KR20190141507A - 트랜스포머의 코일 권선 구조 및 방법, 이를 포함하는 고주파 트랜스포머 - Google Patents

트랜스포머의 코일 권선 구조 및 방법, 이를 포함하는 고주파 트랜스포머 Download PDF

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Abstract

본 발명은 E형의 형태를 가지고, 페라이트 코어로 구성된 두 개의 코어, 각각의 코어가 결합되어 보빈을 형성하고, 상기 보빈의 외측에 위치하며, 리쯔(LITZ) 와이어로 구성된 복수 개의 코일로 이루어지는 코일부를 포함하되, 상기 코일부는 복수 개의 개별 1차 코일 및 2차 코일을 포함하며, 상기 보빈에 감긴 상기 개별 1차 코일의 턴(turn)수 및 상기 2차 코일의 턴수는 소정의 권선비(turn ratio)를 가지고, 상기 개별 1차 코일 및 상기 2차 코일을 상기 보빈에 동시에 감는 트랜스포머의 코일 권선 구조 및 방법, 이를 포함하는 고주파 트랜스포머를 제공한다.

Description

트랜스포머의 코일 권선 구조 및 방법, 이를 포함하는 고주파 트랜스포머{COIL WINDING STRUCTURE AND METHED, HIGH FREQUENCY TRANSFORMER COMPRISING THE SAME}
본 발명은 트랜스포머의 코일 권선 구조 및 방법, 이를 포함하는 고주파 트랜스포머에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리쯔(LITZ) 와이어로 구성된 코일 권선 구조 및 코일 권선 방법, 이를 포함하여 고주파를 출력하는 고주파 트랜스포머에 관한 것이다.
일반적으로 자성나노입자를 이용하여 가열하는 고주파 자기장 발생장치는 고주파를 출력하는 트랜스포머가 사용된다. 즉, 고주파 전압을 출력하여 유도 가열하는 고주파 자기장 발생 장치는 장치 내의 회로에서 발생하는 부하의 임피던스에 맞게 고주파를 출력하기 위해 고주파 트랜스포머를 사용한다.
상용되는 주파수를 출력하는 종래의 트랜스포머는 1차 코일에 전류 표피효과 현상이 생기지 않으므로 두꺼운 단일 와이어를 사용하였으나, 고주파수를 출력하는 트랜스포머에 상기 단일 와이어를 사용한 경우에는 실효 전류밀도가 상대적으로 적어지므로 표피효과가 증가하는 문제가 발생하였다.
즉, 표피효과는 10 kHz 이상을 출력하는 고주파 회로에 전류가 인가되면 와이어의 표면으로만 전류가 흐르는 현상인데, 이러한 효과로 인해 고주파 트랜스포머에 일반적인 단일 와이어를 사용할 경우에 고주파 회로에 과한 열이 발생하는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 냉각수가 흐르는 동 파이프를 추가로 설치하는데, 이는 1차 코일 및 2차 코일의 결합을 나쁘게 하는 문제가 있다.
또한, 트랜스포머는 1차 코일의 턴수 N1과 2차 코일의 턴수 N2의 권선비를 조절하여 출력 전압을 제어하므로 선택적으로 주파수를 출력하는 경우에 2차 코일의 턴수는 1차 코일의 턴수를 기반으로 결정된다. 이때, 1차 코일과 2차 코일 간의 권선비(n=N1/N2) 오차 발생 또는 상호 유도 결합이 저하되면 트랜스포머의 효율이 떨어지므로 에너지 손실이 발생하고, 회로의 출력 파형이 불안정해 지는 문제가 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 1차 코일과 2차 코일 간의 상호 유도 결합이 향상된 코일 권선 구조 및 이를 포함하는 트랜스포머를 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 코일 권선 구조는 E형의 형태를 가지고, 페라이트 코어로 구성된 두 개의 코어, 각각의 코어가 결합되어 보빈을 형성하고, 상기 보빈의 외측에 위치하며, 리쯔(LITZ) 와이어로 구성된 복수 개의 코일로 이루어지는 코일부를 포함할 수 있으며, 상기 코일부는 복수 개의 개별 1차 코일 및 2차 코일을 포함하며, 상기 보빈에 감긴 상기 개별 1차 코일의 턴(turn)수 및 상기 2차 코일의 턴수는 소정의 권선비(turn ratio)를 가지고, 상기 개별 1차 코일 및 상기 2차 코일을 상기 보빈에 동시에 감을 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 코일 권선 방법은 E형의 형태를 가지고, 페라이트 코어로 구성된 두 개의 코어를 배치하는 코어 형성 단계, 각각의 코어를 결합시켜 보빈을 형성하고, 상기 보빈의 외측에 리쯔(LITZ) 와이어로 구성되며, 개별 1차 코일 및 2차 코일을 포함하는 복수 개의 코일을 감는 코일 권선 단계를 포함하되, 상기 코일 권선 단계는, 상기 보빈에 감긴 상기 개별 1차 코일의 턴(turn)수 및 상기 2차 코일의 턴수는 소정의 권선비(turn ratio)를 가지고, 상기 개별 1차 코일 및 상기 2차 코일을 상기 보빈에 동시에 감을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 코일 권선 구조를 포함하는 고주파 트랜스포머에 있어서, 상기 고주파 트랜스포머는 외부 구동 전원인 3상 또는 단상 교류 전원을 입력받는 전원 입력부, 입력받은 상기 3상 교류 전원 또는 단상 교류 전원의 위상을 제어하여 직류 전원을 출력하도록 제어하는 교류 제어 회로, 상기 3상 교류 전원 또는 상기 단상 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고, 상기 직류 전원에 포함되는 교류 전원 성분인 리플(ripple)을 제거하여 평활화하는 정류 및 평활 회로, 평활화된 직류 전원의 부하를 기반으로 출력 전압을 안정화하는 스위칭 회로 및 상기 코일 권선 구조를 포함하고, 상기 출력 전압을 기반으로 교류 전압을 출력하여 인가 코일에 전달하는 변압 회로를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 코일 권선 구조 및 방법에 의하면, 리쯔 와이어로 구성된 1차 코일 및 2차 코일의 권선비와 단면적을 동일하게 하여 동시에 감음으로써, 표피효과를 감소시키므로 안정성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
그리고 1차 코일 및 2차 코일의 상호 유도 결합이 현저하게 향상되므로 에너지 효율이 향상될 수 있고, 회로가 안정될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 코일 권선 구조를 포함하는 고주파 트랜스포머는 냉각수를 필요로 하지 않으므로 제작이 용이하다.
도 1은 일반적인 트랜스포머의 회로 일부분을 간략하게 도시한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 권선 구조를 간략하게 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 감겨있는 1차 코일 및 2차 코일에 대한 코일 권선 구조의 일례이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 트랜스포머의 구성블럭도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 트랜스포머의 회로 일부분을 간략하게 도시한 회로도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 일반적인 트랜스포머의 회로 일부분을 간략하게 도시한 회로도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 권선 구조(100)를 간략하게 도시한 사시도이다. 이때, 도 2의 (a)는 코어(130)가 분리된 코일 권선 구조(100)의 사시도이고, 도 2의 (b)는 코어(130)가 결합한 코일 권선 구조(100)의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 트랜스포머의 효율은 코일 간의 결합계수와 밀접한 관계가 있다. 이때 각각 자체 인덕턴스 L1, L2를 가지는 두 코일이 상호 인덕턴스 M으로 결합한 경우에 결합계수 K는
Figure pat00001
으로 나타낼 수 있고, 합성 인턱턴스 L은 L = L1 +L2 +2M으로 나타낼 수 있다. 일반적으로 결합계수 K는 1이하의 값을 가지는데, 완전 결합되는 이상적인 경우에는 결합계수가 1이 된다. 따라서 1차 코일(110) 및 2차 코일(120) 간의 상호 유도 결합을 향상시킴으로써, 결합계수를 최대로 높여 트랜스포머의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
따라서 본 발명은 결합계수 K가 1인 즉, 최대 결합계수를 가지는 코일 권선 구조(100)를 제공하며, 이를 기반으로 본 발명을 설명하고 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 코일 권선 구조(100)는 E형의 형태를 가지고, 페라이트 코어로 구성된 두 개의 코어(130), 각각의 코어(130)가 결합되어 보빈을 형성하고, 상기 보빈의 외측에 위치하며, 리쯔(LITZ) 와이어로 구성된 복수 개의 코일로 이루어지는 코일부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 코일부는 복수 개의 개별 1차 코일(110) 및 2차 코일(120)을 포함하며, 상기 보빈에 감긴 개별 1차 코일(111)의 턴(turn)수 및 2차 코일(120)의 턴수는 소정의 권선비(turn ratio)를 가질 수 있고, 개별 1차 코일(111) 및 2차 코일(120)을 상기 보빈에 동시에 감을 수 있다.
그리고 상기 코일부를 구성하는 상기 리쯔 와이어는 개별적으로 절연된 미세 동선 다발을 꼬거나 균일한 패턴의 직조 형태로 제작된 것을 말한다. 상기 리쯔 와이어는 단위 면적당 높은 임피던스를 가지고 있어 높은 주파수에서 케이블 임피던스를 줄이거나 케이블의 두께를 줄이는데 널리 사용되고 있다.
따라서 상기 리쯔 와이어는 전력 손실을 최소화하고, 높은 주파수 동작에서 표피효과(skin-effect)를 감소시키기 위하여 사용될 수 있는데, 여러 개의 와이어 다발은 단면적이 동일한 단일의 굵은 와이어보다 교류 저항의 증대를 억제시킬 수 있고, 코일의 온도 상승을 방지할 수 있으므로 고주파 자기장 발생 장치를 포함하는 전기 설기의 고효율화, 소형화, 고속화를 가능케 한다.
이때, 복수 개의 개별 1차 코일(110) 및 2차 코일(120)을 구성하는 리쯔 와이어는 동선, 상기 동선에 절연용으로 에나멜, 상기 에나멜 위에 동선간의 결합을 위한 에폭시가 순차적으로 도포된 소정 두께 약 0.12 mm의 동선을 1000 내지 2000 가닥을 꼬아 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
더불어, 상기 리쯔 와이어로 1차 코일(110) 및 2차 코일(120)을 제작하게 되면 트랜스포머의 공정이 간소화되며, 전류의 흐름이 원할해지므로 에너지 손실로 인한 발열이 적으므로 냉각수가 필요한 수냉식이 아닌 공냉식 트랜스포머를 제작할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 감겨있는 1차 코일 및 2차 코일에 대한 코일 권선 구조의 일례이다.
본 발명에 따른 코일 권선 방법은 E형의 형태를 가지고, 페라이트 코어로 구성된 두 개의 코어를 배치하는 코어 형성 단계, 각각의 코어를 결합시켜 보빈을 형성하고, 상기 보빈의 외측에 리쯔(LITZ) 와이어로 구성되며, 개별 1차 코일 및 2차 코일을 포함하는 복수 개의 코일을 감는 코일 권선 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 코일 권선 단계에서 상기 보빈에 감긴 상기 개별 1차 코일의 턴(turn)수 및 상기 2차 코일의 턴수는 소정의 권선비(turn ratio)를 가지고, 상기 개별 1차 코일 및 상기 2차 코일을 상기 보빈에 동시에 감을 수 있다.
이때, 복수 개의 개별 1차 코일(110) 및 2차 코일(120)의 지름은 5 내지 100φ인 것이 바람직할 수 있다. φ는 지름의 단위이며 100φ는 100 mm를 뜻한다.
그리고 개별 1차 코일(111) 턴수 대비 2차 코일(120) 턴수의 권선비는 1 : 4 또는 1 : 5일 수 있으며, 개별 1차 코일(111) 각각의 턴수의 합인 전체 1차 코일(110)의 턴수 대비 2차 코일(120) 턴수의 권선비는 1 : 1일 수 있다. 즉, 전체 1차 코일(110)과 2차 코일(120)이 같은 단면적을 갖도록 권선비는 1 : 1로 하는 것이 바람직할 수 있다.
도 3에 도시된 예시와 같이, 전체 1차 코일(110)은 4 개의 개별 1차 코일(111)로 구성되어 있으며, 개별 1차 코일(111)의 턴수는 4 턴이다. 따라서 전체 1차 코일(110)의 턴수는 16 턴이므로 2차 코일(120)의 턴수 또한 16 턴이 된다.
따라서 4 개의 개별 1차 코일(111)은 각각의 개별 1차 코일(111)과 연결되도록 연속하여 감게 되는데, 4 개의 개별 1차 코일(111) 및 2차 코일(120)의 턴수를 맞추어 동시에 16 턴을 감으면, 전체 1차 코일(110)의 턴수 대비 2차 코일(120)의 턴수가 1 : 1 이 되므로 상호 유도 결합이 향상될 수 있다. 즉, 같은 단면적을 가지는 1차 코일(110) 및 2차 코일(120)이 동시에 회전하므로 상호 유도가 향상될 수 있다.
다른 예로, 4 개의 개별 1차 코일(111)로 구성된 전체 1차 코일(110)의 개별 1차 코일(111)의 턴수가 5 턴인 경우에는 전체 1차 코일(110)의 턴수가 20 턴이므로 2차 코일(120)의 턴수 또한 20 턴이 된다. 이때, 개별 1차 코일(111) 턴수 대비 2차 코일(120) 턴수의 권선비는 1 : 5가 된다.
따라서 4 개의 개별 1차 코일(111) 및 2차 코일(120)의 턴수를 맞추어 동시에 20 턴을 감으면, 전체 1차 코일(110)의 턴수 대비 2차 코일(120)의 턴수가 1 : 1 이 되므로 상호 유도 결합이 향상될 수 있다. 즉, 같은 단면적을 가지는 1차 코일(110) 및 2차 코일(120)이 동시에 회전하므로 상호 유도가 향상될 수 있다.
그러나 도 3의 예시는 일례일뿐, 이에 한정하지 않으며 본 발명에 따른 코일 권선 구조(100)가 구비되는 설비의 용도 및 기능에 따라 달라질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 1차 코일과 2차 코일 간의 상호 유도 결합이 향상된 코일 권선 구조 및 방법을 제공한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 트랜스포머의 구성블럭도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 트랜스포머의 회로 일부분을 간략하게 도시한 회로도이다.
도 4를 참조하면, 고주파 트랜스포머(400)는 본 발명에 따른 코일 권선 구조(100)를 포함한다. 따라서 외부 구동 전원인 3상 또는 단상 교류 전원을 입력받는 전원 입력부(410), 입력받은 상기 3상 교류 전원 또는 상기 단상 교류 전원의 위상을 제어하여 직류 전원을 출력하도록 제어하는 교류 제어 회로(420), 상기 3상 교류 전원 또는 상기 단상 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고, 상기 직류 전원에 포함되는 교류 전원 성분인 리플(ripple)을 제거하여 평활화하는 정류 및 평활 회로(430), 평활화된 직류 전원의 부하를 기반으로 출력 전압을 안정화하는 스위칭 회로(440) 및 코일 권선 구조(100)를 포함하고, 상기 출력 전압을 기반으로 교류 전압을 출력하여 인가 코일(460)에 전달하는 변압 회로(450)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 전원 입력부(410)는 외부 구동 전원을 입력받아 고주파 트랜스포머(400)를 구성하는 회로 및 장치에 공급하게 된다. 이 같은 외부 구동 전원은 3상 또는 단상 교류 전원(220V, 60Hz)일 수 있다.
그리고 교류 제어 회로(420)는 MCU(Micro Control Unit)로부터 제어 신호를 인가받아 교류 전원의 위상을 제어할 수 있는데, 이는 쌍방향 제어 소자인 SCR(Silicon Controlled Rectifier) 소자를 포함할 수 있다.
그리고 정류 및 평활 회로(430)는 전원 입력부(410)로부터 공급되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환시키는데, 이때 상기 직류 전원의 직류 전압은 0 내지 300 V가 출력될 수 있다.
또한, 스위칭 회로(440)는 게이트 드라이버(Gate Driver)로부터 인가된 스위치 제어 신호를 기반으로 정류 및 평활 회로(430)로부터 공급되는 직류 전원을 안정화시킨다. 즉, 정류 및 평활 회로(430)를 거친 직류 전원은 부하 조건이나 입력되는 교류 전원의 전압 변동에 의해 불안정한 파형을 가지는데, 스위칭 회로(440)는 상기 제어 신호에 의해 스위칭 소자를 온오프(on/off)함으로써 외부 조건에 관계없이 항상 출력 전압을 안정화시킬 수 있다. 이때, 상기 스위칭 소자는 FET(Field Effect Transitor) 소자일 수 있다.
그리고 변압 회로(450)는 다른 용량의 콘덴서(C1, C2, C3)들이 병렬로 배열되고, 콘덴서들(C1, C2, C3)의 일측은 공통적으로 인가 코일(460)에 연결될 수 있다. 그리고 변압 회로(450)는 콘덴서들(C1, C2, C3)에 각각 직렬로 연결되는 스위치들(SW1, SW2, SW3)로 구성되며, 스위치들(SW1, SW2, SW3) 중 하나 이상을 선택적으로 온오프함으로써 출력되는 주파수 대역을 제어하는 주파수 조절부(451)를 포함할 수 있다.
또한, 변압 회로(450)는 코일 권선 구조(100)를 포함하므로 코일 권선 구조(100)의 코일부를 통해 직류 전원을 안정적인 주파수를 가지는 교류 전압으로 변환시킬 수 있다. 따라서 출력되는 교류 전압은 인가 코일(460)에 전달되며, 인가 코일(460)은 상기 교류 전압을 기반으로 출력부에 교류 자기장을 발생시킬 수 있다.
그리고 주파수 조절부(451)는 인가 코일(460)을 통해 출력되는 고주파의 교류 자기장의 크기를 제어하는데, 주파수 조절부(451)의 스위치 제어에 의해 출력되는 상기 주파수 대역은 10 내지 500 kHz일 수 있으나, 이에 한정하지 않으며 본 발명에 따른 고주파 트랜스포머(400)가 장착되는 설비의 용도 및 기능에 따라 달라질 수 있다.
고주파 트랜스포머(400)을 구비한 고주파 자기장 발생 장치를 예로 들면, 상기 출력부를 통해 교류 자기장을 발생시킴으로써, 상기 고주파 자기장 발생 장치의 치료 대상인 환부의 종류, 위치, 깊이, 피부 상태 등에 따라 치료에 적합한 주파수 대역을 정밀하게 조절 가능하다.
더불어, 주파수 조절(451)부는 스위칭 회로부(440)와 입출력 신호를 송수신하며 피드백할 수 있는데, 이러한 피드백을 통해 주파수 제어뿐만 아니라 주파수가 일정하도록 제어하는 위상 고정 루프(PLL: Phase Locked Loop)를 제어하고, 주파수의 진폭 오류를 보정하며, 보호 회로를 제어하고, 주파수 턴수를 결정할 수 있다.
도 5를 살펴보면, 변압 회로(250) 및 인가 코일(460)이 포함되는 회로의 일부가 도시되어 있는데, 공진 회로를 구성하기 위해 서로 다른 용량의 콘덴서들(C1, C2, C3)을 병렬로 배치하였으며 일측에는 공통적으로 인가 코일(460)에 연결되어 있고, 타측에 각각 직렬로 연결되는 전자석 스위치들(SW1, SW2, SW3)이 연결되어 있다.
이때, 주파수 조절부(451)는 전자석 스위치들(SW1, SW2, SW3) 및 전자석 스위치들(SW1, SW2, SW3) 중 하나를 선택적으로 온시키기 위한 제어 신호를 생성하는 스위치 제어부(미도시)로 구성될 수 있다.
여기에서 상기 콘덴서들 C1, C2, C3는 각각 50 kHz, 80 kHz, 100 kHz의 공진 주파수를 가지도록 정전용량이 설정될 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 이때, 공진 주파수는 f는
Figure pat00002
로 산출할 수 있다.
따라서 소정의 주파수를 가지는 교류 전압을 출력하기 위해서는 상기 콘덴서들(C1, C2, C3)의 정전용량 C 및 상기 공진 주파수 f를 기반으로 선택된 콘덴서들에 연결된 상기 전자석 스위치들(SW1, SW2, SW3) 중 하나 이상을 온(on)할 수 있다.
고주파 트랜스포머(400)을 구비한 고주파 자기장 발생 장치를 예로 들면, 상기 고주파 자기장 발생 장치의 제어부를 통해 주파수 조절부(451)는 치료에 적합한 교류 자기장의 주파수를 출력하는 제어 신호를 수신할 수 있다. 그러면 주파수 조절부(451)는 상기 제어 신호에 따라 선택된 콘덴서가 동작하도록 전자석 스위치들(SW1, SW2, SW3) 중 하나 이상을 선택적으로 온시킬 수 있다. 즉, 상기 콘덴서(C1, C2, C3)의 선택에 따라 공진 주파수가 변하므로 치료에 적합하도록 교류 자기장의 주파수가 가변되어 출력될 수 있다.
더불어, 상기 콘덴서들(C1, C2, C3) 및 상기 전자석 스위치들(SW1, SW2, SW3)에서는 많은 열이 발생하므로 공냉식 방열 수단이 추가적으로 구비되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 코일 권선 구조 및 방법에 의하면, 리쯔 와이어로 구성된 1차 코일 및 2차 코일의 권선비와 단면적을 동일하게 하여 동시에 감음으로써, 표피효과를 감소시키므로 안정성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
그리고 1차 코일 및 2차 코일의 상호 유도 결합이 현저하게 향상되므로 에너지 효율이 향상될 수 있고, 회로가 안정될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 코일 권선 구조를 포함하는 고주파 트랜스포머는 냉각수를 필요로 하지 않으므로 제작이 용이하다.
이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 코일 권선 구조
110 : 전체 1차 코일 120 : 2차 코일
111 : 개별 1차 코일
130 : 코어
400 : 고주파 트랜스포머
410 : 전원 입력부 420 : 교류 제어 회로
430 : 정류 및 평활 회로 440 : 스위칭 회로
450 : 변압 회로 451 : 주파수 조절부
460 : 인가 코일

Claims (7)

  1. E형의 형태를 가지고, 페라이트 코어로 구성된 두 개의 코어;
    각각의 코어가 결합되어 보빈을 형성하고, 상기 보빈의 외측에 위치하며, 리쯔(LITZ) 와이어로 구성된 복수 개의 코일로 이루어지는 코일부;를 포함하되,
    상기 코일부는 복수 개의 개별 1차 코일 및 2차 코일을 포함하며, 상기 보빈에 감긴 상기 개별 1차 코일의 턴(turn)수 및 상기 2차 코일의 턴수는 소정의 권선비(turn ratio)를 가지고, 상기 개별 1차 코일 및 상기 2차 코일을 상기 보빈에 동시에 감는 트랜스포머의 코일 권선 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 개별 1차 코일 및 상기 2차 코일의 지름은 5 내지 100 φ인 트랜스포머의 코일 권선 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 개별 1차 코일 턴수 대비 상기 2차 코일 턴수의 권선비는 1 : 4 또는 1 : 5이며, 상기 개별 1차 코일 각각의 턴수의 합인 전체 1차 코일의 턴수 대비 상기 2차 코일 턴수의 권선비는 1 : 1인 트랜스포머의 코일 권선 구조.
  4. E형의 형태를 가지고, 페라이트 코어로 구성된 두 개의 코어를 배치하는 코어 형성 단계;
    각각의 코어를 결합시켜 보빈을 형성하고, 상기 보빈의 외측에 리쯔(LITZ) 와이어로 구성되며, 개별 1차 코일 및 2차 코일을 포함하는 복수 개의 코일을 감는 코일 권선 단계;를 포함하되,
    상기 코일 권선 단계는, 상기 보빈에 감긴 상기 개별 1차 코일의 턴(turn)수 및 상기 2차 코일의 턴수는 소정의 권선비(turn ratio)를 가지고, 상기 개별 1차 코일 및 상기 2차 코일을 상기 보빈에 동시에 감는 트랜스포머의 코일 권선 방법.
  5. 제 1 항의 코일 권선 구조를 포함하는 고주파 트랜스포머에 있어서,
    외부 구동 전원인 3상 또는 단상 교류 전원을 입력받는 전원 입력부;
    입력받은 상기 3상 교류 전원 또는 상기 단상 교류 전원의 위상을 제어하여 직류 전원을 출력하도록 제어하는 교류 제어 회로;
    상기 3상 교류 전원 또는 상기 단상 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고, 상기 직류 전원에 포함되는 교류 전원 성분인 리플(ripple)을 제거하여 평활화하는 정류 및 평활 회로;
    평활화된 직류 전원의 부하를 기반으로 출력 전압을 안정화하는 스위칭 회로; 및
    상기 코일 권선 구조를 포함하고, 상기 출력 전압을 기반으로 교류 전압을 출력하여 인가 코일에 전달하는 변압 회로;를 포함하는 고주파 트랜스포머.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 변압 회로는,
    다른 용량의 콘덴서들이 병렬로 배열되고, 상기 콘덴서들의 일측은 공통적으로 상기 인가 코일에 연결되며,
    상기 콘덴서들에 각각 직렬로 연결되는 스위치들로 구성되고, 상기 스위치들 중 하나 이상을 선택적으로 온오프(on/off)하여 출력되는 주파수 대역을 제어하는 주파수 조절부를 포함하는 고주파 트랜스포머.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 주파수 조절부에서 출력되는 상기 주파수 대역은 10 내지 500 kHz인 고주파 트랜스포머.
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KR102311192B1 (ko) 2020-12-29 2021-10-13 주식회사 정안시스템 코일 권선 테이프
KR20230120812A (ko) 2022-02-10 2023-08-17 이계환 트랜스포머 퓨즈 단자대
KR20230120814A (ko) 2022-02-10 2023-08-17 이계환 통전 확인이 가능한 트랜스포머

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