KR20120118835A - 평면 변압기 - Google Patents

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KR20120118835A KR1020110036455A KR20110036455A KR20120118835A KR 20120118835 A KR20120118835 A KR 20120118835A KR 1020110036455 A KR1020110036455 A KR 1020110036455A KR 20110036455 A KR20110036455 A KR 20110036455A KR 20120118835 A KR20120118835 A KR 20120118835A
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박민수
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Abstract

실시예에 따른 평면 변압기는 자계 형성을 유도하도록 제공된 코어와; 상기 코어의 사이에 체결되는 보빈과; 상기 코어와 상기 보빈의 사이에 제공되고, 제 1 실리콘층을 포함하여 절연하면서 전원 신호를 공급하는 적어도 하나의 1차측 권선부; 상기 제 1 실리콘층에 의해 절연되고, 제 2 실리콘층을 포함하여 절연하면서 상기 전원 신호를 변압시키는 적어도 하나의 2차측 권선부; 상기 보빈의 일측에 체결되고 적어도 하나의 1차측 권선부와 전기적으로 연결되어 전원 신호를 적어도 하나의 1차측 권선부로 공급하는 전원 신호 공급부; 및 상기 보빈의 타측에 체결되고 상기 적어도 하나의 2차측 권선부와 전기적으로 연결되어 상기 적어도 하나의 2차측 권선부에 의해 변압된 전원 신호를 출력하는 전원 신호 출력부를 포함하고, 상기 전원 신호 출력부는 단면이 노치(notch)를 포함하도록 형성된다.

Description

평면 변압기{Planar Transformer}
실시예는 평면 변압기에 관한 것이다.
최근에, 스위칭 모드 파워 서플라이(Switching Mode Power Supply; SMPS)를 채용한 전원 공급 장치가 주목받고 있으며, 이러한 스위칭 모드 파워 서플라이는 모스 트랜지스터(MOS FET; Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)나 바이폴라 정션 트랜지스터(BJT; Bipolar Junction Transistor)와 같은 스위칭 소자와 변압기를 사용하여 안정적으로 전원을 제공하고 있다.
한편, 가전 제품 등이 경박단소의 경향으로 개발됨에 따라, 스위칭 모드 파워 서플라이도 슬림화하게 구현되도록 요구받고 있으며, 스위칭 모드 파워 서플라이를 구성하는 회로 부품 중 큰 부피를 차지하는 변압기의 부피를 줄이기 위한 연구가 지속적으로 행해지고 있다.
실시예에 따른 평면 변압기는 전원 신호 공급부에 오버플로우 작업시 디핑(dipping)온도에 의해 보빈이 손상되는 현상을 방지할 수 있어, 작업성이 개선될 수 있다.
그리고, 전원 신호 출력부가 보빈과 분리되거나 높이가 변화하는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 보빈의 상,하면의 일부 및 측면을 덮도록 형성되는 구조물에 의해 단자간에 의한 쇼트 및 전원 신호 출력부가 보빈으로부터 분리되는 현상을 방지할 수 있다.
실시예에 따른 평면 변압기는 자계 형성을 유도하도록 제공된 코어와; 상기 코어의 사이에 체결되는 보빈과; 상기 코어와 상기 보빈의 사이에 제공되고, 제 1 실리콘층을 포함하여 절연하면서 전원 신호를 공급하는 적어도 하나의 1차측 권선부; 상기 제 1 실리콘층에 의해 절연되고, 제 2 실리콘층을 포함하여 절연하면서 상기 전원 신호를 변압시키는 적어도 하나의 2차측 권선부; 상기 보빈의 일측에 체결되고 적어도 하나의 1차측 권선부와 전기적으로 연결되어 전원 신호를 적어도 하나의 1차측 권선부로 공급하는 전원 신호 공급부; 및 상기 보빈의 타측에 체결되고 상기 적어도 하나의 2차측 권선부와 전기적으로 연결되어 상기 적어도 하나의 2차측 권선부에 의해 변압된 전원 신호를 출력하는 전원 신호 출력부를 포함하고, 상기 전원 신호 출력부는 단면이 노치(notch)를 포함하도록 형성된다.
실시예에 따른 평면 변압기는 전원 신호 공급부에 오버플로우 작업시 디핑(dipping) 온도에 의해 보빈이 손상되는 현상을 방지할 수 있어, 작업성이 개선될 수 있다.
그리고, 전원 신호 출력부가 보빈과 분리되거나 높이가 변화하는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 보빈의 상,하면의 일부 및 측면을 덮도록 형성되는 구조물에 의해 단자간에 의한 쇼트 및 전원 신호 출력부가 보빈으로부터 분리되는 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 평면 변압기를 나타낸 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 평면 변압기를 나타낸 결합 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 평면 변압기를 나타낸 결합 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 평면 변압기 중 보빈과 전원 신호 출력부를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 평면 변압기를 나타낸 결합 단면도.
실시예의 설명에 있어서, 각 층, 막 등이 각 층, 막 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여(indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에 따른 평면 변압기를 더욱 자세하게 살펴보면 도 1 및 도 2와 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 평면 변압기를 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 평면 변압기를 나타낸 결합 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 평면 변압기(100)는 코어(102), 보빈(104), 적어도 하나의 1차측 권선부(106), 제 1 절연부(108), 적어도 하나의 2차측 권선부(110), 제 2 절연부(112), 제 1 전원 신호 공급부(121), 제 1 전원 신호 출력부(123)등을 포함한다.
코어(102)는 제 1 체결부(102a1, 102a2)를 포함하고 자계 형성을 유도하도록 제공되며, 보빈(104)은 제 1 체결부(102a1, 102a2)에 의해 코어(102)와 체결되도록 제공된다. 보빈(104)은 하부 보빈(104c)과 상부 보빈(104d)으로 형성될 수 있으며, 상기 상부 보빈과 하부 보빈 사이에는 1차 와이어(10b)가 형성될 수 있다.
여기서, 코어(102)는 하부 코어(102b)와 상부 코어(102c)를 포함할 수 있다.
이때, 제 1 체결부(102a1, 102a2)는 제 1 체결 돌기(102a1)와 제 1 체결 홈(102a2)을 포함할 수 있다.
또한, 보빈(104)은 제 1 체결부(102a1, 102a2)와 이격된 제 2 체결부(104a)를 포함할 수 있고, 코어(102)는 제 2 체결부(104a)와 체결되도록 제 3 체결부(102d)를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 1차측 권선부(106)는 코어(102)와 보빈(104)의 사이에 제공되고, 보빈(104)의 상부에 제공되며 제 1 체결부(102a1, 102a2)와 체결된다.
여기서, 적어도 하나의 1차측 권선부(106)는 인덕턴스 성분을 갖는 금속 박막 패턴층(LP1)을 포함할 수 있다.
또한, 인덕턴스 성분을 갖는 금속 박막 패턴층(LP1)은 도전율이 높은 금속 재질로 형성된다.
이때, 인덕턴스 성분을 갖는 금속 박막 패턴층(LP1)은 포토 마스크(Photo Mask)와 에칭액을 이용한 포토 리소그래피(photo lithography) 공법 또는 압축 프레스(press)를 이용한 사출 공법중 적어도 하나의 공법으로 형성될 수 있다.
이러한, 적어도 하나의 1차측 권선부(106)는 원형, 타원형, 다각형 중 적어도 하나의 형상으로 제공될 수 있다.
제 1 절연부(108)는 적어도 하나의 1차측 권선부(106)의 상부에 제공되고, 제 1 체결부(102a1, 102a2)와 체결되어 적어도 하나의 1차측 권선부(106)를 절연시키도록 제공된다.
이때, 제 1 절연부(108)는 절연 시트로 제공될 수 있고, 제 1 절연부(108)는 원형, 타원형, 다각형 중 적어도 하나의 형상으로 제공될 수 있다.
적어도 하나의 2차측 권선부(110)는 제 1 절연부(108)의 상부에 제공되고, 제 1 체결부(102a1, 102a2)와 체결되며 제 1 절연부(108)에 의해 절연되고 전원 신호를 변압시키도록 제공된다.
여기서, 적어도 하나의 2차측 권선부(110)는 인덕턴스 성분을 갖는 금속 박막 패턴층(LP2)을 포함할 수 있다.
또한, 인덕턴스 성분을 갖는 금속 박막 패턴층(LP2)은 도전율이 높은 금속 재질로 제공되어 적어도 하나의 2차측 권선부(110)를 통해 변압된 전원 신호를 효율적으로 원활하게 출력하도록 제공될 수 있다.
이때, 인덕턴스 성분을 갖는 금속 박막 패턴층(LP2)은 포토 마스크(Photo Mask)와 에칭액을 이용한 포토 리소그래피(photo lithography) 공법 또는 압축 프레스(press)를 이용한 사출 공법 중 적어도 하나의 공법으로 형성될 수 있다.
이러한, 적어도 하나의 2차측 권선부(110)는 원형, 타원형, 다각형 중 적어도 하나의 형상으로 제공될 수 있다.
제 2 절연부(112)는 적어도 하나의 2차측 권선부(110)의 상부에 제공되고, 제 1 체결부(102a1, 102a2)와 체결되어 적어도 하나의 2차측 권선부(110)를 절연시키도록 제공된다.
이때, 제 2 절연부(112)는 절연 시트로 제공될 수 있고, 제 2 절연부(112)는 원형, 타원형, 다각형중 적어도 하나의 형상으로 제공될 수 있다.
또한, 적어도 다른 하나의 2차측 권선부(113)는 코어(102)와 보빈(104)의 사이에 제공될 수 있고, 보빈(104)의 하부에 제공될 수 있으며 제 1 체결부(102a1, 102a2)와 체결되어 전원 신호를 변압시키도록 제공될 수 있다.
여기서, 적어도 다른 하나의 2차측 권선부(113)는 인덕턴스 성분을 갖는 금속 박막 패턴층(LP3)을 포함할 수 있다.
또한, 인덕턴스 성분을 갖는 금속 박막 패턴층(LP3)은 도전율이 높은 금속 재질로 제공되어 적어도 다른 하나의 2차측 권선부(113)를 통해 변압된 전원 신호를 효율적으로 원활하게 출력하도록 제공될 수 있다.
이때, 인덕턴스 성분을 갖는 금속 박막 패턴층(LP3)은 포토 마스크(Photo Mask)와 에칭액을 이용한 포토 리소그래피(photo lithography) 공법 또는 압축 프레스(press)를 이용한 사출 공법 중 적어도 하나의 공법으로 형성될 수 있다.
이러한, 적어도 다른 하나의 2차측 권선부(113)는 원형, 타원형, 다각형중 적어도 하나의 형상으로 제공될 수 있다.
제 3 절연부(115)는 적어도 다른 하나의 2차측 권선부(113)의 하부에 제공될 수 있고, 제 1 체결부(102a1, 102a2)와 체결되어 적어도 다른 하나의 2차측 권선부(113)를 절연시키도록 제공될 수 있다.
이때, 제 3 절연부(115)는 절연 시트로 제공될 수 있고, 제 3 절연부(115)는 원형, 타원형, 다각형 중 적어도 하나의 형상으로 제공될 수 있다.
적어도 다른 하나의 1차측 권선부(117)는 제 3 절연부(115)의 하부에 제공될 수 있고, 제 1 체결부(102a1, 102a2)와 체결될 수 있다.
여기서, 적어도 다른 하나의 1차측 권선부(117)는 인덕턴스 성분을 갖는 금속 박막 패턴층(LP4)을 포함할 수 있다.
또한, 인덕턴스 성분을 갖는 금속 박막 패턴층(LP4)은 도전율이 높은 금속 재질로 제공되어 이후에 진술할 제 2 전원 신호 공급부(127)를 통해 공급되는 전원 신호를 효율적으로 원활하게 공급하도록 제공될 수 있다.
이때, 인덕턴스 성분을 갖는 금속 박막 패턴층(LP4)은 포토 마스크(Photo Mask)와 에칭액을 이용한 포토 리소그래피(photo lithography) 공법 또는 압축 프레스(press)를 이용한 사출 공법 중 적어도 하나의 공법으로 형성될 수 있다.
이러한, 적어도 다른 하나의 1차측 권선부(117)는 원형, 타원형, 다각형 중 적어도 하나의 형상으로 제공될 수 있다.
제 4 절연부(119)는 적어도 다른 하나의 1차측 권선부(117)의 하부에 제공될 수 있고, 제 1 체결부(102a1, 102a2)와 체결되어 적어도 다른 하나의 1차측 권선부(117)를 절연시키도록 제공될 수 있다.
이때, 제 4 절연부(119)는 절연 시트로 제공될 수 있고, 제 4 절연부(119)는 원형, 타원형, 다각형중 적어도 하나의 형상으로 제공될 수 있다.
제 1 전원 신호 공급부(121)는 보빈(104)의 일측에 체결되고 적어도 하나의 1차측 권선부(106)의 끝단 부분을 가압하면서 고정되며, 적어도 하나의 1차측 권선부(106)와 전기적으로 연결되어 전원 신호를 적어도 하나의 1차측 권선부(106)로 공급하도록 제공된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 평면 변압기를 나타낸 결합 사시도이다. 제 1 전원 신호 공급부(121)는 보빈(104)의 측면 방향에서 돌출되어 하부를 향하도록 형성될 수 있다. 이때, 제 1 전원 신호 공급부(121)는 하부 보빈(104c)의 측면을 향해 제1 선분이 돌출된 후, 상기 제1 선분과 평행하지 않은 제2 선분으로 연결되고, 상기 제2 선분과 평행하지 않은 제3 선분이 연결되며, 하부코어(102b)의 방향으로 형성되는 제4 선분과 연결되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 내지 제4 선분은 순차적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 내지 제4 선분 사이에는 인접하는 선분과 평행하지 않은 적어도 하나의 선분이 더 연결될 수도 있다.
상기 제1 선분 및 제3 선분은 평행할 수도 있다. 그리고 상기 제2 선분에 의해 상기 제3 선분이 상기 제1 선분보다 상부에 형성될 수 있다.
상기 구성에 의해 제 1 전원 신호 공급부(121)에 권선막을 제거하기 위한 오버플로우(overflow) 작업시 디핑(dipping)온도에 의해 보빈(104)이 손상되는 현상을 방지할 수 있어, 작업성이 개선될 수 있다.
이때, 제 1 전원 신호 공급부(121)는 도전율이 높은 금속 재질을 포함하여 제공될 수 있고, 제 1 전원 신호 공급부(121)는 터미널 단자로 제공될 수 있다.
제 1 전원 신호 출력부(123)는 보빈(104)의 타측에 체결되고 적어도 하나의 2차측 권선부(110)의 끝단 부분을 가압하면서 고정되며, 적어도 하나의 2차측 권선부(110)와 전기적으로 연결되어 적어도 하나의 2차측 권선부(110)에 의해 변압된 전원 신호를 출력하도록 제공된다.
이때, 제 1 전원 신호 출력부(123)는 도전율이 높은 금속 재질을 포함하여 제공될 수 있고, 제 1 전원 신호 출력부(123)는 터미널 단자로 제공될 수 있다.
또한, 제 2 전원 신호 출력부(125)는 보빈(104)의 다른 타측에 체결될 수 있고 적어도 다른 하나의 2차측 권선부(113)의 끝단 부분을 가압하면서 고정될 수 있으며, 적어도 다른 하나의 2차측 권선부(113)와 전기적으로 연결되어 적어도 다른 하나의 2차측 권선부(113)에 의해 변압된 전원 신호를 출력하도록 제공될 수 있다.
여기서, 제 2 전원 신호 출력부(125)는 적어도 다른 하나의 2차측 권선부(113)의 끝단 부분 중 적어도 두 부분을 가압하여 고정하도록 제공될 수도 있다.
이때, 제 2 전원 신호 출력부(125)는 도전율이 높은 금속 재질을 포함하여 제공될 수 있고, 제 2 전원 신호 출력부(125)는 터미널 단자로 제공될 수 있다.
또한, 제 2 전원 신호 공급부(127)는 보빈(104)의 다른 일측에 체결될 수 있고 적어도 다른 하나의 1차측 권선부(117)의 끝단 부분을 가압하면서 고정될 수 있으며, 적어도 다른 하나의 1차측 권선부(117)와 전기적으로 연결되어 전원 신호를 적어도 다른 하나의 1차측 권선부(117)로 공급하도록 제공될 수 있다.
여기서, 제 2 전원 신호 공급부(127)는 적어도 다른 하나의 1차측 권선부(117)의 끝단 부분 중 적어도 두 부분을 가압하여 고정하도록 제공될 수도 있다.
이때, 제 2 전원 신호 공급부(127)는 도전율이 높은 금속 재질을 포함하여 제공될 수 있고, 제 2 전원 신호 공급부(127)는 터미널 단자로 제공될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 평면 변압기 중 보빈과 전원 신호 출력부를 나타낸 단면도이다..
제1 전원 신호 출력부(123) 및 제 2 전원 신호 출력부(125)는 권선 작업 공정에서 높이가 변화할 수 있는데 이를 방지하기 위해 상부 보빈(104d) 및 하부 보빈(104c) 사이에 지그(jig)(139)를 삽입하여 상, 하부 보빈을 고정한 후, 제 2 전원 신호 출력부(125)를 압입하여 단면의 일부가 변화하도록 노치(notch)를 형성한다.
상기 지그에 의해 제 2 전원 신호 출력부(125)가 보빈(104)과 분리되거나 높이가 변화하는 현상을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 평면 변압기를 나타낸 결합 단면도이다. 상기 상부 보빈(104d)의 상,하면의 일부 및 측면을 덮도록 구조물(160)이 형성될 수 있다.
상기 구조물(160)은 플라스틱으로 형성될 수 있으며, 상기 상부 보빈(104d)의 상,하면의 일부 및 측면을 덮도록 형성되며, 상기 하부 보빈(104c)의 상면과 접하도록 형성될 수 있다. 상기 구조물에 의해 단자간에 쇼트 및 전원 신호 출력부가 보빈(104)으로부터 분리되는 현상을 방지할 수 있다.
이상에서 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 자계 형성을 유도하도록 제공된 코어와;
    상기 코어의 사이에 체결되는 보빈과;
    상기 코어와 상기 보빈의 사이에 제공되고, 제 1 실리콘층을 포함하여 절연하면서 전원 신호를 공급하는 적어도 하나의 1차측 권선부;
    상기 제 1 실리콘층에 의해 절연되고, 제 2 실리콘층을 포함하여 절연하면서 상기 전원 신호를 변압시키는 적어도 하나의 2차측 권선부;
    상기 보빈의 일측에 체결되고 적어도 하나의 1차측 권선부와 전기적으로 연결되어 전원 신호를 적어도 하나의 1차측 권선부로 공급하는 전원 신호 공급부; 및
    상기 보빈의 타측에 체결되고 상기 적어도 하나의 2차측 권선부와 전기적으로 연결되어 상기 적어도 하나의 2차측 권선부에 의해 변압된 전원 신호를 출력하는 전원 신호 출력부를 포함하고,
    상기 전원 신호 출력부는 단면이 노치(notch)를 포함하도록 형성되는 평면 변압기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전원 신호 출력부는 상기 보빈을 관통하도록 형성되고, 상기 보빈은 상부 보빈 및 하부 보빈을 포함하여 형성되는 평면 변압기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 노치는 상기 상부 보빈과 하부 보빈의 사이에 형성되는 평면 변압기.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 노치가 형성되는 상기 전원 신호 출력부의 측면은 지그가 포함되는 평면 변압기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 1차측 권선부는 인덕턴스 성분을 갖는 금속 박막 패턴층을 포함하는 평면 변압기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 1차측 권선부는 원형, 타원형, 다각형중 적어도 하나의 형상으로 제공된 평면 변압기.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 1차측 권선부는 적어도 둘 이상의 인덕턴스 성분을 갖는 금속 박막 패턴층과, 상기 적어도 둘 이상의 인덕턴스 성분을 갖는 금속 박막 패턴층의 사이에 제공되어 상기 적어도 둘 이상의 인덕턴스 성분을 갖는 금속 박막 패턴층을 절연시키는 적어도 하나의 1차측 실리콘층을 포함하는 평면 변압기.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 둘 이상의 인덕턴스 성분을 갖는 금속 박막 패턴층은 금속 재질을 포함하는 평면 변압기.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 전원 신호 공급부는 상기 보빈의 측면을 향해 제1 선분이 돌출된 후, 상기 제1 선분과 평행하지 않은 제2 선분으로 연결되고, 상기 제2 선분과 평행하지 않은 제3 선분이 순차적으로 연결되어 형성되는 평면 변압기.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제3 선분은 상기 제1 선분에 비해 상부에 형성되는 평면 변압기.
  11. 제 2항에 있어서,
    상기 상부 보빈의 상,하면의 일부 및 측면을 덮도록 형성되는 구조물을 포함하는 평면 변압기.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 구조물은 플라스틱을 포함하여 형성되는 평면 변압기.
KR1020110036455A 2011-04-19 2011-04-19 평면 변압기 KR101826703B1 (ko)

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