KR20120089400A - 노이즈에 대한 필터 기능이 포함된 트랜스포머 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일반 산업용/가정용 단상/삼상 전원(utility grid)을 사용하는 전기 시스템에서 사용자 시스템 및 계통의 보호와 오동작 방지를 위하여 사용되는 노이즈 필터와 트랜스포머(변압기)의 부피/무게와 가격을 줄이기 위한 것으로, 유사한 재질을 사용하는 두 전장부품의 마그네틱 코어를 공통으로 사용하고 역방향 권선을 이용함으로써 두 전장부품의 기능을 그대로 유지하면서 한 개의 전장부품으로 통합하는 것에 관련된 발명이다. 본 발명은 한 개의 전장부품으로 두 시스템을 전기적으로 절연시켜줄 뿐만 아니라 동상모드 및 차동모드 노이즈 성분의 전달까지 제거할 수 있게 해 준다.

Description

노이즈에 대한 필터 기능이 포함된 트랜스포머{Transformer having a function of common-mode noise rejection}
본 발명은 일반 산업용/가정용 단상/3상 전원(utility grid)을 사용하는 전기 시스템에서 부피와 가격을 높게 차지하는 수동소자들을 줄이기 위한 것으로, 사용자 시스템과 상용 전원 사이에 동상모드(common-mode, CM) 및 차동모드(differential-mode, DM) 노이즈 성분을 제거하기 위한 CM 필터와 사용자 및 시스템의 안전과 전압의 승압/감압을 위해 사용되는 트랜스포머(변압기)를 결합한 새로운 구조에 관한 것이다.
전력계통에 접속하여 전력을 공급받는 전기 시스템의 경우, 전압의 승압/감압 및 사용자 시스템의 보호를 위하여 일반적으로 계통과 사용자 시스템 간에 60Hz (혹은 50Hz) 전력 트랜스포머(변압기)가 많이 구성된다. 이러한 트랜스포머는 각 전기적인 상(phase)당 1차측 권선(winding)과 2차측 권선을 포함하고 있으며 이 권선은 마그네틱 코어를 중심으로 감겨져 있다. 상기 1차측 권선과 2차측 권선은 전기적으로 완전히 분리되어 있으며, 상용 전원 주파수(60Hz, 50Hz)에 작용하는 전자기적 효과를 이용하여 1차측(2차측)의 전기 에너지가 2차측(1차측)으로 전달되게 된다. 따라서, 권선의 구성을 조절하여 특정 전압 크기를 가지는 상용 전원을 승압 혹은 감압함으로써 사용자 시스템을 적절한 전압에서 동작하도록 해준다. 뿐만 아니라, 1차측(2차측) 전원(혹은 전기 시스템)이 절대 접지(earth ground)에 대해 상대적으로 문제(예를 들어 상불평형, DC 전압 등)를 가지고 있더라도 2차측(1차측)에서는 이로 인해 사용자가 감전되거나 시스템이 파괴되는 것으로부터 보호받게 된다.
한편, 상용 전원 시스템(계통)은 전송 임피던스와 부하에 따라서 전압 품질이 크게 변화하게 된다. 즉, 사용자 시스템이 발전설비로부터 멀리 있을수록 전압 왜곡이 심해지고 비선형 부하가 증가함에 따라서 고조파 하모닉 성분이 증가하며 상간의 불평형 부하에 의한 전압 불평형 및 중성점 전압의 변동 등이 사용자 시스템의 동작에 영향을 미치게 된다. 뿐만 아니라, 사용자 시스템 또한 입력 전류에 하모닉 성분을 포함하고 있으면 전원 시스템에 악영향을 미치게 된다. 따라서 전원 및 사용자 시스템의 안전과 사용자 시스템의 오동작을 방지하기 위하여 많은 경우에 있어서, 동상모드(common mode) 및 차동모드(differential mode) 노이즈 필터(noise filter)가 계통과 사용자 시스템 사이에 구성된다.
상술한 바와 같은 이유로 전장에 구성되는 트랜스포머와 노이즈 필터는 AC를 DC로 바꾸어주는 전력변환 시스템에 널리 사용되는데, 일반적인 구조를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 트랜스포머와 노이즈 필터가 사용된 기존의 3상 전력변환 회로를 도시하였고, 도 2는 도 1과 같은 구조를 단상으로 구성한 트랜스포머와 노이즈 필터의 구조를 도시하였다.
도 1에서 상용 전원(계통)(12)에서 발생한 전기에너지는 전송선로나 변압기와 같은 전송 임피던스(11)를 거쳐 사용자 시스템으로 들어오게 된다. 필요에 따라 전기적인 제어를 위하여 AC 리엑터(25)와 같은 소자가 장착되기도 하며, 트랜스포머(23)와 노이즈 필터(24)가 직렬로 접속되고 다시 AC/DC 컨버터(26)로 연결되는 구조를 가진다. 단 트랜스포머(23), 노이즈 필터(24), AC 리엑터(25)의 직렬 접속 순서는 가변적으로 구성될 수 있다. 본 발명은 도 1의 트랜스포머(23)과 (24)를 통합하여 한 개의 컴포넌트(20)로 구성하는 방법에 관한 것이다.
도 2는 간략한 도시를 위하여 단상으로 구성된 트랜스포머(23)와 노이즈 필터(24)의 구조를 보여 주며, 접속순서는 필요에 따라 바뀔 수 있고, 이 경우에도 같은 방식으로 동작한다. 트랜스포머(23)는 1차측 권선(19)과 2차측 권선(18), 그리고 자성재로로 만들어진 코어(13)로 이루어지는데, 1차측 권선(19)과 2차측 권선(18)은 전기적으로 절연되어 있으며 오로지 코어(13)로 전달되는 자계(Electro-magnetic field)에 의해서 전기에너지가 1차측에서 2차측으로 혹은 2차측에서 1차측으로 전달된다.
도 2의 노이즈 필터(24)도 코어(17)와 권선을 포함하지만 권선을 감는 방법과 캐패시터들(14a, 14b, 15a, 15b)을 입?출력단에 구성하는 것이 트랜스포머와 큰 차이를 보인다. 두 권선을 서로 다른 방향으로 코어에 감아서 전자기적으로 동상모드 AC 성분에 대해서만 권선의 인덕턴스가 발생하고, 이에 따라서 등가적으로 접지(16) 대비 LC 필터의 기능을 하게 된다. 한편, 차동모드 성분에 대해서는 인덕턴스가 보이지 않아, 선간에 단순 캐패시턴스만 발생하게 되므로 캐패시터만으로 구성된 고주파 필터의 기능을 하게 된다.
관련 기능의 원리는 [문헌 2]에 잘 기술되어 있으며, 본 발명과 관련되는 종래기술로서는 [문헌 1]이 있다. [문헌 1]과 본 발명의 공통점은 트랜스포머와 노이즈 필터의 기능을 합쳤다는 것이다. [문헌 1]의 기술적 구성을 살펴보면, 기존 트랜스포머의 입력과 출력단에 동상모드/차동모드 노이즈에 대해 필터링 기능을 가지도록 임피던스들을 단순 추가한 구성이다. 하지만, 본 발명에서는 각 상의 역방향 권선(5, 7)을 이용하여 노이즈 필터의 동상모드/차동모드 노이즈에 대한 고유의 인덕턴스 발생 원리가 그대로 이용되면서 트랜스포머(23)와 노이즈 필터(24)의 기능이 합쳐져 있다. 따라서, 본 발명의 구조를 이용하면 트랜스포머의 기능이 그대로 유지되면서 필터링 기능이 크게 향상되며 설계 자유도가 높아진다.
[문헌 1] KR 10-2000-0037829, 김정수, 김정수, '서지와 노이즈 다중 차폐 전원 장치', 2000. 6. 29.
[문헌 2] Gordon R. Slemon, 'Electric machines and drives', Addison-wesley publishing company, 1992, 51-75쪽, 241-291쪽
본 발명은 이러한 문제를 해결코자 하는 것으로, 종래의 트랜스포머(23)와 노이즈 필터(24)를 연결한 구조는 사용자 시스템 및 계통의 보호와 시스템의 오동작을 방지하기 위하여 널리 사용되어왔다. 하지만, 상기 두 구성품은 모두 전장에서 부피를 크게 차지하고 가격이 비교적 높아서 제품의 무게/부피와 가격을 상승시키는 요소가 되어 왔다. 따라서, 본 발명은 전장 시스템의 무게와 부피, 가격을 줄이기 위한 것으로써 상기 두 구성품이 모두 마그네틱 코어를 사용하고 여기에 권선을 감아서 만든다는 점에 착안하여, 트랜스포머(23)와 노이즈 필터(24)의 그 기능들을 그대로 유지하면서 한 개의 구성품(20)으로 통합하려는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 트랜스포머(23)와 노이즈 필터(24)에서 따로 구성되어왔던 마그네틱 코어(13, 17)들을 공통으로 사용하고 권선방식을 바꾸어 종래의 방식에서의 모든 기능들을 포함케 하였다.
즉, 기존의 트랜스포머에 사용되는 것과 같은 코어의 1차 측에는 전력전달 권선(6)과 정방향 필터 권선(5)을 구비하여 두 권선 사이에 탭(1)을 내고 이 탭(1)을 캐패시터(3a)를 통해 접지(21)에 연결하며, 역방향 권선(7)을 구비하여 두 권선 사이에 탭(2)을 내고 이 탭(2)을 캐패시터(3b)를 통해 접지(21)로 연결하여 구성하는 것을 특징으로 한다. 여기서 주 전력전달 권선(6)과 정방향 권선(5)과 역방향 권선(7)은 한 가닥의 도선으로 이루어진다. 또한, 상기 한 가닥의 도선의 양 종단에는 추가 캐패시터(22)가 구성될 수 있는 것을 특징으로 한다.
한편, 코어의 2차 측에는 한 개의 권선(8)이 구성되고 이 권선의 두 종단 간에 캐패시터들(10a, 10b)을 구비하여 그 사이를 2차측의 접지(9)로 연결하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
3상의 경우, 도 4와 같이 코어의 한쪽 축에 1차측과 2차측이 함께 구성될 수 있으며 권선의 구성방식은 상기 단상의 경우와 동일하고 권선의 종단 이후에는 종래의 3상 결선(Y결선, Δ결선)과 동일하게 구성되는 것을 특징으로 한다.
더 구체적으로, 본 발명의 일측면에 따른 트랜스포머는 1차측과 상기 1차측에 대향한 2차측을 구비한 트랜스포머 코어(4)와, 상기 트랜스포머 코어(4)에 상기 1차측 또는 상기 2차측 중 어느 하나의 측에 제1 방향으로 감긴 정방향 필터 권선(5)과, 상기 정방향 필터 권선(5)이 감긴 측과 동일측에 상기 정방향 필터 권선(5)에 연결되어 상기 제1 방향과 동일 방향으로 감기되 상기 정방향 필터 권선(5)과 제1 탭(1)에 의해 구분되는 전력전달 권선(6)과, 상기 정방향 필터 권선(5)이 감긴 측과 동일측에 상기 전력전달 권선(6)에 연결되어 상기 제1 방향에 대해 역방향인 제2 방향으로 감기되 상기 정방향 필터 권선(5) 및 상기 전력전달 권선(6)과 제2 탭(2)에 의해 구분되는 역방향 필터 권선(7)을 포함한다.
한편, 상기 정방향 필터 권선(5), 상기 전력전달 권선(6) 및 상기 역방향 필터 권선(7)으로 구성된 권선 구조는 상기 1차측 또는 상기 2차측 중 어느 하나의 측에만 구성될 수도 있고, 상기 1차측과 상기 2차측 모두에 구성될 수도 있다.
또한, 상기 제1 탭(1) 및 상기 제2 탭(2)이 캐패시터를 통해서 접지로 연결되도록 구성하여, 상기 정방향 필터 권선(5) 및 상기 역방향 필터 권선(7)의 각 종단이 입출력단의 기능을 함으로써 트랜스포머 기능과 동시에 노이즈 필터의 기능을 수행하게 된다.
또한, 상기 정방향 필터 권선(5), 상기 전력전달 권선(6) 및 상기 역방향 필터 권선(7)이 감긴 측의 반대편 측에는 일반적인 트랜스포머 권선(8)이 마련되는 경우에는, 상기 트랜스포머 권선(8)의 양 종단에 캐패시터들(10a, 10b)이 연결됨으로써 상기 트랜스포머 권선(8)의 각각의 종단이 상기 캐패시터들(10a, 10b)을 통하여 접지(9)로 연결되도록 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면 1차측과 상기 1차측에 대향한 2차측을 구비한 트랜스포머 코어(4)와, 상기 1차측에 마련된 전력전달 권선(5)과, 상기 2차측에 마련된 트랜스포머 권선(8)으로 구성된 종래의 트랜스포머 구조에, 상기 전력전달 권선(6)의 일단부에 연결되어 상기 전력전달 권선(5)과 동일 방향으로 감기는 정방향 필터 권선(5)과, 상기 전력전달 권선(6)의 타단부에 연결되어 상기 전력전달 권선(5)에 대해 역방향으로 감기는 역방향 필터 권선(7)을 포함함으로써, 노이즈 필터와 트랜스포머 기능이 단일의 상기 트랜스포머 코어(4)에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면 1차측과 상기 1차측에 대향한 2차측을 구비한 트랜스포머 코어(4)와, 상기 1차측에 마련된 전력전달 권선(5)과, 상기 2차측에 마련된 트랜스포머 권선(8)으로 구성된 종래의 트랜스포머 구조에, 상기 전력전달 권선(5) 또는 상기 트랜스포머 권선(8) 중 적어도 하나의권선의 일 지점 및 타 지점에 각각 제1 탭(1) 및 제2 탭(2)이 마련되고, 상기 제1 탭(1)과 상기 제2 탭(2)에 각각 연결된 캐패시터들(3a, 3b)을 포함함으로써, 상기 전력전달 권선(5) 또는 상기 트랜스포머 권선(8) 중 적어도 하나의권선이 상기 제1 탭(1)과 상기 제2 탭(2)을 통해 권선 중간에서 캐패시터들(3a, 3b)을 통하여 접지(21)로 연결되어 노이즈 필터 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전력전달 권선(5)의 양 종단 사이 또는 상기 트랜스포머 권선(8)의 양 종단 사이 중 적어도 하나의 양 종단에 캐패시터(22, 27)를 구비함으로써 차동모드 노이즈 필터링의 기능도 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정방향 필터 권선(5)과 상기 역방향 필터 권선(7)의 권선 수를 동일하게 함으로써 동상모드와 차동모드 노이즈에 대해 필터 기능이 추가되는 것을 특징으로 한다.
상기 정방향 필터 권선(5) 및 상기 역방향 필터 권선(7)의 턴수(Number of Turns)에 비하여 전력전달 권선(6)의 턴수를 훨씬 많게, 바람직하게는 10배 이상이 되도록 구성함으로써 노이즈 필터 기능을 하면서도 전압 감쇠를 최소화하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 본 발명은 종래의 두 전장 구성요소를 하나로 통합함으로써, 사용자 시스템의 무게와 부피를 줄일 수 있고, 마그네틱 코어(4)를 공통으로 사용함으로써 사용자 시스템의 생산 비용과 시간을 줄일 수 있다.
또한, 종래의 기술 [문헌 1]과 비교했을 때, 노이즈 필터 고유의 기능인 동상모드/차동모드에 따라 다른 인덕턴스가 적용되는 것이 가능하므로 훨씬 더 우수한 필터링 기능을 할 수 있다.
도 1은 종래 계통에 접속하여 전력을 공급받는 전장 시스템의 대표적인 구성도면.
도 2는 종래 전장 시스템의 트랜스포머 및 노이즈 필터의 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 권선 방식을 적용하여 구성한 단상 필터 트랜스포머의 구조를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 권선 방식을 적용하여 구성한 3상 필터 트랜스포머의 구조를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 단상 필터 트랜스포머의 차동모드 전기 신호에 대한 전기적인 등가회로를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 단상 필터 트랜스포머의 동상모드 전기 신호에 대한 전기적인 등가 회로를 도시한 도면.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도 3 내지 도 6에 의거하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 단상 필터 트랜스포머의 구성을 도시한 도면으로서, 마그네틱 코어(4)에 1차측 권선들(5, 6, 7)과 2차측 권선(8)이 감겨져 있다. 이하에서는 1차측 권선들(5, 6, 7)이 감긴 부분을 '1차측'으로, 2차측 권선(8)이 감긴 부분을 '2차측'으로 명명하기로 한다.
마그네틱 코어(4)는 기존 트랜스포머와 유사한 재질의 마그네틱 코어로 제작되며 1차측 권선들(5, 6, 7)이 감긴 '1차측'과, 2차측 권선(8)이 감긴 부분인 '2차측'으로 구분된다.
상기 1차측 권선은 다시 정방향 필터 권선(5), 전력전달 권선(6) 및 역방향 필터 권선(7)으로 구분된다. 정방향 필터 권선(5)과 전력전달 권선(6)은 같은 방향으로 감겨있는데 두 권선 5와 6은 제1 탭(1)을 기준으로 나누어진다.
또한, 역방향 필터 권선(7)은 제2 탭(2)에서 방향이 전환되어 상기 두 권선 5와 6에 대해 반대방향으로 감기게 된다. 따라서, 상기 세 권선은 각기 제1 탭(1) 과 제2 탭(2)을 기준으로 서로 구분된다.
따라서, 암페어(Ampere)의 법칙에 의해 1차측 ＋ 단자로 인입되는 차동모드(Diffential Mode, ＋ 단자에서 － 단자로 흐름)전류에 대해서 권선 5와 6에 의한 자속(flux)은 도 3의
Figure pat00001
의 방향으로 유기되며 권선 7에 의한 자속은 도 3의
Figure pat00002
의 방향으로 유기되게 된다.
그 결과, 1차측 차동모드 전류에 의한 자속은
Figure pat00003
－
Figure pat00004
가 된다. 즉, 권선 5, 6, 7에 의한 1차측 마그네타이징(magnetizing) 인덕턴스는 L 5 + L 6 = L 7 이 된다.
이 때, 권선 5와 권선 7의 턴 수(number of turn)를 같게 하면 차동모드에 대한 1차측 인덕턴스는 단지 L 6 가 된다(L 6 = L 7 ). 여기서 L 5 , L 6 , L 7 은 각각 권선 5, 6, 7에 의해 발생하는 인덕턴스를 말한다. 그러므로 차동모드 전압에 의한 1차측과 2차측의 전압/전류비는 하기 수학식 1과 같이 결정된다.
Figure pat00005
( N 6 ? N 5 , N 6 ? N 7 )
여기서 N 6 과 N 8 은 각각 권선 6과 권선 8의 턴 수를 말한다. 상기와 같은 원리에 따라서 차동모드 전류에 대해 도 5와 같이 전기적인 등가회로가 구성된다.
즉, 정방향 필터 권선(5) 턴수(N 5 ) 및 상기 역방향 필터 권선(7)의 턴수(N 7 )에 비하여 전력전달 권선(6)의 턴수(N 6 )를 훨씬 크게, 바람직하게는 10배 이상이 되도록 구성함으로써 노이즈 필터 기능을 하면서도 전압 감쇠를 최소화하도록 구성하는 것이 바람직하다.
반면에, 1차측 ＋ 단자로 인입되는 동상모드(Common Mode, ＋ 또는 －단자에서 접지로 흐름)전류 성분에 대해서는 전력전달 권선(6)은 자기회로의 관점에서 오픈(open)되고 정향향 필터 권선(5)에 의한 자속 성분만 나타나며 이것은 도 3에
Figure pat00006
의 방향으로 유기된다.
또한, 역방향 필터 권선(7)에 의해
Figure pat00007
방향의 자속이 유기되므로 이 때, 정방향 필터 권선(5)과 역방향 필터 권선(7)에 의한 인덕턴스는 L 5 + L 7 가 되어 자연스럽게 LC 필터 회로를 구성하게 된다.
단,
Figure pat00008
＋
Figure pat00009
의 자속이 2차측으로 다소의 에너지를 넘김으로써 이 에너지가 2차측에 차동모드 성분으로 나타나는데, 이것은 트랜스포머의 2차측 리키지(leakage) 인덕턴스와 2차측 캐패시터들(10a, 10b)에 의해 다시 차동모드 LC 필터가 구성됨으로써 제거되게 된다.
따라서, 1차측 순수 정현파 성분의 전압만 약간의 위상지연과 함께, 2차측으로 전달되고, 1차측의 동상모드 노이즈는 제거된다. 상기와 같은 원리에 따라서 동상모드 전류에 대해 도 6과 같이 전기적인 등가회로가 구성된다.
2차측에서 1차측으로 에너지가 전달될 때는 2차측의 차동모드 성분만 1차측으로 전달될 것이고, 1차측 전력전달 권선(6)과 2차측 권선(8)의 권선비에 의해서 전력전달 권선(6)의 양단 전압이 결정될 것이다.
상기 설명한 것처럼 차동모드에 대해서는 정방향 필터 권선(5)과 역방향 필터 권선(7)이 영향을 미치지 못하고 아주 약간의 전압 감소가 발생하지만 이것은 전력전달 권선(6)과 2차측 권선(8)의 권선비를 조절함으로써 보상된다.
2차측의 차동모드 노이즈는 일단 캐패시터들(10a, 10b)에 의해 감쇄되며 2차측에서 1차측으로 전기 에너지가 전달될 때, 트랜스포머의 1차측 리키지 인덕턴스와 캐패시터들(3a, 3b)에 의해 제거되게 된다.
한편, 2차측 접지(9)는 1차측 접지(21)와 공통으로 구성할 수 있으며(서로 연결되어 구성될 수 있음) 분리하여 구성할 수도 있으며, 캐패시터들 22와 27은 필터 설계 시 각각 1차측과 2차측의 차동모드 노이즈에 대한 필터 기능을 조절하기 위하여 덧붙여질 수 있다.
도 4는 3상 시스템에서의 본 발명의 필터 트랜스포머 구성을 도시하고 있다. 기본 구조는 도 3의 단상의 경우와 같으며, Y 혹은 Δ 결선의 트랜스포머를 구성하기 위하여 1차측과 2차측 종단이 다른 상과 연결되는 방법은 기존 3상 트랜스포머의 경우와 동일하다.
또한, 도 4의 마그네틱 코어(4)의 모양은 설계 목적에 따라 변화될 수 있다.
이상 여기에서는 본 발명이 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
즉, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아니라 설명하기 위한 것이기 때문에 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
따라서, 본 발명의 보호범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 1차측 정방향 권선과 전력전달 권선 사이에 낸 탭(제1 탭)
2: 1차측 전력전달 권선과 역방향 권선 사이에 낸 탭(제2 탭)
3a, 3b: 필터 캐패시터(콘덴서)
4: 트랜스포머 코어
5: 1차측 정방향 필터 권선
6: 1차측 전력전달 권선
7: 1차측 역방향 필터 권선
8: 2차측 트랜스포머 권선.
9: 2차측 접지
10a, 10b: 필터 캐패시터(콘덴서)
11: 계통(utility grid)쪽의 전송선로 임피던스
12: 계통의 발전 전원
13: 종래의 트랜스포머 코어
14a, 14b, 15a, 15b: 종래의 노이즈 필터에 사용되었던 필터 캐패시터
16: 종래의 노이즈 필터에 사용되었던 접지
17: 종래의 노이즈 필터 코어.
18: 종래의 트랜스포머 2차측 권선.
19: 종래의 트랜스포머 1차측 권선.
20: 종래의 트랜스포머와 노이즈 필터를 직렬로 접속해서 사용한 구조
21: 1차측 접지
22: 1차측에 차동모드 노이즈를 일차적으로 필터링해 줄 수 있도록 구성한 캐패시터
23: 종래의 트랜스포머
24: 종래의 노이즈 필터
25: 노이즈 필터 및 트랜스포머 앞단에 구성될 수 있는 AC 리엑터
26: 노이즈 필터 및 트랜스포머 뒷단에 구성될 수 있는 AC/DC 컨버터
27: 2차측에 차동모드 노이즈를 일차적으로 필터링해 줄 수 있도록 구성한 캐패시터

Claims (5)

1차측과 상기 1차측에 대향한 2차측을 구비한 트랜스포머 코어(4)와,
상기 트랜스포머 코어(4)에 상기 1차측 또는 상기 2차측 중 어느 하나의 측에 제1 방향으로 감긴 정방향 필터 권선(5)과,
상기 정방향 필터 권선(5)이 감긴 측과 동일측에 상기 정방향 필터 권선(5)에 연결되어 상기 제1 방향과 동일 방향으로 감기되 상기 정방향 필터 권선(5)과 제1 탭(1)에 의해 구분되는 전력전달 권선(6)과,
상기 정방향 필터 권선(5)이 감긴 측과 동일측에 상기 전력전달 권선(6)에 연결되어 상기 제1 방향에 대해 역방향인 제2 방향으로 감기되 상기 정방향 필터 권선(5) 및 상기 전력전달 권선(6)과 제2 탭(2)에 의해 구분되는 역방향 필터 권선(7)을 포함하는 트랜스포머.
제 1항에 있어서,
상기 정방향 필터 권선(5), 상기 전력전달 권선(6) 및 상기 역방향 필터 권선(7)으로 구성된 권선 구조가 상기 1차측 또는 상기 2차측 중 어느 하나의 측에만 구성되거나, 상기 1차측과 상기 2차측 모두에 구성된 것을 특징으로 하는 트랜스포머.
제 1항에 있어서,
상기 제1 탭(1) 및 상기 제2 탭(2)이 캐패시터를 통해서 접지로 연결되고 상기 정방향 필터 권선(5) 및 상기 역방향 필터 권선(7)의 각 종단이 입출력단의 기능을 함으로써 트랜스포머 기능과 동시에 노이즈 필터의 기능을 하는 것을 특징으로 하는 트랜스포머.
제 3항에 있어서,
상기 정방향 필터 권선(5), 상기 전력전달 권선(6) 및 상기 역방향 필터 권선(7)이 감긴 측의 반대편 측에 트랜스포머 권선(8)이 마련되고,
상기 트랜스포머 권선(8)의 양 종단에 캐패시터들(10a, 10b)이 연결되어,
상기 트랜스포머 권선(8)의 각각의 종단이 상기 캐패시터들(10a, 10b)을 통하여 접지(9)로 연결되는 것을 특징으로 하는 트랜스포머.
제 3항에 있어서,
상기 정방향 필터 권선(5)과 상기 역방향 필터 권선(7)의 권선 수를 동일하게 함으로써 동상모드와 차동모드 노이즈에 대해 필터 기능이 추가되는 것을 특징으로 하는 트랜스포머.
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