KR20150041822A

KR20150041822A - 출력권선에 전달되는 고주파 노이즈를 상쇄시키는 자기에너지 전달소자 및 전원 장치

Info

Publication number: KR20150041822A
Application number: KR20130120247A
Authority: KR
Inventors: 박찬웅
Original assignee: 박찬웅
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2015-04-20

Abstract

본 발명은 자기에너지 전달소자에서 입력권선에서 발생하여 출력권선으로 전달되는 고주파 노이즈를 상쇄시켜 제거 함으로써 낮은 방사 EMI를 제공하는 자기에너지 전달소자와 전원장치에 관한 것이다.

Description

출력권선에 전달되는 고주파 노이즈를 상쇄시키는 자기에너지 전달소자 및 전원 장치 {Transformer and power supply for cancelling high frequency noise transferred to output winding}

일반적으로 스위칭형 전원장치에 있어서, 스위칭 될 때 발생되는 고주파 성분의 노이즈가 트랜스포머의 출력권선으로 용량성으로 결합하여 전달되어 출력 선로가 노이즈 전위를 가짐으로써 공기중으로 노이즈를 방사시키게 된다.

종래의 트랜스포머의 경우에는 트랜스포머의 입력권선과 출력권선 사이에 용량성 결합을 차단시키는 하나 이상의 권선을 배치하여 출력권선으로 고주파 노이즈가 적게 전달되도록 하여 방사 EMI를 낮추는 기술이 있었다.

그런데, 종래의 기술은 입력권선과 출력권선 사이에 용량성 결합을 차단시키는 하나 이상의 권선이 입력권선과 출력권선 사이의 결합도를 떨어뜨려 효율이 감소하며, 출력권선으로 전달되는 고주파 노이즈를 낮추는데 한계가 있다는 단점을 가진다.

종래의 기술을 간략히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래기술의 출력권선으로 고주파 노이즈의 전달이 적게 발생하게 하기 위한 권선을 가지는 트랜스포머를 포함하는 플라이백 컨버터를 보이고, 도 2는 도 1의 플라이백 컨버터에 사용되는 트랜스포머의 구조도이다. 도 3은 종래기술의 출력권선으로 고주파 노이즈의 전달이 적게 발생하게 하기 위한 권선을 가지는 다른 트랜스포머를 포함하는 플라이백 컨버터를 보이고, 도 4는 도 3의 플라이백 컨버터에 사용되는 트랜스포머의 구조도이다.

이하 제시된 모든 도면에서 트랜스포머의 각 권선에 표시된 검은 색은 권선의 시작이나 혹은 끝을 표시한다.

도 1에 있어서, 교류 입력 전압은 정류되고 입력캐패시터(11)에 의해 평활된다. 출력전압의 피드백에 대응하여 제어부(14)의 제어출력(14b)에 의해 스위칭소자(12)가 단속되어 트랜스포머(13)의 입력권선(131)에서 에너지의 축적과 방출이 일어나며, 출력정류기(17)와 캐패시터(18)는 출력권선(133)의 전압을 정류하여 부하에 전력을 공급한다. 바이어스권선(132)과 밸런스권선(134)은 입력권선(131)과 출력권선(133) 사이의 용량성 결합을 차단시킴과 아울러 출력권선(133)으로 생성되는 용량성의 결합전류의 양을 최소가 되게 하며, 바이어스권선(132)에 유도되는 플라이백 전압을 정류기(15)와 캐패시터(16)로 정류하여 제어부(14)의 전원입력단자(14a)에 전원전압을 공급한다.

도 2는 종래기술의 트랜스포머의 구조도이다.

일반적으로, 출력선로를 통한 전도 노이즈를 낮추기 위해 출력권선(133)으로 생성되는 용량성의 결합을 차단하여 최소한의 값으로 줄여야 한다. 이를 위해 밸런스권선(134)은 출력권선(133)의 턴(Turn, T) 수와 비슷한 턴수를 가진다.

통상적으로 5V 내외의 출력 전압을 인출하는 휴대폰 충전기용의 전원 장치에 있어서, 바테리의 방전 시에도 제어부(14)를 정상적으로 작동시키기 위해 제어부(14)의 전원입력단자(14a)에 공급되는 전압은 출력전압의 2배 정도로 설정된다. 이를 위해 바이어스권선(132)은 출력권선(133)의 턴(Turn) 수의 2배 정도를 취한다.

바이어스권선(132)과 밸런스권선(134)은 입력권선(131)과 출력권선(133) 사이의 용량성 결합을 차단시켜 입력권선(131)에서 발생된 고주파 노이즈가 출력권선(133)으로 전달되는 것을 낮추지만, 바이어스권선(132)과 밸런스권선(134)을 통해 출력권선(133)으로 전달되는 양도 무시할 수 없을 만큼 되므로, 고주파 노이즈에 의한 방사를 낮추는데 한계가 있다는 단점이 있다.

또한, 바이어스권선(132)과 밸런스권선(134)은 입력권선(131)과 출력권선(133) 사이의 자기적인 결합을 저해하므로 에너지의 전달 효율이 낮아지는 단점을 가진다.

도 3은 종래기술의 다른 예인데, 입력권선(191)과 출력권선(193) 사이의 출력권선(193)이 감기는 면적에 플라이백권선(192, 빗금으로 표시된 권선)과 리버스권선(194, 흰색으로 표시된 권선)을 가능한 한 빈틈없이 채워서 나란히 병렬로 감아 두 권선에 의해 입력권선(191)과 출력권선(193) 사이의 용량성 결합을 차단시켜 입력권선(191)에서 발생된 고주파 노이즈가 출력권선(193)으로 전달되는 것을 낮춘다.

도 4는 도 3의 트랜스포머의 구조도인데, 플라이백권선(192)과 리버스권선(194)은 출력선로를 통한 전도 노이즈를 낮추기 위한 구조를 갖는다.

이를 위해 출력권선(193)의 시작점(단자 6)의 위치에 감기는 플라이백권선(192)의 시작점(단자 3)은 정류기(15)로 접속되며, 리버스권선(194)의 시작점(단자 4)은 일차측의 전기적인 접지로 연결된다. 출력권선(193)의 끝점(단자 5)의 위치에 감기는 플라이백권선(192)의 끝점(단자 4)은 일차측의 전기적인 접지로 연결되며, 리버스권선(194)의 끝점(134-2)은 개방된다.

플라이백권선(192)과 리버스권선(194)이 감기는 전체 면적에 걸친 "0"이며, 동판에 의한 쉴드와 같은 역할을 한다.

플라이백권선(192)과 리버스권선(194)도 입력권선(191)과 출력권선(193) 사이의 용량성 결합을 차단시켜 입력권선(191)에서 발생된 고주파 노이즈가 출력권선(193)으로 전달되는 것을 낮추지만, 플라이백권선(192)과 리버스권선(194)를 거쳐 출력권선(193)으로 전달되는 양도 무시할 수 없을 만큼 되므로, 고주파 노이즈에 의한 방사를 낮추는데 한계가 있다는 단점이 있다.

또한, 플라이백권선(192)과 리버스권선(194)은 입력권선(191)과 출력권선(193) 사이의 자기적인 결합을 저해하므로 에너지의 전달 효율이 낮아지는 단점을 가진다.

종래의 기술은 입력권선(131 혹은 191)과 출력권선(133 혹은 193) 사이에 정전 차폐를 위해 삽입되는 하나 이상의 권선에 의해 입력권선(131 혹은 191)과 출력권선(133 혹은 193) 사이의 자기적인 결합도를 떨어뜨려 에너지 전달 효율이 낮아지는 단점이 있었고, 또한, 출력권선(133 혹은 193)으로 전달되는 고주파 노이즈를 충분히 낮게 차단하지 못해서 출력선로를 통한 방사 EMI가 높게되는 단점이 있었다.

본 발명은 종래 기술의 이러한 단점들을 해결하기 위한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 스위칭소자와, 제어부와, 출력정류기와, 출력 선로를 포함하는 스위칭형 전원장치는,

자기에너지전달소자의 코어와; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선과; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제2전압입력단자와 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선과; 그리고 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선을 포함하되,

상기 제1입력권선은 전위의 변동이 큰 고압부와 전위의 변동이 작은 저압부로 나뉘며, 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 출력권선의 사이의 한 권선층에 상기 제1입력권선의 저압부와 상기 제2입력권선이 위치하여 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 출력권선이 용량성으로 결합하는 것을 차단하고, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 제1입력권선의 저압부에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 고주파 노이즈를 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제2입력권선에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 역극성의 고주파 노이즈로 상쇄시켜 낮추는 자기에너지 전달소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상술한 목적을 달성하기 위한 제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 스위칭소자와, 제어부와, 출력정류기와, 출력 선로를 포함하는 스위칭형 전원장치는,

자기에너지전달소자의 코어와; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선과; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제2전압입력단자와 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선과; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선과; 그리고 상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 큰 고압부와 상기 출력권선 사이에 위치하여 상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 큰 고압부로부터 상기 출력권선으로 생성되는 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합을 차단하며, 상기 출력권선과의 턴 수의 차이에 의해 생성되는 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합으로 상기 제1입력권선과 상기 출력권선으로 생성되는 스위칭주파수 성분의 용량성 결합의 합을 상쇄시켜 낮추는 밸런스권선을 포함하되,

상기 출력권선이 상기 밸런스권선을 마주하는 권선면의 반대쪽 권선면과 마주하여 제1입력권선의 저압부와 상기 제2입력권선이 위치하며, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 제1입력권선의 저압부에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 고주파 노이즈를 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제2입력권선에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 역극성의 고주파 노이즈로 상쇄시켜 낮추는 자기에너지 전달소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

자기에너지전달소자의 코어와; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선과; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제2전압입력단자와 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선과; 그리고 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선을 포함하되,

상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 큰 고압부와 상기 출력권선 사이에 상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 작은 저압부와 상기 제2입력권선 중 하나가 위치하여 상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 큰 고압부로부터 상기 출력권선으로 생성되는 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합을 차단하며, 상기 출력권선의 한 쪽 권선면과 마주하여 상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 작은 저압부가 위치하고, 상기 출력권선의 다른 한 쪽 권선면과 마주하여 상기 제2입력권선이 위치하여,

상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 제1입력권선의 저압부에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 고주파 노이즈를 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제2입력권선에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 역극성의 고주파 노이즈로 상쇄시켜 낮추는 자기에너지 전달소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상술한 목적을 달성하기 위한 제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 스위칭소자와, 제어부와, 출력정류기와, 출력 선로를 포함하는 스위칭형 전원장치에 사용되는 자기에너지 전달소자는,

상기 제1입력권선은 전위의 변동이 큰 고압부와 전위의 변동이 작은 저압부로 나뉘며, 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 출력권선의 사이의 한 권선층에 상기 제1입력권선의 저압부와 상기 제2입력권선이 위치하여 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 출력권선이 용량성으로 결합하는 것을 차단하고, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 제1입력권선의 저압부에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 고주파 노이즈를 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제2입력권선에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 역극성의 고주파 노이즈로 상쇄시켜 낮추는 것을 특징으로 한다.

상기 출력권선이 상기 밸런스권선을 마주하는 권선면의 반대쪽 권선면과 마주하여 제1입력권선의 저압부와 상기 제2입력권선이 위치하며, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 제1입력권선의 저압부에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 고주파 노이즈를 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제2입력권선에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 역극성의 고주파 노이즈로 상쇄시켜 낮추는 것을 특징으로 한다.

상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 큰 고압부와 상기 출력권선 사이에 상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 작은 저압부와 상기 제2입력권선 중 하나가 위치하여 상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 큰 고압부로부터 상기 출력권선으로 생성되는 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합을 차단하며, 상기 출력권선의 한 쪽 권선면과 마주하여 상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 작은 저압부가 위치하고, 상기 출력권선의 다른 한 쪽 권선면과 마주하여 상기 제2입력권선이 위치하여, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 제1입력권선의 저압부에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 고주파 노이즈를 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제2입력권선에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 역극성의 고주파 노이즈로 상쇄시켜 낮추는 것을 특징으로 한다.

또한, 이 발명에 따르는 상술한 자기에너지 전달소자를 포함하는 스위칭전원장치가 제공된다.

또한, 이 발명에 따르는 상술한 전원장치를 포함하는 제조된 물품이 제공된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 이 발명의 실시예에 따른 출력권선에 전달되는 고주파 노이즈를 상쇄시키는 자기에너지 전달소자 및 전원 장치에 대해 보다 상세하게 설명한다.

본 발명은, 종래의 기술보다 출력권선으로 전달되는 고주파 노이즈의 양을 훨씬 낮춤과 동시에, 입력권선과 출력권선 사이의 자기 결합을 저해하는 요소를 제거하여 더 높은 효율을 얻게 하는 장점을 가진다.

도 1은 종래 기술에 따른 플라이백 컨버터의 구성도.
도 2는 도 1의 트랜스포머의 구조도.
도 3은 종래 기술에 따른 다른 플라이백 컨버터의 구성도.
도 4는 도 3의 트랜스포머의 구조도.
도 5은 본 발명에 따르는 플라이백 컨버터의 일 실시예.
도 6 내지 도 8은 도 5의 트랜스포머의 구조도.
도 9는 본 발명에 따르는 플라이백 컨버터의 다른 실시예.
도 10은 도 9의 트랜스포머의 구조도.
도 11은 본 발명에 따르는 플라이백 컨버터의 또 다른 실시예.
도 12는 도 11의 트랜스포머의 구조도.

[제1실시예]

본 발명은 플라이백 컨버터와 포워드 컨버터 등에 적용되나, 플라이백 컨버터에 대하여 주로 설명한다.

도 5는 본 발명에 따르는 플라이백 컨버터의 일 실시예이고, 도 6은 도 5의 트랜스포머의 구조도이다.

도 5에서, 트랜스포머(20)를 제외한 요소들은 도 1에 대응된다.

트랜스포머(20)는, 트랜스포머(20)의 입력권선은 입력전압의 일측 단자와 스위칭소자(12)의 일측 단자 사이에 연결되는 제1입력권선(201)과 입력전압의 다른 일측 단자와 스위칭소자(12)의 다른 일측 단자 사이에 연결되는 제2입력권선(202)로 구성된다. 제1입력권선(201)은 높은 전위의 변동을 가지는 제1입력권선의 고압부(201a)와 낮은 전위의 변동을 가지는 제1입력권선의 저압부(201b)로 나뉜다.

제1입력권선의 저압부(201b)와 제2입력권선(202)은 제1입력권선의 고압부(201a)와 출력권선(203) 사이의 용량성의 결합을 차단하면서, 출력권선(203)으로 전달되는 고주파 노이즈를 상쇄시켜 낮춘다.

도 6은 트랜스포머(20)의 일 실시예이다.

제1입력권선의 고압부(201a)와 출력권선(203)이 마주하여 감기는데, 제1입력권선의 고압부(201a)와 출력권선(203)의 사이에 제1입력권선의 저압부(201b)와 제2입력권선(202)이 위치하여 제1입력권선의 고압부(201a)와 출력권선(203) 사이의 용량성 결합을 차단한다.

출력권선(203)이 감기는 면적에 나란히 감기는 제1입력권선의 저압부(201b)와 제2입력권선(202)은 턴 수가 같으면, 두 권선을 통해 흐르는 전류가 같으므로 스위칭 전류의 변화에 의해 두 권선에서 생성되는 고주파 노이즈의 크기는 같고 극성은 반대가 된다. 제1입력권선의 저압부(201b)에서 생성되어 출력권선(203)으로 전달되는 고주파 노이즈와 제2입력권선(202)에서 생성되어 출력권선(203)으로 전달되는 고주파 노이즈는 서로 극성이 반대이므로 상쇄되어 낮아진다.

제1입력권선의 저압부(201b)와 제2입력권선(202)에 의해 제1입력권선의 고압부(201a)에서 생성되는 고주파 노이즈가 출력권선(203)으로 전달되는 것을 차단하지만, 제1입력권선의 고압부(201a)에서 생성되는 고주파 노이즈의 일부가 제1입력권선의 저압부(201b)와 제2입력권선(202)을 거쳐 출력권선(203)으로 전달된다.

제2입력권선(202)의 턴 수를 제1입력권선의 저압부(201b)의 턴 수와 다르게 하면, 제2입력권선(202)에서 생성되어 출력권선(203)으로 전달되는 고주파 노이즈의 크기를 제1입력권선의 고압부(201a)에서 출력권선(203)으로 전달되는 고주파 노이즈와 제1입력권선의 저압부(201b)에서 출력권선(203)으로 전달되는 고주파 노이즈의 합과 일치하도록 조절할 수 있다.

이를 위해 제1입력권선의 저압부(201b)와 제2입력권선(202)의 턴 수는 다르게 선정될 수 있다. 따라서, 출력권선(203)으로 전달되는 고주파 노이즈의 양을 최대한 낮추는 것이 가능하다.

도 6의 트랜스포머에 있어서, 제1입력권선의 고압부(201a)와 출력권선(203)의 사이에 위치하는 제1입력권선의 저압부(201b)와 제2입력권선(202)는 모두 스위칭소자(12)의 스위칭에 따라 에너지를 축적하여 출력권선(203)으로 전달하는 요소들이므로 출력권선(203)의 자기적인 결합도를 저하시키지 않는다. 따라서, 에너지 전달효율이 높아지는 장점을 가진다.

[제2실시예]

도 7은 트랜스포머(20)의 다른 일 실시예이다.

제1입력권선의 고압부(201a)와 출력권선(203)이 마주하여 감기는데, 제1입력권선의 고압부(201a)와 출력권선(203)의 사이에 제1입력권선의 저압부(201b)가 위치하여 제1입력권선의 고압부(201a)와 출력권선(203) 사이의 용량성 결합을 차단한다. 출력권선(203)이 제1입력권선의 고압부(201a)를 마주하는 권선면의 반대쪽 면에 마주하여 제2입력권선(202)이 위치한다.

다른 예로써, 제1입력권선의 고압부(201a)와 출력권선(203)의 사이에 제2입력권선(202)이 위치하여 제1입력권선의 고압부(201a)와 출력권선(203) 사이의 용량성 결합을 차단하고, 출력권선(203)이 제1입력권선의 고압부(201a)를 마주하는 권선면의 반대쪽 면에 마주하여 제1입력권선의 저압부(201b)가 위치할 수도 있다.

제1입력권선의 저압부(201b)의 턴 수와 제2입력권선(202)의 턴 수는 출력권선(203)으로 전달되는 고주파 노이즈의 양을 최대한 낮추도록 같거나 다르게 선정할 수 있다.

도 7의 트랜스포머에 있어서도, 제1입력권선의 고압부(201a)와 출력권선(203)의 사이에 위치하는 제1입력권선의 저압부(201b) 혹은 제2입력권선(202)은 스위칭소자(12)의 스위칭에 따라 에너지를 축적하여 출력권선(203)으로 전달하는 요소들이므로 출력권선(203)의 자기적인 결합도를 저하시키지 않는다. 따라서, 에너지 전달효율이 높아지는 장점을 가진다.

도 8은 출력권선(203)의 턴 수가 작고 보빈 권선면의 일부분에 밀착하여 권선을 한 경우의 트랜스포머(20)의 구조도이다.

도 9는 제어부(14)에 공급할 전원전압을 위해 제2입력권선(222)에 직렬로 제2입력권선(225)을 더 포함하는 예를 보인다.

도 10은 도 9의 트랜스포머(22)의 일 실시예이다. 제2입력권선(225)는 제2입력권선(222)이 감긴 후에 외왁에 감겨 출력권선(203)에 전달되는 고주파노이즈의 상쇄에 영향을 주지 않게 배치한다.

[제3실시예]

도 11은 본 발명에 따르는 플라이백 컨버터의 다른 실시예이다.

도 6의 트랜스포머는 제1입력권선의 저압부(201b)와 제2입력권선(202)는 제1입력권선의 고압부(201a)와 출력권선(203)의 사이에 위치하여 출력권선(203)으로 전달되는 고주파 노이즈를 상쇄시킨다. 그러나, 출력권선(203)이 감기는 면적 전체에 걸쳐 나타나는 제1입력권선의 저압부(201b)와 제2입력권선(202)의 평균 전위와 출력권선(203)의 평균 전위와의 차이에 의해 제1입력권선의 저압부(201b)와 제2입력권선(202)로부터 출력권선(203)으로 생성되는 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합 전류가 흐른다. 또한, 제1입력권선의 고압부(201a)가 제1입력권선의 저압부(201b)와 제2입력권선(202)에 의해 차단은 되어 있지만 출력권선(203)으로 스위칭주파수 성분의 작은 용량성의 결합 전류를 생성시킨다. 스위칭 주파수 성분의 결합전류들에 의해 출력 선로에 노이즈 전위가 나타나고 전도성 EMI를 발생시킨다.

도 11은 스위칭 주파수 성분의 결합전류들에 의해 출력 선로에 나타나는 노이즈 전위를 제거하기 위해 밸런스권선(234)를 더 포함하는 트랜스포머(23)을 갖는다.

도 11에서 제1입력권선의 저압부(231b)와 제2입력권선(232)로부터 출력권선(203)으로 생성되는 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합 전류와 제1입력권선의 고압부(231a)로부터 출력권선(233)으로 생성되는 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합 전류의 합을 밸런스권선(234)로부터 출력권선(233)으로 생성되는 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합 전류를 역극성으로 생성시켜 상쇄시킨다.

도 12는 도 11의 트랜스포머(23)의 일 실시예로써, 출력권선(233)의 한 권선면에 마주하여 제1입력권선의 저압부(231b)와 제2입력권선(232)을 위치시키고, 출력권선(233)의 다른 권선면에 마주하여 밸런스권선(234)을 위치시킨 것이다.

도 7과 도 8과 도 10의 경우에도, 도 13과 같이, 제1입력권선의 저압부(201b 혹은 221b 혹은 231b)와 출력권선(203 혹은 223 혹은 233) 사이 혹은 제2입력권선(202 혹은 222 혹은 232)과 출력권선(203 혹은 223 혹은 233) 사이에 밸런스권선(234)을 위치시켜 출력권선(233)으로 생성되는 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합 전류를 상쇄시켜 낮출 수 있다.

이와 같이 본 발명은 제1입력권선의 고압부(201a)에서 생성되어 출력권선(203 혹은 223 혹은 233)으로 전달되는 고주파 노이즈와 제1입력권선의 저압부(201b 혹은 221b 혹은 231b)에서 생성되어 출력권선(203 혹은 223 혹은 233)으로 전달되는 고주파 노이즈의 합을 제2입력권선(232)에서 생성되어 출력권선(203 혹은 223 혹은 233)으로 전달되는 역극성의 고주파 노이즈로 상쇄시켜 낮춤으로써 방사 EMI를 낮게 하는 장점을 가진다.

또한, 입력권선(201a와 201b와 202 혹은 221a와 221b와 222 혹은 231a와 231b와 232)과 출력권선(203 혹은 223 혹은 233) 사이의 자기적인 결합도가 높아 에너지 전달 효율이 높다는 장점을 가진다.

이상에서 이 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 이 발명의 가장 양호한 일 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 이 발명을 한정하는 것은 아니다.　 또한 이 발명에서 도시하지 않은 트랜스포머의 권선과 권선 사이에 절연 테이프를 삽입한다든지, 전원장치에서 추가로 필요로 하는 추가적인 제2 혹은 제3의 출력 전압을 인출하기 위한 출력권선들의 추가, 혹은 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 이 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

11은 입력 캐페시터, 12는 스위칭소자, 13은 트랜스포머, 14는 제어부, 14a는 제어부 전원입력단자, 14b는 제어출력단자, 15는 정류기, 16은 캐패시터, 17은 출력정류기, 18은 출력캐패시터, 19 내지 23은 트랜스포머

Claims

제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 스위칭소자와, 제어부와, 출력정류기와, 출력 선로를 포함하는 스위칭형 전원장치에 있어서,
자기에너지전달소자의 코어와; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선과; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제2전압입력단자와 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선과; 그리고 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선을 포함하되,
상기 제1입력권선은 전위의 변동이 큰 고압부와 전위의 변동이 작은 저압부로 나뉘며, 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 출력권선의 사이의 한 권선층에 상기 제1입력권선의 저압부와 상기 제2입력권선이 위치하여 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 출력권선이 용량성으로 결합하는 것을 차단하고, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 제1입력권선의 저압부에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 고주파 노이즈를 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제2입력권선에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 역극성의 고주파 노이즈로 상쇄시켜 낮추는 자기에너지 전달소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제1항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 자기에너지 전달소자는 턴 수의 차이에 의해 상기 출력권선으로 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합을 생성시켜 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 제1입력권선의 저압부로부터 상기 출력권선으로 생성시키는 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합과 상기 제2입력권선으로부터 상기 출력권선으로 생성시키는 스위칭주파수 성분의 역극성의 용량성의 결합의 합을 상쇄시켜 낮추는 밸런스권선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치
제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 스위칭소자와, 제어부와, 출력정류기와, 출력 선로를 포함하는 스위칭형 전원장치에 있어서,
자기에너지전달소자의 코어와; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선과; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제2전압입력단자와 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선과; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선과; 그리고 상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 큰 고압부와 상기 출력권선 사이에 위치하여 상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 큰 고압부로부터 상기 출력권선으로 생성되는 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합을 차단하며, 상기 출력권선과의 턴 수의 차이에 의해 생성되는 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합으로 상기 제1입력권선과 상기 출력권선으로 생성되는 스위칭주파수 성분의 용량성 결합의 합을 상쇄시켜 낮추는 밸런스권선을 포함하되,
상기 출력권선이 상기 밸런스권선을 마주하는 권선면의 반대쪽 권선면과 마주하여 제1입력권선의 저압부와 상기 제2입력권선이 위치하며, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 제1입력권선의 저압부에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 고주파 노이즈를 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제2입력권선에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 역극성의 고주파 노이즈로 상쇄시켜 낮추는 자기에너지 전달소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 스위칭소자와, 제어부와, 출력정류기와, 출력 선로를 포함하는 스위칭형 전원장치에 있어서,
자기에너지전달소자의 코어와; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선과; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제2전압입력단자와 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선과; 그리고 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선을 포함하되,
상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 큰 고압부와 상기 출력권선 사이에 상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 작은 저압부와 상기 제2입력권선 중 하나가 위치하여 상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 큰 고압부로부터 상기 출력권선으로 생성되는 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합을 차단하며, 상기 출력권선의 한 쪽 권선면과 마주하여 상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 작은 저압부가 위치하고, 상기 출력권선의 다른 한 쪽 권선면과 마주하여 상기 제2입력권선이 위치하여,
상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 제1입력권선의 저압부에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 고주파 노이즈를 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제2입력권선에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 역극성의 고주파 노이즈로 상쇄시켜 낮추는 자기에너지 전달소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제 4항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 상기 자기에너지 전달소자는 턴 수의 차이에 의해 발생하는 전위차로 상기 출력권선으로 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합을 생성시켜 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 제1입력권선의 저압부로부터 상기 출력권선으로 생성시키는 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합과 상기 제2입력권선으로부터 상기 출력권선으로 생성시키는 스위칭주파수 성분의 역극성의 용량성의 결합의 합을 상쇄시켜 낮추는 밸런스권선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치
제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 스위칭소자와, 제어부와, 출력정류기와, 출력 선로를 포함하는 스위칭형 전원장치에 사용되는 자기에너지전달소자에 있어서,
자기에너지전달소자의 코어와; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선과;
상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제2전압입력단자와 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선과;
그리고 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선을 포함하되,
상기 제1입력권선은 전위의 변동이 큰 고압부와 전위의 변동이 작은 저압부로 나뉘며, 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 출력권선의 사이의 한 권선층에 상기 제1입력권선의 저압부와 상기 제2입력권선이 위치하여 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 출력권선이 용량성으로 결합하는 것을 차단하고, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 제1입력권선의 저압부에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 고주파 노이즈를 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제2입력권선에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 역극성의 고주파 노이즈로 상쇄시켜 낮추는 것을 특징으로 하는자기에너지 전달소자.
제 6항의 자기에너지 전달소자에 있어서, 턴 수의 차이에 의해 상기 출력권선으로 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합을 생성시켜 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 제1입력권선의 저압부로부터 상기 출력권선으로 생성시키는 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합과 상기 제2입력권선으로부터 상기 출력권선으로 생성시키는 스위칭주파수 성분의 역극성의 용량성의 결합의 합을 상쇄시켜 낮추는 밸런스권선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기에너지 전달소자.
제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 스위칭소자와, 제어부와, 출력정류기와, 출력 선로를 포함하는 스위칭형 전원장치에 사용되는 자기에너지전달소자에 있어서,
자기에너지전달소자의 코어와; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선과;
상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제2전압입력단자와 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선과;
상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선과;
그리고 상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 큰 고압부와 상기 출력권선 사이에 위치하여 상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 큰 고압부로부터 상기 출력권선으로 생성되는 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합을 차단하며, 상기 출력권선과의 턴 수의 차이에 의해 생성되는 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합으로 상기 제1입력권선과 상기 출력권선으로 생성되는 스위칭주파수 성분의 용량성 결합의 합을 상쇄시켜 낮추는 밸런스권선을 포함하되,
상기 출력권선이 상기 밸런스권선을 마주하는 권선면의 반대쪽 권선면과 마주하여 제1입력권선의 저압부와 상기 제2입력권선이 위치하며,
상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 제1입력권선의 저압부에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 고주파 노이즈를 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제2입력권선에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 역극성의 고주파 노이즈로 상쇄시켜 낮추는 것을 특징으로 하는 자기에너지 전달소자.
제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 스위칭소자와, 제어부와, 출력정류기와, 출력 선로를 포함하는 스위칭형 전원장치에 사용되는 자기에너지전달소자에 있어서,
자기에너지전달소자의 코어와; 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선과;
상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제2전압입력단자와 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선과;
그리고 상기 자기에너지전달소자의 코어에 감겨지고, 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선을 포함하되,
상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 큰 고압부와 상기 출력권선 사이에 상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 작은 저압부와 상기 제2입력권선 중 하나가 위치하여 상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 큰 고압부로부터 상기 출력권선으로 생성되는 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합을 차단하며, 상기 출력권선의 한 쪽 권선면과 마주하여 상기 제1입력권선 중 전위의 변동이 작은 저압부가 위치하고, 상기 출력권선의 다른 한 쪽 권선면과 마주하여 상기 제2입력권선이 위치하여,
상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 제1입력권선의 저압부에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 고주파 노이즈를 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 따라 상기 제2입력권선에서 생성되어 상기 출력권선으로 전달되는 역극성의 고주파 노이즈로 상쇄시켜 낮추는 것을 특징으로 하는 자기에너지 전달소자.
제 9항의 자기에너지 전달소자에 있어서, 턴 수의 차이에 의해 발생하는 전위차로 상기 출력권선으로 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합을 생성시켜 상기 제1입력권선의 고압부와 상기 제1입력권선의 저압부로부터 상기 출력권선으로 생성시키는 스위칭주파수 성분의 용량성의 결합과 상기 제2입력권선으로부터 상기 출력권선으로 생성시키는 스위칭주파수 성분의 역극성의 용량성의 결합의 합을 상쇄시켜 낮추는 밸런스권선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기에너지 전달소자
제 6항 내지 제 10항 중 어느 한 항의 자기에너지 전달소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 스위칭형 전원장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조된 물품.