을 결합하는 한쌍의 코어를 포함하는 인버터 트랜스포머.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 보빈에서, 상기 절연 슬릿의 개수와 상기 각 절연슬릿의 깊이는 상기 제2 보빈과 상기 제1 보빈의 절연을 위한 최소연면거리보다 큰 것을 특징으로 하는 인버터 트랜스포머.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 보빈은 각 슬릿 간의 공간거리가 1mm 이상인 인버터 트랜스포머.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 보빈은, 상기 1차 권선부가 시작되는 지점에서 코일의 권선 단자가 형성되며, 상기 코일의 권선단자는 트랜스포머의 바깥쪽(상기 2차 보빈의 권선단자의 반대 방향)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인버터 트랜스포머.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2 보빈은, 코일 권선부를 추가하여 1~다출력을 가질 수 있는 보빈을 형성하는 것을 특징으로 하는 인버터 트랜스포머.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2 보빈은, 권선 단자가 트랜스포머의 바깥쪽(상기 1차 권선단자의 반대 방향)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인버터 트랜스포머.
8. 제7항에 있어서,
   상기 절연테이프 또는 상기 트랜스캡은 'ㄷ'자형으로 상기 제2 보빈과 결합되는 것을 특징으로 하는 인버터 트랜스포머.
9. 제8항에 있어서,
   상기 트랜스포머는. 1차와 2차의 절연 공간거리를 위하여, 상기 제1 보빈과 제2 보빈의 공간이격을 1mm이상 하는 것을 특징으로 하는 인버터 트랜스포머.
10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보빈 및 제2 보빈은 외부의 PCB 기판 상면과 공간이격을 1mm이상 갖는 것을 특징으로 하는 인버터 트랜스포머.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1보빈은. 보빈의 양 가장자리로부터 절연 슬릿을 형성하여, 제2보빈의 기본 절연 연면거리 및 1차 권선부의 연면거리와의 합이 전기적 절연 연면 거리를 충족할 때까지 절연 슬릿을 형성하는 것을 특징으로 하는 인버터 트랜스포머.

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