KR20150139192A

KR20150139192A - power transformer

Info

Publication number: KR20150139192A
Application number: KR1020140067394A
Authority: KR
Inventors: 정대철; 노승균
Original assignee: 정대철
Priority date: 2014-06-03
Filing date: 2014-06-03
Publication date: 2015-12-11

Abstract

The present invention relates to a power transformer. In the power transformer, an insulating sheet is disposed between two copper thin plates and on both sides thereof to form a double-insulated structure, the copper thin plates are formed to be circular and are wound on a secondary-side leg portion of an iron core that is a ferrite core to form a secondary-side winding, one side terminal of an external copper thin plate of the secondary-side winding is connected to one side terminal of an internal copper thin plate to be electrically integrated, a positive (+) wire is connected to the other side terminal of the internal copper thin plate, a negative (-) wire is connected to the other side terminal of the external copper thin plate, distributed capacitance is allowed to be present in the winding in a state where the winding has both side layers of two copper thin plates with respect to the insulating sheet, a filter for reducing EMI noise is provided therein, and electric wave rectification is performed while connecting one diode by capacitance with different magnitudes depending on the thickness or material of the insulating sheet.

Description

Power transformer

본 발명은 파워 프랜스포머에 관한 것으로, 상세하게는 두 구리 박판의 사이 및 양측에 절연지를 배치하여 이중으로 절연된 구조로 하고, 박판의 권선을 철심의 각(leg) 부분에 감으면서 외부 구리 박판과 내부 구리 박판에서 외부의 전선과 연결하여 구성함으로써 권선 자체가 절연지를 중심으로 두 구리 박판의 양면층을 가지는 상태에서 권선 자체에 분포 캐패시턴스가 존재하도록 하여 EMI 노이즈의 저감을 위한 필터를 내장하게 됨은 물론 절연지의 두께나 재질에 따라 크기가 달라지는 캐패시턴스에 의하여 하나의 다이오드를 접속하면서 전파 정류가 이루어지도록 한 파워 프랜스포머에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to a power flaisomer, and more particularly, to a power flaisomer having a double insulated structure by arranging insulating paper between two copper thin plates and winding the thin copper plate around a leg portion of an iron core, It is constructed by connecting the thin plate and the inner copper thin plate with the external electric wire so that the distribution coil has the distribution capacitance in the state that the winding itself has the two surface layers of the copper thin plate with the insulating paper as the center and the filter for reducing the EMI noise is built in The present invention relates to a power fancomer in which a diode is connected by a capacitance whose size varies depending on the thickness or material of an insulating paper, and full-wave rectification is performed.

일반적으로 트랜스포머는 하나의 회로에서 교류 전력을 공급받아 전자 유도 작용에 의해 다른 회로에 전력을 공급하는 장치로서, 변압기 또는 변성기라고도 불려진다.Generally, a transformer is an apparatus that receives AC power from one circuit and supplies electric power to another circuit by an electromagnetic induction action, which is also called a transformer or a transformer.

트랜스포머에서 전압(V)은 1차 코일 및 2차 코일에 감겨지는 권선(Winding)비(N)에 비례하고, 전류(I)는 권선비(N)에 반비례한다(V1 : V2 = N1 : N2 = 1/I1 : 1/I2). 이상적인 트랜스포머의 경우에는 입력 전력과 출력 전력이 동일한 100 ％의 에너지 변환 효율이 가능하지만, 실제적으로는 변압기에서 다양한 손실이 발생하여 변환 효율의 저하가 발생한다.The voltage V in the transformer is proportional to the windings ratio N wound on the primary and secondary coils and the current I is inversely proportional to the turns ratio N (V1: V2 = N1: N2 = 1 / I1: 1 / I2). In the case of an ideal transformer, it is possible to achieve an energy conversion efficiency of 100%, which is the same as the input power and the output power. However, in practice, various losses occur in the transformer and the conversion efficiency is lowered.

트랜스포머에서 발생하는 손실에는 크게 코어 손실(Core Loss)과 도통 손실(Conduction Loss)이 있다. 트랜스포머의 권선수는 인가되는 전압에 비례하고 사용하는 코어의 단면적에 반비례한다. 코어에 적절한 권선수를 감아도 코어 내의 자속밀도의 변화량과 주파수의 지수함수에 비례하는 코어 손실이 발생한다. 일반적으로 코어 손실은 사용하는 코어의 종류, 크기 등을 적절하게 선정하고 코어 손실과 도통 손실이 적절하게 균형을 이루도록 설계하는 방법으로 줄일 수 있다.There are core losses and conduction losses in transformers. The turns of the transformer are proportional to the applied voltage and inversely proportional to the cross-sectional area of the core used. A core loss proportional to the variation of the magnetic flux density in the core and the exponential function of the frequency occurs even when a proper winding is wound around the core. In general, the core loss can be reduced by appropriately selecting the type and size of the core to be used, and designing the core loss and conduction loss so as to balance them appropriately.

한편, 트랜스포머에 사용되는 권선은 대용량의 트랜스포머의 경우 무게 때문에 알루미늄을 사용하는 일부 경우를 제외하고는 동(Copper)이 주류를 이룬다. 따라서, 트랜스포머에 전압이 인가되어 동을 따라 전류가 흐르면서 I2R에 해당하는 양의 전력 손실인 도통 손실 또는 동손이 발생하게 된다.On the other hand, the windings used in transformers are mainly made of Copper, except for some cases where aluminum is used for large capacity transformers. Therefore, as the voltage is applied to the transformer and the current flows along the same, a conduction loss or a copper loss, which is a power loss corresponding to I2R, is generated.

또한, 고주파의 경우 트랜스포머의 권선에서는 표피 효과(Skin Effect)와 근접 효과(Proximity Effect)로 인해 권선의 저항치가 기하급수적으로 증가하여 도통 손실이 크게 증가하여 트랜스포머의 변환 효율이 크게 떨어지는 단점이 있다.Also, in the case of high-frequency transformer winding, there is a disadvantage in that the conversion efficiency of the transformer is greatly reduced due to an increase in the conduction loss due to the exponential increase in the resistance value of the winding due to the skin effect and the proximity effect.

여기서, 표피 효과란 도체에 고주파 전류가 흐르는 경우 도체의 표면으로 전류가 편향되는 현상이다. 또한, 근접 효과란 두 개의 평형으로 위치한 도체에 고주파 전류가 흐르는 경우 고주파 전류가 다른 도체와 가까운 부분에 보다 집중적으로 흐르는 현상이다. 따라서, 고주파에 있어서 표피 효과로 인해 도체의 표면으로 집중된 전류는 근접 효과로 인해 도체의 한쪽 표면으로만 편중된다.Here, the skin effect is a phenomenon in which a current is deflected to the surface of a conductor when a high-frequency current flows through the conductor. In addition, the proximity effect is a phenomenon in which, when a high frequency current flows through a conductor placed in two equilibrium states, the high frequency current flows more intensively near the other conductor. Therefore, the current concentrated at the surface of the conductor due to the skin effect at high frequencies is biased to only one surface of the conductor due to the proximity effect.

종래 기술에 의한 트랜스포머는 자기회로를 형성하는 제 1 및 제 2코어를 구비하며, 코어는 평면도로 볼 때, 대략 "E"자 형상으로 구성한다.The prior art transformer has first and second cores forming a magnetic circuit, and the core is configured in an approximately "E" shape in plan view.

상기 코어는 각각 베이스부와, 베이스부에서 상대쪽 코어의 베이스부를 향해 돌출되어 형성된 자로 형성부 및 보빈 설치부로 구성한다.Each of the cores comprises a base portion and a bobbin mounting portion and a magnetic path forming portion protruding from the base portion toward the base portion of the other core.

상기의 자로 형성부는 베이스부의 양단에서 각각 연장되어 형성되고, 보빈 설치부는 베이스부의 중앙에서 연장하여 형성한다.And the bobbin mounting portion is formed to extend from the center of the base portion.

상기 보빈은 보빈 설치부를 감싸도록, 즉 보빈의 내부에 보빈 설치부가 위치되도록 구성되는 것으로, 보빈에는 코일이 권선된다.The bobbin is configured to surround the bobbin mounting portion, that is, the bobbin mounting portion is positioned inside the bobbin, and the coil is wound on the bobbin.

상기 보빈의 내부에는 제 1 및 제 2코어의 보빈 설치부가 서로 마주보게 삽입되도록 구성하였다.And the bobbin mounting portions of the first and second cores are inserted into the bobbin so as to face each other.

그러나 상기 종래의 트랜스포머는 보빈에 권선된 코일의 굵기나 가닥수에 따라 전류의 크기가 제한되며, 코일을 밀착하여 감지 않으면 코일 간에 틈이 생겨 EMI 노이즈가 발생하고, 권선수에 따라서 출력 전압이 고정되어 있는 문제점이 있었다.However, in the conventional transformer, the size of the current is limited according to the thickness of the coil wound on the bobbin or the number of strands. If the coil is not closely contacted, a clearance is generated between the coils and EMI noise occurs. .

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 두 구리 박판의 사이 및 양측에 절연지를 배치하여 이중으로 절연된 구조로 하고, 박판의 권선을 철심의 각(leg) 부분에 감으면서 외부 구리 박판과 내부 구리 박판에서 외부의 전선과 연결하여 구성함으로써 권선 자체가 절연지를 중심으로 두 구리 박판의 양면층을 가지는 상태에서 권선 자체에 분포 캐패시턴스가 존재하도록 하여 EMI 노이즈의 저감을 위한 필터를 내장하게 됨은 물론 절연지의 두께나 재질에 따라 크기가 달라지는 캐패시턴스에 의하여 하나의 다이오드를 접속하면서 전파 정류가 이루어지도록 한 파워 프랜스포머를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an insulation structure in which insulated paper is disposed between two copper foils and on both sides thereof to insulate the copper foil, The outer copper plate and the inner copper plate are connected to the external wires so that the coil itself has distribution layers on both sides of the copper foil with the insulating paper as the center and the distribution capacitance is present in the coil itself to reduce EMI noise And it is an object of the present invention to provide a power frescoer in which full-wave rectification is performed while one diode is connected by a capacitance whose size varies depending on the thickness or material of the insulating paper.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파워 프랜스포머는,According to an aspect of the present invention,

두 구리 박판의 사이 및 양측에 절연지를 배치하여 이중으로 절연된 구조로 형성하고,Insulating paper is placed between the two copper foils and on both sides to form a double insulated structure,

상기 구리 박판을 원형으로 형성하면서 페라이트 코어인 철심의 2차측 각(leg) 부분에 감아 주어 2차측 권선이 이루어지도록 하고,The copper foil is formed into a circular shape while being wound around a leg portion of a ferrite core, which is a ferrite core, to form a secondary winding,

상기 2차측 권선의 외부 구리 박판의 일측 단자와 내부 구리 박판의 일측 단자를 연결시켜 전기적으로 일체가 되도록 하고,One terminal of the outer copper foil of the secondary winding is connected to one terminal of the inner copper foil to be electrically integrated,

상기 내부 구리 박판의 타측 단자에서는 양(+)의 전선을 연결하면서 외부 구리 박판의 타측 단자에서는 음(-)의 전선을 연결하여 구성함으로써 권선 자체가 절연지를 중심으로 두 구리 박판의 양면층을 가지는 상태에서 권선 자체에 분포 캐패시턴스가 존재하도록 하여 EMI(electro magnetic interference) 노이즈의 저감을 위한 필터를 내장하게 됨은 물론 절연지의 두께나 재질에 따라 크기가 달라지는 캐패시턴스에 의하여 하나의 다이오드를 접속하면서 전파 정류가 이루어지도록 구성됨을 특징으로 한다.(+) Wires are connected at the other terminal of the inner copper thin plate while negative (-) wires are connected at the other terminal of the outer copper thin plate so that the winding itself has two layers of copper foil A distribution capacitor is present in the winding itself to incorporate a filter for reducing electromagnetic interference (EMI) noise, and a single diode is connected by a capacitance whose size varies depending on the thickness or material of the insulating paper, .

상기의 본 발명에 따른 파워 프랜스포머에 의하여서는With the above-described power flaisomer according to the present invention,

두 구리 박판의 사이 및 양측에 절연지를 배치하여 이중으로 절연된 구조로 형성한다.Insulating paper is placed between the two copper foils and on both sides to form a double insulated structure.

상기의 두 구리 박판을 원형으로 형성하면서 페라이트 코어인 철심의 2차측 각(leg) 부분에 감은 2차측 권선의 외부 구리 박판와 내부 구리 박판를 연결하여 전기적으로 일체가 되도록 한다.The two copper thin plates are formed into a circle, and the outer copper thin plate wound on the secondary side of the iron core, which is the ferrite core, is connected to the inner copper thin plate so as to be electrically integrated.

상기 내부 구리 박판의 타측 단자에서는 양(+)의 전선을 연결하면서 외부 구리 박판의 타측 단자에서는 음(-)의 전선을 연결하여 구성함으로써 권선 자체가 절연지를 중심으로 두 구리 박판의 양면층을 가지는 상태에서 권선 자체에 분포 캐패시턴스가 존재하도록 하여 EMI 노이즈의 저감을 위한 필터를 내장하게 됨은 물론 절연지의 두께나 재질에 따라 크기가 달라지는 캐패시턴스에 의하여 하나의 다이오드를 접속하면서 전파 정류가 이루어지도록 하는 효과가 있다.(+) Wires are connected at the other terminal of the inner copper thin plate while negative (-) wires are connected at the other terminal of the outer copper thin plate so that the winding itself has two layers of copper foil The distribution capacitance is present in the winding itself, and a filter for reducing EMI noise is built in. In addition, the effect that the full-wave rectification is performed while one diode is connected by a capacitance whose size varies depending on the thickness or material of the insulating paper have.

도 1은 본 발명의 2차측 권선의 구성을 도시한 개략도.
도 2는 본 발명 파워 트랜스포머의 구성을 도시한 개략도.
도 3은 본 발명 파워 트랜스포머의 등가 회로도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a secondary winding of the present invention. FIG.
2 is a schematic view showing a configuration of a power transformer of the present invention.
3 is an equivalent circuit diagram of a power transformer of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1과 도 2는 본 발명에 따른 파워 프랜스포머의 구성을 도시한 것으로서,FIG. 1 and FIG. 2 illustrate the configuration of a power flared spooler according to the present invention,

두 구리 박판(2)(4)의 사이 및 양측에 절연지(1)(3)(5)를 배치하여 이중으로 절연된 구조로 형성하고,Insulating sheets 1, 3, and 5 are disposed between the two copper foils 2 and 4 and on both sides thereof to form a double insulated structure,

상기의 두 구리 박판(2)(4)을 원형으로 형성하면서 페라이트 코어인 철심(6)의 2차측 각(7)(leg) 부분에 감아 주어 2차측 권선(10)이 이루어지도록 하고,The two copper foils 2 and 4 are formed in a circular shape and wound around the secondary side angle 7 of the ferrite core 6 to make the secondary side winding 10,

상기 2차측 권선(10)의 외부 구리 박판(2)의 일측 단자(11)와 내부 구리 박판(4)의 일측 단자(13)를 연결시켜 전기적으로 일체가 되도록 하고,One terminal 11 of the outer copper foil 2 of the secondary winding 10 is connected to one terminal 13 of the inner copper foil 4 to be electrically integrated,

상기 내부 구리 박판(4)의 타측 단자(14)에서는 양(+)의 전선(15)을 연결하면서 외부 구리 박판(2)의 타측 단자(12)에서는 음(-)의 전선(16)을 연결하여 구성한 것이다.The negative terminal 16 of the outer copper plate 2 is connected to the negative terminal 16 while the positive terminal 15 is connected to the other terminal 14 of the inner copper foil 4, Respectively.

그리고 도 3은 본 발명에 따른 파워 프랜스포머의 등가 회로를 도시한 것으로서,And Figure 3 illustrates an equivalent circuit of a power flaisomer according to the present invention,

저항(21)과 캐패시턴스(22)를 통하여 파워 트랜스포머의 1차측 권선(20)에 AC 전원이 인가되면, 2차측 권선(10)에 유기된 AC 전원이 두 구리 박판(2)(4)에 의한 캐패시터와 저항(17)을 통하여 흐를 때 양(+)의 전선(15)과 음(-)의 전선(16)의 사이에 접속된 다이오드(18)에 의한 전파 정류된 DC 전원으로 부하에 공급되도록 구성한 것이다.When AC power is applied to the primary side winding 20 of the power transformer through the resistor 21 and the capacitance 22, the AC power induced in the secondary side winding 10 is supplied to the two copper thin plates 2 and 4 And is supplied to the load by the full wave rectified DC power supply by the diode 18 connected between the positive (+) electric wire 15 and the negative (negative) electric wire 16 when flowing through the capacitor and the resistor 17 Respectively.

상기와 같이 구성한 본 발명의 파워 프랜스포머는,According to the power fresporer of the present invention configured as described above,

두 구리 박판(2)(4)의 사이 및 양측에 절연지(1)(3)(5)를 배치하여 이중으로 절연된 구조로 형성한다.Insulating sheets 1, 3, and 5 are disposed between the two copper foils 2 and 4 and on both sides thereof to form a double insulated structure.

상기의 두 구리 박판(2)(4)을 원형으로 형성하면서 페라이트 코어인 철심(6)의 2차측 각(7)(leg) 부분에 감아 주어 2차측 권선(10)이 이루어지도록 한다.The two copper foils 2 and 4 are formed in a circular shape and wound around the secondary side angle 7 of the ferrite core 6 to make the secondary side winding 10.

상기 2차측 권선(10)의 외부 구리 박판(2)의 일측 단자(11)와 내부 구리 박판(4)의 일측 단자(13)를 연결시켜 전기적으로 일체가 되도록 한다.One terminal 11 of the outer copper foil 2 of the secondary winding 10 is connected to one terminal 13 of the inner copper foil 4 to be electrically integrated.

상기 내부 구리 박판(4)의 타측 단자(14)에서는 양(+)의 전선(15)을 연결하면서 외부 구리 박판(2)의 타측 단자(12)에서는 음(-)의 전선(16)을 연결함으로써 권선 자체가 절연지를 중심으로 두 구리 박판의 양면층을 가지는 상태에서 권선 자체에 분포 캐패시턴스가 존재하도록 하여 EMI(electro magnetic interference) 노이즈의 저감을 위한 필터를 내장하게 된자.The negative terminal 16 of the outer copper plate 2 is connected to the negative terminal 16 while the positive terminal 15 is connected to the other terminal 14 of the inner copper foil 4, Thus, a distribution capacitance is present in the winding itself in a state that the winding itself has two-sided layers of two copper foils with the insulating paper as its center, so that a filter for reducing electromagnetic interference (EMI) noise is built in.

또한 상기와 같이 구성한 본 발명의 파워 프랜스포머의 등가 회로에 의하면,Further, according to the equivalent circuit of the power transformer of the present invention constructed as described above,

저항(21)과 캐패시턴스(22)를 통하여 파워 트랜스포머의 1차측 권선(20)에 AC 전원이 인가되도록 한다.The AC power is applied to the primary winding 20 of the power transformer through the resistor 21 and the capacitance 22.

상기 1차측 권선(20)에 인가되는 AC 전원에 의하여 2차측 권선(10)에 유기된 AC 전원이 두 구리 박판(2)(4)에 의한 캐패시터와 저항(17)을 통하여 흐를 때 양(+)의 전선(15)과 음(-)의 전선(16)의 사이에 접속된 다이오드(18)에 의한 전파 정류된 DC 전원으로 부하에 공급되도록 한다.When the AC power supplied to the secondary winding 10 by the AC power source applied to the primary winding 20 flows through the capacitor and the resistor 17 formed by the two copper foils 2 and 4, Is supplied to the load by the full-wave rectified DC power supply by the diode 18 connected between the wire 15 and the negative wire 16 of the power supply.

상기 1차측 권선(20)에 인가되는 AC 전원에 의하여 2차측 권선(10)에 음(-)의 전원이 유기될 때에는 유기된 AC 전원이 두 구리 박판(2)(4)에 의한 캐패시터에 충전되면서 양(+)의 전선(15)과 음(-)의 전선(16)을 통하여 전원이 공급되지 않게 된다.When a negative power is induced in the secondary winding 10 by the AC power applied to the primary winding 20, the induced AC power is charged to the capacitor formed by the two copper foils 2, Power is not supplied through positive (+) wires 15 and negative (-) wires 16.

그리고 2차측 권선(10)에 양(+)의 전원이 유기될 때에는 유기된 AC 전원이 두 구리 박판(2)(4)에 의한 캐패시터에 충전된 AC 전원과 합쳐져서 배전압 된 DC 전원이 저항(17)을 통하여 흐르므로 양(+)의 전선(15)과 음(-)의 전선(16)를 통하여는 하나의 다이오드(18)에 의해 전파 정류된 DC 전원이 부하에 공급되도록 한다.When positive (+) power is applied to the secondary winding 10, the induced AC power is combined with the AC power charged in the capacitor formed by the two copper foils 2 and 4, 17 so that the DC power which is full-wave rectified by one diode 18 is supplied to the load through the positive (+) electric wire 15 and the negative (negative) electric wire 16.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1, 3, 5 : 절연지 2, 4 : 구리 박판
6 : 철심 7 : 각
10 : 2차측 권선 11, 12, 13, 14 : 단자1, 3, 5: Insulating paper 2, 4: Copper foil
6: iron core 7: angle
10: secondary winding 11, 12, 13, 14: terminal

Claims

Insulating sheets 1, 3, and 5 are disposed between the two copper foils 2 and 4 and on both sides thereof to form a double insulated structure,
The two copper foils 2 and 4 are formed in a circular shape and wound around the secondary side angle 7 of the ferrite core 6 to form the secondary side winding 10,
One terminal 11 of the outer copper foil 2 of the secondary winding 10 is connected to one terminal 13 of the inner copper foil 4 to be electrically integrated,
The negative terminal 16 of the outer copper plate 2 is connected to the negative terminal 16 while the positive terminal 15 is connected to the other terminal 14 of the inner copper foil 4, And a power frescoer.

The method according to claim 1,
When AC power is applied to the primary winding 20 of the power transformer through the resistor 21 and the capacitance 22,
When the AC power supplied to the secondary winding 10 flows through the capacitor 17 and the capacitor formed by the two copper foils 2 and 4 and the positive wire 15 and the negative And is supplied to the load by the full-wave rectified DC power supply by the diode (18) connected between the electric wires (16).