KR20150048551A - 트랜스포머, 전원 공급 장치, 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

트랜스포머, 전원 공급 장치, 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전원 공급 장치에서 전원 변환용으로 사용될 수 있는 코어 리스 타입의 트랜스포머 및 전원 공급 장치에 관한 것으로, 입력 전원을 스위칭하는 스위칭 주파수에 따라 전원을 무선 전송하는 적어도 하나의 일차 코일 및 상기 적어도 하나의 일차 코일과 사전에 설정된 간격으로 이격되고, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 직접 전송받은 자속에 따라 상기 적어도 하나의 일차 코일과의 전원 변환비를 결정하는 적어도 하나의 이차 코일을 갖는 코일부; 및 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 간격을 고정시키는 지지부를 포함하는 트랜스포머 및 전원 공급 장치를 제안한다.

Description

트랜스포머, 전원 공급 장치, 이를 포함하는 디스플레이 장치 {TRANSFORMER, POWER SUPPLYING APPARATUS, DISPLAY APPARATUS HAVING THEREOF}
본 발명은 부피가 저감된 트랜스포머, 전원 공급 장치, 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
전기·전자장치는 전기를 에너지원으로 하여 작동되는 장치를 말한다.
전기·전자장치를 작동시키기 위해서는 장치를 가동시키는데 필요한 에너지원인 전원의 공급이 반드시 필요하며, 상기 전원의 공급은 장치가 스스로 자체 발전하여 조달하지 않는 한 외부로부터 공급받지 않으면 안된다.
따라서, 상기 전기·전자장치가 외부로부터 전원을 공급받기 위해서는 외부의 전원 공급 설비로부터 상기 전기·전자장치로 필요한 전원을 전달해 주기 위해 하기의 선행 기술 문헌에 기재된 발명과 같이 전원 공급 장치가 반드시 필요하게 된다.
이러한 전원 공급 장치가 채용된 전기·전자장치에 대하여 사용자들은 제품 사이즈가 슬림하고, 사용 수명이 길기를 요청하고 있다.
이러한 사용자들의 요청을 충족시키기 위하여 전원 공급 장치 또한 제품 사이즈가 슬림해지고 사용 수명이 길어져야 한다.
그러나, 전원 공급 장치는 입력 전원 또는 출력 전원을 안정화시키는 전해 캐패시터의 용량 및 트랜스포머의 부피로 인해 제품 사이즈가 슬림해지기 어렵고, 전해 캐패시터에 의해 사용 수명이 결정되는 문제점이 있다.
국내공개특허공보 제2009-0128260호
본 발명의 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 전원 공급 장치에서 전원 변환용으로 사용될 수 있는 코어 리스(coreless) 타입의 트랜스포머, 전원 공급 장치, 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제안한다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 기술적인 측면으로, 일차측에 입력된 전원을 변환하여 상기 일차측과 절연된 이차측에 전달하는 트랜스포머에 있어서, 입력 전원을 스위칭하여 전력 변환하는 전력 변환 스위칭 주파수에 따라 전원을 전달하는 적어도 하나의 일차 코일; 상기 적어도 하나의 일차 코일과 사전에 설정된 거리로 이격되고, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터의 전원을 변환하는 적어도 하나의 이차 코일; 및 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 간격을 고정시키는 지지부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 이격 거리에 따라 전원 변환비를 결정하는 트랜스포머를 제안한다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 상기 지지부는 내부에 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일을 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 상기 지지부는 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 상기 적어도 하나의 이차 코일에 전달되는 자속의 누설을 단속하는 적어도 하나의 자성체 시트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 상기 적어도 하나의 이차 코일의 권선 면적은 상기 적어도 하나의 일차 코일의 권선 면적 이상일 수 있다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 복수의 일차 코일이 구비되고, 상기 복수의 일차 코일 각각은 상기 적어도 하나의 이차 코일과 동일한 간격으로 배치될 수 있다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 상기 지지부는 적어도 하나의 기판을 포함하고, 상기 적어도 하나의 일차 코일은 상기 적어도 하나의 기판의 일면에 형성되고, 상기 적어도 하나의 이차 코일은 상기 적어도 하나의 기판의 상기 일면의 반대면인 타면에 형성될 수 있다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 상기 지지부는, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 상기 적어도 하나의 이차 코일에 전달되는 자속의 누설을 단속하는 적어도 하나의 자성체 시트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 상기 지지부는 제1 기판 및 상기 제1 기판에 적층되는 제2 기판을 포함하고, 상기 적어도 하나의 일차 코일은 상기 제1 기판의 일면에 형성되고, 상기 적어도 하나의 이차 코일은 상기 제2 기판의 일면에 형성될 수 있다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 상기 적어도 하나의 이차 코일에 전달되는 자속의 누설을 단속하는 적어도 하나의 자성체 시트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 상기 지지부는 상기 제1 기판 및 제2 기판을 고정시키는 몰딩부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 상기 적어도 하나의 일차 코일의 리드선이 인출되는 방향과 상기 적어도 하나의 이차 코일의 리드선이 인출되는 방향은 서로 반대 방향일 수 있다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 상기 지지부는 복수의 기판을 포함하고, 상기 적어도 하나의 일차 코일은 상기 복수의 기판 중 적어도 일부 기판에 분할 형성될 수 있다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 상기 지지부는 복수의 기판을 포함하고, 상기 적어도 하나의 이차 코일은 상기 복수의 기판 중 적어도 일부 기판에 분할 형성될 수 있다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 상기 지지부는 제1 기판 및 상기 제1 기판에 적층되는 제2 기판을 포함하고, 상기 적어도 하나의 일차 코일은 상기 제1 기판의 일면 및 타면에 분할 형성되고, 상기 적어도 하나의 이차 코일은 상기 제2 기판의 일면 및 타면에 분할 형성될 수 있다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제2 기술적인 측면으로,일차측에 입력된 전원을 변환하여 상기 일차측과 절연된 이차측에 전달하는 트랜스포머에 있어서, 입력 전원을 스위칭하여 전력 변환하는 전력 변환 스위칭 주파수에 따라 전원을 전달하는 적어도 하나의 일차 코일; 상기 적어도 하나의 일차 코일과 사전에 설정된 거리로 이격되고, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터의 전원을 변환하는 적어도 하나의 이차 코일; 및 상기 적어도 하나의 일차 코일 및 상기 적어도 하나의 이차 코일을 내부에 포함하여, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 간격을 고정시키고, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 자속을 상기 적어도 하나의 이차 코일에 전달하는 지지부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 상기 적어도 하나의 이차 코일에 직접 전달된 자속에 따라 전원 변환비를 결정하는 트랜스포머를 제안한다.
본 발명의 제2 기술적인 측면에 따르면, 상기 적어도 하나의 일차 코일의 중심과 상기 적어도 하나의 이차 코일의 중심은 정렬될 수 있다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제3 기술적인 측면으로, 일차측에 입력된 전원을 변환하여 상기 일차측과 절연된 이차측에 전달하는 트랜스포머에 있어서, 입력 전원을 스위칭하여 전력 변환하는 전력 변환 스위칭 주파수에 따라 공진하여 전원을 전달하는 적어도 하나의 일차 코일; 상기 적어도 하나의 일차 코일과 사전에 설정된 거리로 이격되고, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터의 전원을 변환하는 적어도 하나의 이차 코일; 및 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 간격을 고정시키는 지지부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 자기 결합도에 따라 전원 변환비를 결정하는 트랜스포머를 제안한다.
본 발명의 제3 기술적인 측면에 따르면, 상기 적어도 하나의 이차 코일은 공진하여 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 전원을 전달받을 수 있으며, 상기 적어도 하나의 일차 코일의 공진 주파수와 상기 적어도 하나의 이차 코일의 공진 주파수는 동일할 수 있다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제4 기술적인 측면으로,입력 전원을 스위칭하여 전력 변환하는 전력 변환 스위칭 주파수에 따라 공진하여 전원을 전달하는 적어도 하나의 일차 코일, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 사전에 설정된 거리로 이격되고, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터의 전원을 변환하는 적어도 하나의 이차 코일과, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 간격을 고정시키는 지지부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 자기 결합도에 따라 전원 변환비를 결정하는 트랜스포머; 및 상기 적어도 하나의 일차 코일의 일단 또는 상기 적어도 하나의 이차 코일 일단에 중 적어도 하나에 연결되어 공진하는 공진부를 포함하는 전원 공급 장치를 제안한다.
본 발명의 제4 기술적인 측면에 따르면, 상기 적어도 하나의 일차 코일의 일단 또는 상기 적어도 하나의 이차 코일 일단에 중 하나에 연결되는 공진부를 더 포함할 수 있고, 상기 공진부는 해당 코일의 일단에 직렬 연결되는 적어도 하나의 공진 캐패시터를 포함하거나, 상기 공진부는 해당 코일의 양단에 병렬 연결되는 적어도 하나의 공진 캐패시터를 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제5 기술적인 측면으로, 입력 전원을 스위칭하여 전력 변환하는 전력 변환 스위칭 주파수에 따라 전원을 전달하는 적어도 하나의 일차 코일과, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 사전에 설정된 거리로 이격되고, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터의 전원을 변환하는 적어도 하나의 이차 코일과, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 간격을 고정시키는 지지부를 포함하여, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 이격 거리에 따라 전원 변환비를 결정하는 트랜스포머를 갖고, 상기 전원 변환비에 따라 상기 입력 전원을 제1 전원으로 변환하는 전원 변환부; 및 상기 전원 변환부로부터의 상기 제1 전원을 사전에 설정된 방식으로 외부에 공급하는 전원 공급부를 포함하는 전원 공급 장치를 제안한다.
본 발명의 제5 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 공급부는 유선 또는 무선 방식 중 적어도 하나의 방식으로 전원을 외부에 공급할 수 있다.
본 발명의 제5 기술적인 측면에 따르면, 상기 적어도 하나의 일차 코일 또는 상기 적어도 하나의 이차 코일에 연결된 공진부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제5 기술적인 측면에 따르면, 상기 공진부는 해당 코일의 일단에 직렬 연결된 하나의 공진 캐패시터 또는 해당 코일의 양단에 병렬 연결된 다른 하나의 공진 캐패시터 중 적어도 하나의 공진 캐패시터를 포함할 수 있다.
본 발명의 제5 기술적인 측면에 따르면, 상기 트랜스포머는 복수의 일차 코일을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제5 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 변환부는 복수의 일차 코일에 각각 연결된 복수의 스위치를 더 포함하고, 상기 복수의 스위치는 각각 입력 전원을 인터리브드(interleaved) 방식으로 스위칭할 수 있다.
본 발명의 제5 기술적인 측면에 따르면, 상기 트랜스포머는 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 상기 적어도 하나의 이차 코일에 직접 전달된 자속 또는 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 자기 결합도에 따라 전원 변환비를 결정할 수 있다.
본 발명의 제5 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 공급부는 상기 전원 변환부의 출력단에 병렬 연결되어 유선 방식으로 전원을 출력하는 복수의 유선 전원 공급부를 포함할 수 있다.
본 발명의 제5 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 변환부의 상기 제1 전원을 직류/직류 변환하여 상기 전원 공급부에 공급하는 DC/DC 전원 변환부를 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제6 기술적인 측면으로,입력 전원을 인터리브드(interleaved) 방식으로 스위칭하는 제1 스위치 및 제2 스위치를 갖고, 상기 입력 전원을 스위칭하는 상기 제1 및 제2 스위치의 전력 변환 스위칭 주파수에 따라 전원을 전달하는 적어도 제1 일차 코일 및 제2 일차 코일과, 상기 제1 및 제2 일차 코일과 사전에 설정된 간격으로 이격되고, 상기 제1 및 제2 일차 코일로부터의 전원을 변환하는 적어도 하나의 이차 코일과, 상기 제1 및 제2 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 간격을 고정시키는 지지부를 포함하여, 상기 제1 및 제2 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 이격 거리에 따라 전원 변환비를 결정하는 트랜스포머를 갖고, 상기 전원 변환비에 따라 상기 입력 전원을 제1 전원으로 변환하는 전원 변환부; 및 상기 전원 변환부로부터의 상기 제1 전원을 사전에 설정된 방식으로 외부에 공급하는 전원 공급부를 포함하는 전원 공급 장치를 제안한다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제7 기술적인 측면으로,입력 전원을 인터리브드(interleaved) 방식으로 스위칭하여 상기 입력 전원을 제1 전원으로 변환하는 전원 변환부; 상기 전원 변환부로부터의 상기 제1 전원을 유선 방식으로 외부에 공급하는 유선 전원 공급부; 및 복수의 공진 주파수 중 적어도 하나의 공진 주파수로 상기 전원 변환부로부터의 상기 제1 전원을 스위칭하여 무선 전송하는 무선 전원 공급부를 포함하는 전원 공급 장치를 제안한다.
본 발명의 제7 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 변환부는 상기 입력 전원을 각각 인터리브드 방식으로 스위칭하는 제1 스위치 및 제2 스위치; 및 상기 입력 전원을 스위칭하는 상기 제1 및 제2 스위치의 전력 변환 스위칭 주파수에 따라 전원을 전달하는 적어도 제1 일차 코일 및 제2 일차 코일과, 상기 제1 및 제2 일차 코일과 사전에 설정된 간격으로 이격되고, 상기 제1 및 제2 일차 코일로부터의 전원을 변환하는 적어도 하나의 이차 코일과, 상기 제1 및 제2 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 간격을 고정시키는 지지부를 포함하여, 상기 제1 및 제2 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 이격 거리에 따라 전원 변환비를 결정하는 트랜스포머를 포함할 수 있다.
본 발명의 제7 기술적인 측면에 따르면, 상기 무선 전원 공급부는 상기 전원 변환부로부터의 상기 제1 전원을 스위칭하는 적어도 하나의 스위치를 갖는 스위칭부; 및 상기 스위칭부의 스위칭에 따라 공진하여 스위칭된 전원을 무선 전송하는 공진부를 포함할 수 있다.
본 발명의 제7 기술적인 측면에 따르면, 상기 스위칭부는 제1 스위치와 제2 스위치를 구비한 하프 브리지 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 제7 기술적인 측면에 따르면, 상기 공진부는 상기 하프 브리지 스위치의 제1 스위치와 제2 스위치 간의 연결점에 연결된 제1 캐패시터; 및 상기 제1 캐패시터와 직렬 연결된 제1 일차 코일부를 포함할 수 있다.
본 발명의 제7 기술적인 측면에 따르면, 상기 제1 캐패시터와 상기 제1 일차 코일부는 상기 하프 브리지 스위치의 스위칭 주파수에 따라 LC 공진할 수 있다.
본 발명의 제7 기술적인 측면에 따르면, 상기 무선 전원 공급부는 자기 공진 방식 또는 자기 유도 방식 중 적어도 하나의 방식으로 전원을 무선 전송할 수 있다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제8 기술적인 측면으로,입력 전원을 스위칭하여 전력 변환하는 전력 변환 스위칭 주파수에 따라 전원을 전달하는 적어도 하나의 일차 코일과, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 사전에 설정된 거리로 이격되고, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터의 전원을 변환하는 적어도 하나의 이차 코일과, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 간격을 고정시키는 지지부를 포함하여, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 이격 거리에 따라 전원 변환비를 결정하는 트랜스포머를 갖고, 상기 전원 변환비에 따라 상기 입력 전원을 제1 전원으로 변환하는 전원 변환부; 및 상기 전원 변환부로부터의 상기 제1 전원을 사전에 설정된 방식으로 공급하는 전원 공급부를 포함하는 전원 공급 장치; 및 상기 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받아 동작하는 디스플레이부를 포함하는 디스플레이 장치를 제안한다.
본 발명에 따르면, 전원 공급 장치에서 전원 변환용으로 사용될 수 있는 코어 리스 타입의 트랜스포머가 채용되어 코어 제거에 의한 트랜스포머의 부피가 저감될 수 있고, 입력 전원을 인터리브드 방식으로 스위칭하여 입출력 전해 캐패시터의 용량을 저감시키거나 미채용할 수 있어 제품의 사이즈를 보다 더 저감시키고 제조 비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1a 내지 도 1g는 본 발명의 전원 공급 장치의 활용예를 나타내는 도면.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 전원 공급 장치의 개략적인 실시형태들을 나타내는 블럭도.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 전원 공급 장치의 실시형태들을 개략적으로 나타내는 회로도.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 전원 공급 장치의 실시형태들에 채용된 공진부의 실시형태를 개략적으로 나타내는 회로도.
도 5는 도 3c에 도시된 본 발명의 전원 공급 장치의 실시형태의 동작 파형을 나타내는 그래프.
도 6a 내지 도 6j는 본 발명의 전원 공급 장치에 채용된 트랜스포머의 실시형태들을 개략적으로 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다라고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 또는 유사한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때는 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다.
또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1a 내지 도 1g는 본 발명의 전원 공급 장치의 활용예를 나타내는 도면.이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면 본 발명의 전원 공급 장치의 전자 장치(A)의 내부 또는 외부에 채용될 수 있으며, 전자 장치(A)의 전원 공급 장치(100)는 내부의 주변 회로부(C) 및 주동작회로부(B)에 전원을 공급할 수 있다.
이때, 도 1a에 도시된 바와 같이. 전자 장치(A)는 디스플레이 장치일 수 있으며, 주동작회로부(B)는 화면을 표시하는 디스플레이부(B)일 수 있고, 주변 회로부(C)는 디스플레이부(B)의 주변 동작 즉, 사운드 또는 사용자 동작 수신 등의 다양한 주변 동작을 수행할 수 있다.
더하여, 도 1b에 도시된 바와 같이, 전원 공급 장치(100)는 디스플레이 장치(A)의 외부에 채용될 수 있으며, 디스플레이 장치(A)의 지지대(B)에 배치되어 디스플레이 장치(A)에 유선 또는 무선으로 전원을 공급할 수 있다.
도 1c 내지 도 1g를 참조하면, 본 발명의 전원 공급 장치(100)는 유선으로 전원을 공급하는 전원 공급 장치일 수 있으며, 유선으로 랩탑 PC(B,C)에 전원을 공급하면서 동시에 무선으로 휴대폰(A)에 전원을 공급할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 전원 공급 장치(100)는 휴대폰(A)에 무선으로 전원을 공급할 수 있는 무선 충전 패드일 수 있다.
이후, 랩탑 PC(B,C)가 본체(B)와 디스플레이(C)가 분리될 수 있는 경우, 본체(B)에는 유선으로 전원을 공급하면서, 디스플레이(C)에 무선으로 전원을 공급할 수 있으며, 본체(B) 및 디스플레이(C)에 각각 무선으로 전원을 공급할 수 있다.
또한, 휴대폰(A)에 유선 방식과, 자기 공진 방식 또는 자기 유도 방식의 무선 방식으로 전원을 공급할 수 있어서, 충전 중 급속 충전 또는 충전 전원이 모자라는 경우를 보충할 수 있다.
더하여 복수의 일차 코일이 구비된 경우, 자기 공진 방식 및 자기 유도 방식으로 전원을 무선 공급할 수 있으며, 복수의 코일이 모두 자기 공진 방식 또는 자기 유도 방식으로 휴대폰(A) 뿐만 아니라 본체(B)와 디스플레이(C)에 전원을 전송할 수도 있다.
이를 위한, 본 발명의 전원 공급 장치(100)의 구성을 도면을 참조하여 하기와 같이 설명하도록 한다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 전원 공급 장치의 개략적인 실시형태들을 나타내는 블럭도.이다.
도 2a 내지 도 2도 2a 내지 도 2f를 참조하면, 먼저 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전원 공급 장치(100)는 입력 전원 또는 교류 전원을 제1 전원으로 변환하는 전원 변환부(110), 전원 변환부(110)로부터의 상기 제1 전원을 사전에 설정된 방식으로 전송하는 전원 공급부(120,130)를 포함할 수 있다.
전원 공급부(120,130)는 전원 변환부(110)로부터의 상기 제1 전원을 유선으로 외부에 전송하는 유선 전원 공급부(130) 또는 전원 변환부(110)로부터의 상기 제1 전원을 무선으로 외부에 전송하는 무선 전원 공급부(120)일 수 있다.
무선 전원 공급부(120)는 자기 유도 방식 및/또는 자기 공진 방식으로 전원 변환부(110)로부터의 상기 제1 전원을 외부에 전송할 수 있다.
전원 변환부(110)로부터의 상기 제1 전원을 스위칭하여 무선 전송하는 무선 전원 공급부(120)를 포함할 수 있으며, 더하여 전원 변환부(110)로부터의 상기 제1 전원을 유선으로 전달하는 유선 전원 공급부(130)를 포함할 수 있고, 상기 무선 전원 공급부(120)의 무선 전송을 제어하는 제어부(140)를 더 포함할 수 있다.
더하여, 도 2d에 도시된 바와 같이, 유선 전원 공급부(130)로 전달되는 전원을 직류/직류 변환하는 DC/DC 전원 변환부(150)를 더 포함할 수 있다.
제어부(140)는 출력을 피드백받아 이에 기초하여 전원 변환부(110)의 스위칭 또는 전원 공급부(120,130)의 전원 스위칭을 제어할 수 있다.
더하여, 도 2c에 도시된 바와 같이, 전원 공급 장치(100)는 유선 전원 공급부(130)와 무선 전원 공급부(120)을 동시에 채용할 수 있으며, 도 2e에 도시된 바와 같이, 유선 전원 공급부(130)로 전달되는 전원을 직류/직류 변환하는 DC/DC 전원 변환부(150)를 더 포함할 수 있다.
또한, 도 1a와 같이 디스플레이 장치(A) 내부에서 디스플레이부(B) 및 주변 회로부(B) 등의 복수의 구성 요소에 전원을 각각 공급하기 위해, 도 2f에 도시된 바와 같이, 전원 공급 장치(100)는 전원 변환부(110)의 출력단에 각각 병렬 연결된 복수의 유선 전원 공급부(131,132,133)을 포함할 수 있다. 복수의 유선 전원 공급부(131,132,133)로부터 출력되는 전원은 서로 동일하거나 각각 서로 다를 수 있다.
전원 변환부(110)는 코어 리스(coreless) 트랜스포머(111)를 포함하여 부피가 저감될 수 있으며, 코어 리스 트랜스포머(111)는 하나의 트랜스포머 구조에 적어도 하나의 일차 코일과 적어도 하나의 이차 코일을 구비하여, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 이격 거리에 의해 전원 변환비를 형성할 수 있다.
더하여, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 자기 결합도, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 상기 적어도 하나의 이차 코일에 전달되는 자속의 크기, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일의 권선수 등이 전원 변환비 결정에 영향을 줄 수 있다.
상술한 코어 리스 트랜스포머에 관해서는 도 6a 내지 도 6j에 관한 설명에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 전원 공급 장치의 실시형태들을 개략적으로 나타내는 회로도이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 전원 공급 장치(100)의 전원 변환부(110)는 트랜스포머(111), 입력부(112), 공진부(113) 및 스위치(Q1)을 포함할 수 있다.
입력부(112)는 입력 전원을 정류 및 평활할 수 있고, 더하여 전자기 간섭을 제거할 수 있다.
트랜스포머(111)의 일차 코일(P1)의 일단은 입력부(112)에 연결되어 전원을 입력받고, 타단은 스위치(Q1)에 연결되어 스위치(Q1)의 스위칭에 따라 스위칭된 전원을 이차 코일(S)로 전달할 수 있다.
입력부(112)와 트랜스포머(111)의 일차 코일(P1)의 일단 사이에는 공진부(113)가 형성될 수 있으며, 공진부(113)는 공진 캐패시터(Cr1)를 포함하여, 트랜스포머(111)의 일차 코일(P1)의 전원 전달시 일차 코일(P1)과 LC 공진될 수 있다.
입력부(112)로부터의 전원은 캐패시터(C)를 통해 안정화된 후 트랜스포머(111)에 전달될 수 있다.
유선 전원 공급부(130)는 이차 코일(S)로부터의 전원을 유선으로 외부에 공급할 수 있으며, 더하여, 이차 코일(S)의 일단과 출력단 사이에 공진부(131)가 형성될 수 있으며, 공진부(131)는 공진 캐패시터(Crp)를 포함하여 트랜스포머(111)의 일차 코일(P1)로부터 전송되는 전원을 전달받을 시에 이차 코일(S)과 LC 공진될 수 있다.
트랜스포머(111)의 일차 코일(P1)과 LC 공진되는 공진 주파수와 이차 코일(S)과 LC 공진되는 공진 주파수는 서로 동일할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 본 발명의 전원 공급 장치(100)는 무선 전원 공급부(120)를 포함할 수 있으며, 무선 전원 공급부(120)는 이차 코일(S)로부터의 전원의 스위칭에 따른 공진 주파수에 따라 자기 유도 또는 자기 공진 방식으로 외부에 전원을 무선 전송할 수 있으며, 이를 위해 인덕터 및 캐패시터에 의한 LC 공진이 제공될 수 있다. 마찬가지로, 이차 코일(S)의 일단과 출력단 사이에 공진부(131)가 형성될 수 있으며, 공진부(131)는 공진 캐패시터(Crp)를 포함하여 트랜스포머(111)의 일차 코일(P1)로부터 전달되는 전원을 받을 시에 이차 코일(S)과 LC 공진될 수 있다.
트랜스포머(111)의 일차 코일(P1)과 LC 공진되는 공진 주파수와 이차 코일(S)과 LC 공진되는 공진 주파수는 서로 동일할 수 있다.
도 3b의 설명에서 전원 변환부(110)에 관해서는 도 3a의 설명과 동일하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 3c를 참조하면, 본 발명의 전원 공급 장치(100)는 무선 전원 공급부(120)와 유선 전원 공급부(130)를 포함할 수 있으며, 무선 전원 공급부(120)와 유선 전원 공급부(130)는 각각 이차 코일(S)로부터의 전원을 전달받아 유선 및 무선으로 외부에 공급할 수 있다.
한편, 전원 변환부(110)는 입력부(112)로부터의 전원을 인터리브드 방식으로 스위칭할 수 있으며, 이를 위해, 트랜스포머(111)는 제1 및 제2 일차 코일(P1,P2)를 포함할 수 있고, 제1 및 제2 일차 코일(P1,P2)의 타단에는 각각 제1 및 제2 스위치(Q1,Q2)가 연결되어 전원 스위칭이 이루어질 수 있다.
마찬가지로, 입력부(112)와 트랜스포머(111)의 일차 코일(P1,P2)의 일단 사이에는 공진부(113,114)가 각각 형성될 수 있으며, 공진부(113,114)는 각각 공진 캐패시터(Cr1,Cr2)를 포함하여, 트랜스포머(111)의 일차 코일(P1,P2)의 전원 전달시 LC 공진될 수 있다. 일차 코일(P1,P2)과 공진부(113,114)의 각 LC 공진 주파수는 서로 동일하거나 서로 상이할 수도 있다. 더하여, 이차 코일(S)와 공진부(131) 간의 LC 공진 주파수는 일차 코일(P1,P2)과 공진부(113,114)의 각 LC 공진 주파수와 서로 동일할 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 전원 공급 장치의 실시형태들에 채용된 공진부의 실시형태를 개략적으로 나타내는 회로도이다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 공진부(113,114,131)는 해당 코일의 일단에 직렬 연결되거나, 해당 코일의 양단에 병렬 연결된 공진 캐패시터를 각각 또는 동시에 구비할 수 있다.
도 5는 도 3c에 도시된 본 발명의 전원 공급 장치의 실시형태의 동작 파형을 나타내는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 제1 및 제2 스위치(Q1,Q2)가 서로 교번 스위칭하여 평균적으로 입력 전류 및 출력 전류는 하나의 스위치가 스위칭되는 경우와 동일하면서도, 리플이 저감될 수 있다. 이에 따라, 입력부(112) 후단의 캐패시터(C)의 용량값이 낮아질 수 있으며 이에 따라 부피가 저감될 수 있고, 경우에 따라서는 전해 캐패시터를 필름 캐패시터로 대체할 수 있어 제품의 사이즈가 보다 더 저감될 수 있다. 또한, 출력단의 캐패시터의 용량값이 낮아질 수 있어서 캐패시터의 부피가 저감될 수 있으므로 제품의 사이즈가 보다 더 저감될 수 있다. 마찬가지로 경우에 따라서는 전해 캐패시터를 필름 캐패시터로 대체할 수 있어 제품의 사이즈가 더욱더 저감될 수 있다.
도 6a 내지 도 6j는 본 발명의 전원 공급 장치에 채용된 트랜스포머의 실시형태들을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6a를 참조하면, 본 발명의 전원 공급 장치에 채용된 트랜스포머는 적어도 하나의 일차 코일(P)과 적어도 하나의 이차 코일(S)을 구비할 수 있으며, 자속을 가이드하는 코어(core)가 미채용되어 부피가 저감될 수 있다. 이에 따라 누설 인덕턴스가 최소화되어 자속이 최대로 전송될 수 있다. 더하여, 누설 인덕턴스가 최소화되어 전원 변환 스위칭시에 발생되는 스파이크 전압이 감소될 수 있으므로 스너버 회로가 미채용되어 회로 면적 및 제조 비용이 저감될 수 있다. 또한, 코어의 미채용에 의해서 코어의 포화 상태가 발생되지 않으므로, 선형 형태의 전압이 일차 코일에 인가되어도 정상적인 전원 변환 동작이 가능할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 일차 코일(P)에서는 적어도 하나의 이차 코일(S)에 전원이 전송될 수 있으며, 적어도 하나의 일차 코일(P)와 적어도 하나의 이차 코일(S) 간의 전원 변환비는 적어도 하나의 일차 코일(P)로부터 적어도 하나의 이차 코일(S)로 직접 전달되는 자속의 양에 의해 결정될 수 있다. 일차 코일(P)과 이차 코일(S)의 코일 중심은 서로 동일한 위치에 배치되도록 정렬될 수 있다.
더하여, 적어도 하나의 일차 코일(P)과 적어도 하나의 이차 코일(S) 간의 자기 결합도, 적어도 하나의 일차 코일(P)로부터 적어도 하나의 이차 코일(S)에 전달되는 자속의 크기, 적어도 하나의 일차 코일(P)과 적어도 하나의 이차 코일(S)의 권선수 등이 전원 변환비 결정에 영향을 줄 수 있다.
일차 코일(P)과 이차 코일(S)은 서로 사전에 설정된 간격으로 이격될 수 있으며, 복수개 구비될 수 있고, 직접 전달되는 자속의 양에 의해 전원 변환비가 결정되는 것을 고려하면, 복수개의 일차 코일(P)과 이차 코일(S)은 각 일차 코일(P)과 이차 코일(S)이 서로 사전에 설정된 간격으로 이격되도록 평행하게 배치될 수 있다. 더하여, 일차 코일(P)과 이차 코일(S)은 권선 또는 패턴 등으로 다양하게 구성될 수 있다.
일차 코일(P)과 이차 코일(S)은 상기 간격을 유지하기 위해 지지부(b)에 의해 몰딩될 수 있다. 이때, 지지부(b)는 일차 코일(P)과 이차 코일(S)의 고정 및 자속을 단속하기 위한 페이스트로 구성될 수 있다.
지지부(b)의 형상은 편의상 직육면체로 도시되었으나, 원통형 등 다양한 형상으로 구현될 수 있다.
일차 코일(P)은 전원이 입력되는 입력 전원 리드선(I1,I2)을 구비할 수 있고, 이차 코일(S)는 전원이 출력되는 출력 전원 리드선(O1,O2)을 구비할 수 있으며, 일차 코일(P)로부터 이차 코일(S)로 직접 전달되는 자속을 방해하지 않도록 입력 전원 리드선(I1,I2)의 인출 방향과 출력 전원 리드선(O1,O2)의 인출 방향은 서로 반대방향일 수 있다.
더하여, 입력 전원 리드선(I1,I2)과 출력 전원 리드선(O1,O2)은 서로 반대방향으로 수직하게 형성될 수 있으며, 코일이 겹치게 형성되지 않을 수 있어서, 코일의 턴 간의 절연 문제에 유리할 수 있다.
도 6b 및 도 6c를 참조하면, 일차 코일(P)과 이차 코일(S) 사이에는 자속 누설을 방지하기 위해 자성체 시트(MS)가 형성될 수 있으며, 지지부(b)의 둘레를 따라 복수의 자성체 시트(MS1,MS2,MS3,MS4)가 배치될 수도 있다.
도 6d를 참조하면, 인터리브드 방식으로 전원을 스위칭하는 경우, 트랜스포머는 제1 및 제2 일차 코일(P1,P2)과 적어도 하나의 이차 코일(S)를 구비할 수 있으며, 직접 전달되는 자속의 양에 의해 전원 변환비가 결정되는 것을 고려하는 경우, 도 6e에 도시된 바와 같이, 지지부(b) 내부의 적어도 하나의 이차 코일(S)의 코일 면적은 제1 및 제2 일차 코일(P1,P2)의 코일 면적과 동일하거나 그 이상일 수 있다.
도 6f를 참조하면, 일차 코일(P1,P2)과 적어도 하나의 이차 코일(S)는 적어도 하나의 기판에 형성될 수 있으며, 일차 코일(P1,P2)은 기판(b)의 일면에 형성되고, 적어도 하나의 이차 코일(S)은 기판(b)의 타면에 형성될 수 있다.
도 6g를 참조하면, 일차 코일(P1,P2)과 적어도 하나의 이차 코일(S)는 각각 기판(b1,b2)에 형성될 수 있으며, 일차 코일(P1,P2)은 제1 기판(b1)의 일면에 형성되고, 적어도 하나의 이차 코일(S)은 제2 기판(b2)의 일면에 형성될 수 있다.
더하여, 제1 기판(b1)과 제2 기판(b2)은 적층될 수 있으며, 일차 코일(P1,P2)과 적어도 하나의 이차 코일(S)간의 간격을 유지하고 제1 기판(b1)과 제2 기판(b2)을 고정시키기 위해 몰딩부(m)가 구비될 수 있다. 더하여, 도 6h를 참조하면, 마찬가지로 제1 기판(b1)과 제2 기판(b2) 사이에 자성체 시트(MS)가 구비될 수 있다.
한편, 적어도 하나의 일차 코일(P) 또는 적어도 하나의 이차 코일(S)는 도 6i에 도시된 바와 같이 복수의 기판(ba,bb,bc)에 분할 형성(Pa, Pb,Pc 또는 Sa, Sb, Sc)될 수 있으며, 도 6j에 도시된 바와 같이 하나의 기판(b)을 기준으로 일면 및 타면에 각각 분할 형성(Pa,Pb 또는 Sa, Sb)될 수 있다. 이때 코일의 분할 형성을 위해 기판 내부에 형성된 비아(via)를 통해 분할된 코일이 서로 연결되어 하나의 코일을 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전원 공급 장치에서 전원 변환용으로 사용될 수 있는 코어 리스 타입의 트랜스포머가 채용되어 코어 제거에 의한 트랜스포머의 부피가 저감될 수 있고, 입력 전원을 인터리브드 방식으로 스위칭하여 입출력 전해 캐패시터의 용량을 저감시키거나 미채용할 수 있어 제품의 사이즈를 보다 더 저감시키고 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100: 전원 공급 장치
110: 전원 변환부
111: 트랜스포머
112: 입력부
113: 제1 스너버부
114: 제2 스너버부
120: 무선 전원 공급부
130: 유선 전원 공급부
140: 제어부

Claims (83)

  1. 일차측에 입력된 전원을 변환하여 상기 일차측과 절연된 이차측에 전달하는 트랜스포머에 있어서,
    입력 전원을 스위칭하여 전력 변환하는 전력 변환 스위칭 주파수에 따라 전원을 전달하는 적어도 하나의 일차 코일;
    상기 적어도 하나의 일차 코일과 사전에 설정된 거리로 이격되고, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터의 전원을 변환하는 적어도 하나의 이차 코일; 및
    상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 간격을 고정시키는 지지부를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 이격 거리에 따라 전원 변환비를 결정하는 트랜스포머.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 내부에 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일을 포함하는 트랜스포머.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지지부는
    상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 상기 적어도 하나의 이차 코일에 전달되는 자속의 누설을 단속하는 적어도 하나의 자성체 시트를 더 포함하는 트랜스포머.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이차 코일의 권선 면적은 상기 적어도 하나의 일차 코일의 권선 면적 이상인 트랜스포머.
  5. 제1항에 있어서,
    복수의 일차 코일이 구비되고,
    상기 복수의 일차 코일 각각은 상기 적어도 하나의 이차 코일과 동일한 간격으로 배치되는 트랜스포머.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 적어도 하나의 기판을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 일차 코일은 상기 적어도 하나의 기판의 일면에 형성되고,
    상기 적어도 하나의 이차 코일은 상기 적어도 하나의 기판의 상기 일면의 반대면인 타면에 형성되는 트랜스포머.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 상기 적어도 하나의 이차 코일에 전달되는 자속의 누설을 단속하는 적어도 하나의 자성체 시트를 더 포함하는 트랜스포머.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 제1 기판 및 상기 제1 기판에 적층되는 제2 기판을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 일차 코일은 상기 제1 기판의 일면에 형성되고,
    상기 적어도 하나의 이차 코일은 상기 제2 기판의 일면에 형성되는 트랜스포머.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 상기 적어도 하나의 이차 코일에 전달되는 자속의 누설을 단속하는 적어도 하나의 자성체 시트를 더 포함하는 트랜스포머.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 제1 기판 및 제2 기판을 고정시키는 몰딩부를 더 포함하는 트랜스포머.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 일차 코일의 리드선이 인출되는 방향과
    상기 적어도 하나의 이차 코일의 리드선이 인출되는 방향은 서로 반대 방향인 트랜스포머.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 복수의 기판을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 일차 코일은 상기 복수의 기판 중 적어도 일부 기판에 분할 형성되는 트랜스포머.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 복수의 기판을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 이차 코일은 상기 복수의 기판 중 적어도 일부 기판에 분할 형성되는 트랜스포머.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 제1 기판 및 상기 제1 기판에 적층되는 제2 기판을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 일차 코일은 상기 제1 기판의 일면 및 타면에 분할 형성되고,
    상기 적어도 하나의 이차 코일은 상기 제2 기판의 일면 및 타면에 분할 형성되는 트랜스포머.
  15. 일차측에 입력된 전원을 변환하여 상기 일차측과 절연된 이차측에 전달하는 트랜스포머에 있어서,
    입력 전원을 스위칭하여 전력 변환하는 전력 변환 스위칭 주파수에 따라 전원을 전달하는 적어도 하나의 일차 코일;
    상기 적어도 하나의 일차 코일과 사전에 설정된 거리로 이격되고, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터의 전원을 변환하는 적어도 하나의 이차 코일; 및
    상기 적어도 하나의 일차 코일 및 상기 적어도 하나의 이차 코일을 내부에 포함하여, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 간격을 고정시키고, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 자속을 상기 적어도 하나의 이차 코일에 전달하는 지지부를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 상기 적어도 하나의 이차 코일에 직접 전달된 자속에 따라 전원 변환비를 결정하는 트랜스포머.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 지지부는
    상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 상기 적어도 하나의 이차 코일에 전달되는 자속의 누설을 단속하는 적어도 하나의 자성체 시트를 더 포함하는 트랜스포머.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 일차 코일의 리드선이 인출되는 방향과
    상기 적어도 하나의 이차 코일의 리드선이 인출되는 방향은 서로 반대 방향인 트랜스포머.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 일차 코일의 중심과 상기 적어도 하나의 이차 코일의 중심은 정렬되는 트랜스포머.
  19. 일차측에 입력된 전원을 변환하여 상기 일차측과 절연된 이차측에 전달하는 트랜스포머에 있어서,
    입력 전원을 스위칭하여 전력 변환하는 전력 변환 스위칭 주파수에 따라 공진하여 전원을 전달하는 적어도 하나의 일차 코일;
    상기 적어도 하나의 일차 코일과 사전에 설정된 거리로 이격되고, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터의 전원을 변환하는 적어도 하나의 이차 코일; 및
    상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 간격을 고정시키는 지지부를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 자기 결합도에 따라 전원 변환비를 결정하는 트랜스포머.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이차 코일은 공진하여 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 전원을 전달받는 트랜스포머.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 일차 코일의 공진 주파수와 상기 적어도 하나의 이차 코일의 공진 주파수는 동일한 트랜스포머.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 지지부는 내부에 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일을 포함하는 트랜스포머.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 지지부는
    상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 상기 적어도 하나의 이차 코일에 전달되는 자속의 누설을 단속하는 적어도 하나의 자성체 시트를 더 포함하는 트랜스포머.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이차 코일의 권선 면적은 상기 적어도 하나의 일차 코일의 권선 면적 이상인 트랜스포머.
  25. 제19항에 있어서,
    복수의 일차 코일이 구비되고,
    상기 복수의 일차 코일 각각은 상기 적어도 하나의 이차 코일과 동일한 간격으로 배치되는 트랜스포머.
  26. 제19항에 있어서,
    상기 지지부는 적어도 하나의 기판을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 일차 코일은 상기 적어도 하나의 기판의 일면에 형성되고,
    상기 적어도 하나의 이차 코일은 상기 적어도 하나의 기판의 상기 일면의 반대면인 타면에 형성되는 트랜스포머.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 상기 적어도 하나의 이차 코일에 전달되는 자속의 누설을 단속하는 적어도 하나의 자성체 시트를 더 포함하는 트랜스포머.
  28. 제19항에 있어서,
    상기 지지부는 제1 기판 및 상기 제1 기판에 적층되는 제2 기판을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 일차 코일은 상기 제1 기판의 일면에 형성되고,
    상기 적어도 하나의 이차 코일은 상기 제2 기판의 일면에 형성되는 트랜스포머.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 상기 적어도 하나의 이차 코일에 전달되는 자속의 누설을 단속하는 적어도 하나의 자성체 시트를 더 포함하는 트랜스포머.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 제1 기판 및 제2 기판을 고정시키는 몰딩부를 더 포함하는 트랜스포머.
  31. 제19항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 일차 코일의 리드선이 인출되는 방향과
    상기 적어도 하나의 이차 코일의 리드선이 인출되는 방향은 서로 반대 방향인 트랜스포머.
  32. 제19항에 있어서,
    상기 지지부는 복수의 기판을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 일차 코일은 상기 복수의 기판 중 적어도 일부 기판에 분할 형성되는 트랜스포머.
  33. 제19항에 있어서,
    상기 지지부는 복수의 기판을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 이차 코일은 상기 복수의 기판 중 적어도 일부 기판에 분할 형성되는 트랜스포머.
  34. 제19항에 있어서,
    상기 지지부는 제1 기판 및 상기 제1 기판에 적층되는 제2 기판을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 일차 코일은 상기 제1 기판의 일면 및 타면에 분할 형성되고,
    상기 적어도 하나의 이차 코일은 상기 제2 기판의 일면 및 타면에 분할 형성되는 트랜스포머.
  35. 입력 전원을 스위칭하여 전력 변환하는 전력 변환 스위칭 주파수에 따라 공진하여 전원을 전달하는 적어도 하나의 일차 코일, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 사전에 설정된 거리로 이격되고, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터의 전원을 변환하는 적어도 하나의 이차 코일과, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 간격을 고정시키는 지지부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 자기 결합도에 따라 전원 변환비를 결정하는 트랜스포머; 및
    상기 적어도 하나의 일차 코일의 일단 또는 상기 적어도 하나의 이차 코일 일단에 중 적어도 하나에 연결되어 공진하는 공진부
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이차 코일은 공진하여 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 전원을 전달받는 전원 공급 장치.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 일차 코일의 공진 주파수와 상기 적어도 하나의 이차 코일의 공진 주파수는 동일한 전원 공급 장치.
  38. 제35항에 있어서,
    상기 공진부는 해당 코일의 일단에 직렬 연결되어 해당 코일과 공진하는 적어도 하나의 공진 캐패시터를 포함하는 전원 공급 장치.
  39. 제35항에 있어서,
    상기 공진부는 해당 코일의 양단에 병렬 연결되어 해당 코일과 공진하는 적어도 하나의 공진 캐패시터를 포함하는 전원 공급 장치.
  40. 제35항에 있어서,
    상기 지지부는 내부에 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일을 포함하는 전원 공급 장치.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 지지부는
    상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 상기 적어도 하나의 이차 코일에 전달되는 자속의 누설을 단속하는 적어도 하나의 자성체 시트를 더 포함하는 전원 공급 장치.
  42. 제35항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이차 코일의 권선 면적은 상기 적어도 하나의 일차 코일의 권선 면적 이상인 전원 공급 장치.
  43. 제35항에 있어서,
    복수의 일차 코일이 구비되고,
    상기 복수의 일차 코일 각각은 상기 적어도 하나의 이차 코일과 동일한 간격으로 배치되는 전원 공급 장치.
  44. 제35항에 있어서,
    상기 지지부는 적어도 하나의 기판을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 일차 코일은 상기 적어도 하나의 기판의 일면에 형성되고,
    상기 적어도 하나의 이차 코일은 상기 적어도 하나의 기판의 상기 일면의 반대면인 타면에 형성되는 전원 공급 장치.
  45. 제44항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 상기 적어도 하나의 이차 코일에 전달되는 자속의 누설을 단속하는 적어도 하나의 자성체 시트를 더 포함하는 전원 공급 장치.
  46. 제35항에 있어서,
    상기 지지부는 제1 기판 및 상기 제1 기판에 적층되는 제2 기판을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 일차 코일은 상기 제1 기판의 일면에 형성되고,
    상기 적어도 하나의 이차 코일은 상기 제2 기판의 일면에 형성되는 전원 공급 장치.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 상기 적어도 하나의 이차 코일에 전달되는 자속의 누설을 단속하는 적어도 하나의 자성체 시트를 더 포함하는 전원 공급 장치.
  48. 제35항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 일차 코일의 리드선이 인출되는 방향과
    상기 적어도 하나의 이차 코일의 리드선이 인출되는 방향은 서로 반대 방향인 전원 공급 장치.
  49. 제35항에 있어서,
    상기 지지부는 복수의 기판을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 일차 코일은 상기 복수의 기판 중 적어도 일부 기판에 분할 형성되는 전원 공급 장치.
  50. 제35항에 있어서,
    상기 지지부는 복수의 기판을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 이차 코일은 상기 복수의 기판 중 적어도 일부 기판에 분할 형성되는 전원 공급 장치.
  51. 제35항에 있어서,
    상기 지지부는 제1 기판 및 상기 제1 기판에 적층되는 제2 기판을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 일차 코일은 상기 제1 기판의 일면 및 타면에 분할 형성되고,
    상기 적어도 하나의 이차 코일은 상기 제2 기판의 일면 및 타면에 분할 형성되는 전원 공급 장치.

  52. 입력 전원을 스위칭하여 전력 변환하는 전력 변환 스위칭 주파수에 따라 전원을 전달하는 적어도 하나의 일차 코일과, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 사전에 설정된 거리로 이격되고, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터의 전원을 변환하는 적어도 하나의 이차 코일과, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 간격을 고정시키는 지지부를 포함하여, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 이격 거리에 따라 전원 변환비를 결정하는 트랜스포머를 갖고, 상기 전원 변환비에 따라 상기 입력 전원을 제1 전원으로 변환하는 전원 변환부; 및
    상기 전원 변환부로부터의 상기 제1 전원을 사전에 설정된 방식으로 외부에 공급하는 전원 공급부
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  53. 제52항에 있어서,
    상기 전원 공급부는 유선 방식 또는 무선 방식 중 적어도 하나의 방식으로 전원을 외부에 공급하는 전원 공급 장치.
  54. 제52항에 있어서,
    상기 전원 변환부는
    상기 적어도 하나의 일차 코일 또는 상기 적어도 하나의 이차 코일에 연결된 공진부를 더 포함하는 전원 공급 장치.
  55. 제54항에 있어서,
    상기 공진부는 해당 코일의 일단에 직렬 연결된 하나의 공진 캐패시터 또는 해당 코일의 양단에 병렬 연결된 다른 하나의 공진 캐패시터 중 적어도 하나의 공진 캐패시터를 포함하는 전원 공급 장치.
  56. 제52항에 있어서,
    상기 트랜스포머는 복수의 일차 코일을 포함하고,
    상기 전원 변환부는 복수의 일차 코일에 각각 연결된 복수의 스위치를 더 포함하고,
    상기 복수의 스위치는 각각 입력 전원을 인터리브드(interleaved) 방식으로 스위칭하는 전원 공급 장치.
  57. 제52항에 있어서,
    상기 트랜스포머는 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 상기 적어도 하나의 이차 코일에 직접 전달된 자속 또는 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 자기 결합도에 따라 전원 변환비를 결정하는 전원 공급 장치.
  58. 제52항에 있어서,
    상기 전원 공급부는 상기 전원 변환부의 출력단에 병렬 연결되어 유선 방식으로 전원을 출력하는 복수의 유선 전원 공급부를 포함하는 전원 공급 장치.
  59. 제52항에 있어서,
    상기 전원 변환부의 상기 제1 전원을 직류/직류 변환하여 상기 전원 공급부에 공급하는 DC/DC 전원 변환부를 더 포함하는 전원 공급 장치.
  60. 입력 전원을 인터리브드(interleaved) 방식으로 스위칭하는 제1 스위치 및 제2 스위치를 갖고, 상기 입력 전원을 스위칭하는 상기 제1 및 제2 스위치의 전력 변환 스위칭 주파수에 따라 전원을 전달하는 적어도 제1 일차 코일 및 제2 일차 코일과, 상기 제1 및 제2 일차 코일과 사전에 설정된 간격으로 이격되고, 상기 제1 및 제2 일차 코일로부터의 전원을 변환하는 적어도 하나의 이차 코일과, 상기 제1 및 제2 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 간격을 고정시키는 지지부를 포함하여, 상기 제1 및 제2 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 이격 거리에 따라 전원 변환비를 결정하는 트랜스포머를 갖고, 상기 전원 변환비에 따라 상기 입력 전원을 제1 전원으로 변환하는 전원 변환부; 및
    상기 전원 변환부로부터의 상기 제1 전원을 사전에 설정된 방식으로 외부에 공급하는 전원 공급부
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  61. 제60항에 있어서,
    상기 전원 공급부는 유선 방식 또는 무선 방식 중 적어도 하나의 방식으로 전원을 외부에 공급하는 전원 공급 장치.
  62. 제60항에 있어서,
    상기 전원 변환부는
    상기 적어도 하나의 일차 코일 또는 상기 적어도 하나의 이차 코일에 연결된 공진부를 더 포함하는 전원 공급 장치.
  63. 제61항에 있어서,
    상기 공진부는 해당 코일의 일단에 직렬 연결된 하나의 공진 캐패시터 또는 해당 코일의 양단에 병렬 연결된 다른 하나의 공진 캐패시터 중 적어도 하나의 공진 캐패시터를 포함하는 전원 공급 장치.
  64. 제61항에 있어서,
    상기 전원 공급부는 상기 전원 변환부의 출력단에 병렬 연결되어 유선 방식으로 전원을 출력하는 복수의 유선 전원 공급부를 포함하는 전원 공급 장치.
  65. 제60항에 있어서,
    상기 전원 변환부의 상기 제1 전원을 직류/직류 변환하여 상기 전원 공급부에 공급하는 DC/DC 전원 변환부를 더 포함하는 전원 공급 장치.
  66. 입력 전원을 인터리브드(interleaved) 방식으로 스위칭하여 상기 입력 전원을 제1 전원으로 변환하는 전원 변환부;
    상기 전원 변환부로부터의 상기 제1 전원을 유선 방식으로 외부에 공급하는 유선 전원 공급부; 및
    복수의 공진 주파수 중 적어도 하나의 공진 주파수로 상기 전원 변환부로부터의 상기 제1 전원을 스위칭하여 무선 전송하는 무선 전원 공급부
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  67. 제66항에 있어서,
    상기 전원 변환부는
    상기 입력 전원을 각각 인터리브드 방식으로 스위칭하는 제1 스위치 및 제2 스위치; 및
    상기 입력 전원을 스위칭하는 상기 제1 및 제2 스위치의 전력 변환 스위칭 주파수에 따라 전원을 전달하는 적어도 제1 일차 코일 및 제2 일차 코일과, 상기 제1 및 제2 일차 코일과 사전에 설정된 간격으로 이격되고, 상기 제1 및 제2 일차 코일로부터의 전원을 변환하는 적어도 하나의 이차 코일과, 상기 제1 및 제2 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 간격을 고정시키는 지지부를 포함하여, 상기 제1 및 제2 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 이격 거리에 따라 전원 변환비를 결정하는 트랜스포머
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  68. 제66항에 있어서,
    상기 무선 전원 공급부는
    상기 전원 변환부로부터의 상기 제1 전원을 스위칭하는 적어도 하나의 스위치를 갖는 스위칭부; 및
    상기 스위칭부의 스위칭에 따라 공진하여 스위칭된 전원을 무선 전송하는 공진부
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  69. 제68항에 있어서,
    상기 스위칭부는 제1 스위치와 제2 스위치를 구비한 하프 브리지 스위치를 포함하는 전원 공급 장치.
  70. 제69항에 있어서,
    상기 공진부는
    상기 하프 브리지 스위치의 제1 스위치와 제2 스위치 간의 연결점에 연결된 제1 캐패시터; 및
    상기 제1 캐패시터와 직렬 연결된 제1 일차 코일부
    을 포함하는 전원 공급 장치.
  71. 제70항에 있어서,
    상기 제1 캐패시터와 상기 제1 일차 코일부는 상기 하프 브리지 스위치의 스위칭 주파수에 따라 LC 공진하는 전원 공급 장치.
  72. 제66항에 있어서,
    상기 무선 전원 공급부는 자기 공진 방식 또는 자기 유도 방식 중 적어도 하나의 방식으로 전원을 무선 전송하는 전원 공급 장치.
  73. 제66항에 있어서,
    상기 전원 변환부는
    상기 제1 및 제2 일차 코일 또는 상기 적어도 하나의 이차 코일에 연결된 공진부를 더 포함하는 전원 공급 장치.
  74. 제73항에 있어서,
    상기 공진부는 해당 코일의 일단에 직렬 연결된 하나의 공진 캐패시터 또는 해당 코일의 양단에 병렬 연결된 다른 하나의 공진 캐패시터 중 적어도 하나의 공진 캐패시터를 포함하는 전원 공급 장치.
  75. 입력 전원을 스위칭하여 전력 변환하는 전력 변환 스위칭 주파수에 따라 전원을 전달하는 적어도 하나의 일차 코일과, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 사전에 설정된 거리로 이격되고, 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터의 전원을 변환하는 적어도 하나의 이차 코일과, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 간격을 고정시키는 지지부를 포함하여, 상기 적어도 하나의 일차 코일과 상기 적어도 하나의 이차 코일 간의 이격 거리에 따라 전원 변환비를 결정하는 트랜스포머를 갖고, 상기 전원 변환비에 따라 상기 입력 전원을 제1 전원으로 변환하는 전원 변환부; 및 상기 전원 변환부로부터의 상기 제1 전원을 사전에 설정된 방식으로 공급하는 전원 공급부를 포함하는 전원 공급 장치; 및
    상기 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받아 동작하는 디스플레이부
    를 포함하는 디스플레이 장치.
  76. 제75항에 있어서,
    상기 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받아 상기 디스플레이부의 보조 동작을 실행하는 주변 회로부
    를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  77. 제75항에 있어서,
    상기 전원 공급부는 유선 방식 또는 무선 방식 중 적어도 하나의 방식으로 전원을 공급하는 디스플레이 장치.
  78. 제75항에 있어서,
    상기 전원 변환부는
    상기 적어도 하나의 일차 코일 또는 상기 적어도 하나의 이차 코일에 연결된 공진부를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  79. 제78항에 있어서,
    상기 공진부는 해당 코일의 일단에 직렬 연결된 하나의 공진 캐패시터 또는 해당 코일의 양단에 병렬 연결된 다른 하나의 공진 캐패시터 중 적어도 하나의 공진 캐패시터를 포함하는 디스플레이 장치.
  80. 제75항에 있어서,
    상기 트랜스포머는 복수의 일차 코일을 포함하고,
    상기 전원 변환부는 복수의 일차 코일에 각각 연결된 복수의 스위치를 더 포함하고,
    상기 복수의 스위치는 각각 입력 전원을 인터리브드(interleaved) 방식으로 스위칭하는 디스플레이 장치.
  81. 제75항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이차 코일은 상기 적어도 하나의 일차 코일로부터 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식 중 적어도 하나의 방식으로 전송받은 자속에 따라 상기 적어도 하나의 일차 코일과의 전원 변환비를 결정하는 디스플레이 장치.
  82. 제76항에 있어서,
    상기 전원 공급부는 상기 전원 변환부의 출력단에 병렬 연결되어 유선 방식으로 전원을 출력하는 복수의 유선 전원 공급부를 포함하는 디스플레이 장치.
  83. 제75항에 있어서,
    상기 전원 변환부의 상기 제1 전원을 직류/직류 변환하여 상기 전원 공급부에 공급하는 DC/DC 전원 변환부를 더 포함하는 디스플레이 장치.
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