KR20240073446A

KR20240073446A - 트랜스포머 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20240073446A
Application number: KR1020220155279A
Authority: KR
Inventors: 손인성; 정영환; 류지창
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2022-11-18
Filing date: 2022-11-18
Publication date: 2024-05-27
Also published as: WO2024106918A1

Abstract

실시 예의 트랜스포머는 상부 코어 및 하부 코어를 포함하는 코어부와, 1차 코일 및 1차 코일과 이격되어 배치된 2차 코일을 포함하며, 코어부 내에 적어도 일부가 배치된 코일부 및 코어부 내에 적어도 일부가 배치되며, 코일부의 적어도 일부를 수용하는 보빈부를 포함하고, 1차 코일은 복수의 와이어를 포함하는 단면 형상을 갖고, 복수의 와이어 각각은 도체 및 도체를 감싸는 제1 절연부를 포함하고, 코일부는 복수의 와이어 사이에 배치된 제2 절연부를 더 포함한다.

Description

트랜스포머 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{TRANSFORMER AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 트랜스포머 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자 장치를 구동하기 위해서는 구동 전원이 필요하고, 이러한 구동 전원을 전자 장치에 공급하기 위해서 전원 공급 장치, 예컨대, 파워 공급 유닛(PSU: Power Supply Unit)이 필수적으로 채용된다.

특히, 평판 TV와 같은 디스플레이 장치에서는 슬림화가 디스플레이 사이즈의 대형화와 함께 요구되고 있기 때문에, 대형화된 디스플레이의 증가된 소비전력을 만족하면서도 두께를 줄여야 하는 과제가 있다.

파워 공급 유닛(PSU)에서는 다른 구성요소 대비 상대적으로 트랜스포머가 큰 부피를 차지하므로, 슬림화를 위해서는 트랜스포머 내에서 두께를 크게 차지하는 요소를 생략하거나 수량 조절 방안이 고려되는 것이 일반적이다. 예컨대, 최근 평판 디스플레이 장치의 파워 공급 유닛을 구성하는 트랜스포머에서는 1차측 코일과 2차측 코일이 권선 및 고정되는 보빈이 생략되거나, 용량이 낮은 슬림 트랜스포머를 복수 개 채용하기도 한다.

이러한 PSU에서는 회로의 공진탱크 설계 및 주파수 매칭을 위해 특정 범위의 누설 인덕턴스(예컨대, 50uH 이상)를 요구한다. 그런데, 일반적인 슬림형 트랜스포머는 1차측 코일과 2차측 코일이 상하로 적층되는 구조를 채용하기 때문에, 상하 적층에 의해 1차측 코일과 2차측 코일이 모두 두께에 기여하여 두께 감소에 한계가 있음은 물론, 누설 인덕턴스가 현저하게 낮아지는(예컨대, 약 3uH) 문제점이 있다. 누설 인덕턴스는 회로 내의 스위칭 모드 동작을 위해 반드시 일정 수준 이상 확보될 필요가 있다.

따라서, 더욱 슬림화가 가능하면서 누설 인덕턴스의 확보가 가능한 트랜스포머 및 이를 이용한 평판 디스플레이 장치가 요구되고 있는 실정이다.

슬림 트랜스포머의 경우 요구하는 누설 인덕턴스 값을 맞추기 위해 1차측 코일과 2차측 코일 간을 수평 이격시킨다. TV의 크기가 커짐에 따라 소비전력이 커질 수 밖에 없으며, 이를 위해 코일 간 이격 거리 또는 코어의 크기도 동반되어 커질 수 있다. 따라서, 트랜스포머의 효율, 작업성 저하 및 제작 단가 상승과 함께 누설 인덕턴스 값의 추가적인 조절이 필요하다.

특히, 500W(와트) 급 이상의 대형 TV에 적용되는 대용량 트랜스포머의 경우 코어 사이즈가 종래 대비 커짐으로 인하여, 코어의 성형을 위한 열처리 후, 배면 두께의 불균형 또는 코어의 파손이 야기될 수 있다. 이는 트랜스포머의 구동 시 발열을 초래하여 결과적으로 트랜스포머의 효율 저하로 이어질 수 있으며, 이와 함께, 누설 인덕턴스 값의 추가적인 조절이 필요하다.

국내등록특허 제10-0748934호 국내공개특허 제10-2012-0138700호

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 균일한 권선폼을 갖는 코일을 포함하는 트랜스포머를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기와 같은 트랜스포머가 적용된 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일 실시 예에 의한 트랜스포머는 상부 코어 및 하부 코어를 포함하는 코어부; 1차 코일 및 상기 1차 코일과 이격되어 배치된 2차 코일을 포함하며, 상기 코어부 내에 적어도 일부가 배치된 코일부; 및 상기 코어부 내에 적어도 일부가 배치되며, 상기 코일부의 적어도 일부를 수용하는 보빈부를 포함하고, 상기 1차 코일은 복수의 와이어를 포함하는 단면 형상을 갖고, 상기 복수의 와이어 각각은 도체; 및 상기 도체를 감싸는 제1 절연부를 포함하고, 상기 코일부는 상기 복수의 와이어 사이에 배치된 제2 절연부를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 절연부는 3중으로 적층된 절연 코팅층을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 절연부는 접착성을 갖는 물질을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 절연부는 상기 복수의 와이어 사이로부터 상기 1차 코일의 외곽을 감싸도록 연장되어 배치된 부분을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 복수의 와이어 사이에 배치된 상기 제2 절연부의 최소 두께의 편차는 7% 이내일 수 있다.

예를 들어, 상기 복수의 와이어 중 인접한 와이어가 서로 이격된 최소 거리의 편차는 7% 이내일 수 있다.

예를 들어, 상기 최소 거리의 편차는 상기 제1 절연부의 두께 이하일 수 있다.

예를 들어, 상기 2차 코일의 내측 둘레부는 상기 1차 코일의 외측 둘레부를 따라 배치되고, 상기 트랜스포머의 장축 방향 또는 단축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 상기 외측 둘레부와 상기 내측 둘레부가 서로 이격된 거리의 편차는 7% 이내일 수 있다.

예를 들어, 상기 편차는 타겟 누설 인덕턴스에 따라 결정될 수 있다.

예를 들어, 상기 장축 방향과 상기 단축 방향으로의 상기 편차는 서로 동일할 수 있다.

예를 들어, 상기 1차 코일의 단면상에서의 최소 두께와 최대 두께 간의 차이는 상기 제1 절연부의 두께보다 크고 상기 복수의 와이어 각각의 반지름보다 작을 수 있다.

예를 들어, 상기 1차 코일의 평면상에서의 최소 폭과 최대 폭 간의 차이는 상기 제1 절연부의 폭보다 크고 상기 복수의 와이어 각각의 반지름보다 작을 수 있다.

예를 들어, 상기 보빈부는 상기 1차 코일과 상기 2차 코일 사이에 배치된 내측 격벽을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 보빈부는 상기 내측 격벽과 함께 상기 2차 코일이 수용되는 공간을 형성하는 외측 격벽을 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 보빈부는 상기 코일부를 사이에 두고 제2 방향으로 서로 대향하여 배치된 제1 및 제2 보빈; 및 상기 제1 및 제2 보빈의 사이에 배치된 제3 보빈을 포함하고, 상기 제1 보빈은 상기 코일부의 일측이 배치된 제1 단부; 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 보빈을 향해 각각이 연장되며, 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향으로 서로 나란하게 배치된 복수의 제1 리브를 포함하고, 상기 제2 보빈은 상기 코일부의 타측이 배치된 제2 단부; 복수의 제2-1 리브; 및 상기 제2 단부로부터 상기 제1 보빈을 향해 각각이 연장되며, 상기 제2 방향으로 상기 복수의 제1 리브와 각각 중첩하는 복수의 제2-2 리브를 포함하고, 상기 제3 보빈은 상기 코일부의 상기 일측이 배치되고 상기 제1 단부에 적어도 일부가 수용된 안착 지지부; 및 상기 안착 지지부로부터 상기 제2 보빈을 향해 각각 연장되며, 상기 복수의 제2-1 리브와 상기 제2 방향으로 각각 중첩하는 복수의 제3 리브를 포함하고, 상기 복수의 제1 리브와 상기 복수의 제2-2 리브는 상기 외측 격벽을 형성하고, 상기 복수의 제2-1 리브와 상기 복수의 제3 리브는 상기 내측 격벽을 형성할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 방향으로 상기 제1 보빈과 상기 제2 보빈 사이의 이격거리는 일정할 수 있다.

다른 실시 예에 의한 디스플레이 장치는, 트랜스포머; 및 상기 트랜스포머가 배치된 회로기판을 포함할 수 있다.

상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.

이상에서 상술한 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

누설 인덕턴스의 산포가 작아져서 일정하게 유지되면서도, 누설 인덕턴스의 산포를 정확히 예측하여 제어할 수 있도록 하며, 보빈부의 구조가 간단해질 수 있고, 권선 작업에 소요되는 시간을 단축하고 작업자를 번거롭게 하지 않고, 작업자 등에 의한 외부 변수에 영향을 받지 않고 권선폼이 일정하여 트랜스포머의 품질이 개선될 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명인 트랜스포머의 일 실시례에 따른 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 저면 사시도이다.
도 4는 도 3의 저면 분해 사시도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 동일한 이격 거리로 분할된 세그먼트 코어를 갖는 트랜스포머를 나타낸 평면도이다.
도 5b는 본 발명에 따른 서로 다른 이격 거리로 분할된 세그먼트 코어를 갖는 트랜스포머를 나타낸 평면도이다.
도 5c는 본 발명에 따른 동일한 이격 거리로 분할된 크기가 상이한 세그먼트 코어를 갖는 트랜스포머를 나타낸 평면도이다.
도 5d는 본 발명에 따른 서로 다른 이격 거리로 분할된 크기가 상이한 세그먼트 코어를 갖는 트랜스포머를 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 보빈부의 분해 사시도이다.
도 7a는 본 발명에 따른 보빈부를 나타낸 평면도이다.
도 7b는 도 7a의 A-A 부분의 단면도이다.
도 7c는 도 7a의 B-B 부분의 단면도이다.
도 7d는 도 7a의 C-C 부분의 단면도이다.
도 8은 본 발명인 트랜스포머에서 코어부를 제거한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 9는 도 8에서 제1 보빈을 제거한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 9에서 2차 코일이 2열로 구성된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 제3 보빈을 나타낸 사시도이다.
도 12는 또 다른 실시 예에 의한 트랜스포머의 단면도를 나타낸다.
도 13a 내지 도 13c는 도 12에 도시된 ‘A’ 부분의 실시 예를 나타낸다.
도 14는 도 12에 도시된 트랜스포머의 실시 예에 의한 평면도를 나타낸다.
도 15는 비교예에 의한 트랜스포머의 평면도를 나타낸다.
도 16은 도 15에 도시된 1차 코일을 Ⅱ-Ⅱ’선을 따라 절개한 단면도를 나타낸다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설`명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조들이 기판, 각층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 또한, 도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 실시 예는 데카르트 좌표계를 이용하여 설명되지만, 다른 좌표계를 이용하여 설명될 수 있음은 물론이다. 데카르트 좌표계에서, 각 도면에 도시된 x축과, y축과, z축은 서로 직교하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. x축과, y축과, z축은 서로 교차할 수도 있다.

아울러, 실시예와 관련된 트랜스포머가 디스플레이 장치의 회로기판에 실장됨을 고려할 때, 디스플레이 장치의 슬림화에 기여하기 위한 본 발명에 따른 트랜스포머의 두께(수직 높이)는 회로기판의 상면으로부터 14mm 이하, 바람직하게는 12mm이하, 더 바람직하게는 10mm 이하일 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 세그먼트 코어가 적용된 트랜스포머를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명인 트랜스포머의 일 실시례에 따른 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 저면 사시도이고, 도 4는 도 3의 저면 분해 사시도이며, 도 5a는 본 발명에 따른 동일한 이격 거리로 분할된 세그먼트 코어를 갖는 트랜스포머를 나타낸 평면도이고, 도 5b는 본 발명에 따른 서로 다른 이격 거리로 분할된 세그먼트 코어를 갖는 트랜스포머를 나타낸 평면도이며, 도 5c는 본 발명에 따른 동일한 이격 거리로 분할된 크기가 상이한 세그먼트 코어를 갖는 트랜스포머를 나타낸 평면도이고, 도 5d는 본 발명에 따른 서로 다른 이격 거리로 분할된 크기가 상이한 세그먼트 코어를 갖는 트랜스포머를 나타낸 평면도이다.

먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명인 세그먼트 코어가 적용된 트랜스포머(이하, '트랜스포머'라 함)의 구조를 설명하면 다음과 같다.

본 발명인 트랜스포머는 코어부(100), 코일부(200) 및 보빈부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.

코어부(100)는 자기회로의 성격을 가져 자속의 통로 역할을 할 수 있다.

코어부(100)는 상부 코어(110)와 하부 코어(120)를 포함할 수 있다. 상부 코어(110)는 제1 상부 코어(110-1) 및 제2 상부 코어(110-2)를 포함하며, 하부 코어(120)는 제1 하부 코어(120-1) 및 제2 하부 코어(120-2)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 상부 코어(110-1)와 제1 하부 코어(120-1)는 제1 코어, 제2 상부 코어(110-2)와 제2 하부 코어(120-2)는 제2 코어로 정의될 수 있다. 상부 코어(110)와 하부 코어(120)는 제1 방향(x축 방향)으로 분할될 수 있으며, 상부 코어(110)와 하부 코어(120)가 결합되면서 하나의 코어부(100)를 형성할 수 있다. 이때, 상부 코어(110)는 회로기판의 상면으로부터 제1 방향으로 가장 멀리 위치한 코어이며, 하부 코어(120)는 회로기판의 상면으로부터 제1 방향으로 가장 가까이 위치한 코어로 정의할 수 있다. 상부 코어(110)와 하부 코어(120)는 서로 상하, 즉 제1 방향으로 대칭되는 형상일 수도 있고, 비대칭 형상일 수도 있다. 다만, 이하의 기재에서는 설명의 편의를 위해 상하로 대칭되는 형상인 것으로 가정한다.

상부 코어(110)와 하부 코어(120)는 각각 복수의 세그먼트 코어로 분할할 수 있다. 즉, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 코어(110)와 하부 코어(120)를 각각 y축 방향으로 제1 코어 및 제2 코어로 세그먼트 분할할 수 있다. 이때, 제1 코어 및 제2 코어의 y축 방향의 길이는 서로 동일할 수 있다. 여기서, 각 코어의 y축 방향의 길이가 '동일하다'의 개념으로서, 각 코어의 성형, 가공 등의 공정에서 발생하는 공차를 고려하여 각 코어간 y축 길이의 편차가 1% 미만의 경우까지는 서로 동일한 범주에 포함되는 것으로 간주될 수 있다. 따라서, 제1 상부 코어(110-1), 제2 상부 코어(110-2), 제1 하부 코어(120-1) 및 제2 하부 코어(120-2) 각각의 y축 방향의 길이는 동일하며, 이때, 허용되는 y축 방향 길이의 편차는 서로 1% 미만일 수 있다. 또한, 도 5a 내지 5d에 도시된 바와 같이, 상부 코어(110)와 하부 코어(120)를 각각 세 개의 세그먼트 코어로 분할할 수 있다. 물론, 세 개 이상으로의 분할도 가능함은 당연하다 할 것이다. 또한, 미도시 하였으나, 상부 코어(110)만 복수의 세그먼트 코어로 분할하거나, 하부 코어(120)만 복수의 세그먼트 코어로 분할할 수 있다. 또는, 상부 코어(110)의 세그먼트 코어 개수와 하부 코어(120)의 세그먼트 코어 개수를 상이하게 배치할 수 있다. 또는, 상부 코어(110) 및 하부 코어(120) 각각의 세그먼트 코어 크기를 상이하게 배치할 수 있다. 또는, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 분할된 상부 코어(110) 각각의 y축 방향 길이를 서로 동일하고 구성하거나, 도 5c 및 도 5d에 도시된 바와 같이 분할된 상부 코어(110) 각각의 y축 방향 길이를 서로 다르게 구성하고, 분할된 상부 코어(110) 상호간 각각의 이격 거리는 서로 동일하게 배치하거나 서로 다르게 배치할 수 있다.

이때, 코어부(100)의 분할 방향은 도시된 바와 같이 제1 방향(x축 방향)과 교차하는 제2 방향(y축 또는 z축 방향)으로 분할할 수 있으며, 이하에서는 편의상 z축 방향은 제3 방향이라 칭하도록 한다.

다시, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 분할된 상부 코어(110) 사이, 즉 복수의 상부 세그먼트 코어 사이의 최소 이격 거리는, 제1 상부 코어(110-1)의 제2 방향의 길이 및 제2 상부 코어(110-2)의 제2 방향의 길이의 합의 0% 내지 8.75%일 수 있다. 여기서, '0%'란 제1 상부 코어(110-1)와 제2 상부 코어(110-2)가 분할된 상태에서 서로 접촉되어 배치된 상태를 의미할 수 있다. 또한, 서로 접촉되어 배치된 상태란 제1 상부 코어(110-1)와 제2 상부 코어(110-2)가 일체가 아닌 분할된 몸체로써, 최소한의 간격만큼은 서로 이격된 상태임을 의미할 수 있다. 또한, '0%'란 제1 상부 코어(110-1)와 제2 상부 코어(110-2)가 서로 이격된 공간에는 후술할 체결부(CP)가 배치되지 않은 상태임을 의미할 수 있으며, 다시 말해 체결부(CP)가 노출되지 않게 제1 상부 코어(110-1)와 제2 상부 코어(110-2)가 체결부가 배치되는 것을 의미할 수 있다. 본 발명에 따른 상부 코어(110)는 분할된 코어를 적용함으로써, 누설 인덕턴스 값을 증대시킬 수 있다. 다만, 복수의 상부 세그먼트 코어 사이의 최소 이격 거리가 제1 상부 코어(110-1)의 제2 방향의 길이 및 제2 상부 코어(110-2)의 제2 방향의 길이의 합의 8.75%를 초과할 경우 누설 인덕턴스 값에는 변화가 없으나, 코일부(200)의 제2 방향 권선 길이가 증가하면서 코일저항값, 즉 직류저항(DCR : Direct Current Resistance)값이 증가하며, 이는 트랜스포머의 효율 저하를 초래한다.

한편, 본 발명은 보빈부의 상부면과 하부면을 생략한 구조이므로 후술할 다수의 리브의 배치를 통해 보빈 강성을 증대시킬 수 있다. 따라서, 다수의 리브 단부가 체결되면서 형성되는 체결부(CP)의 구조를 적용할 경우, 보빈의 강성을 더욱 증대시킬 수 있다. 이를 위해 체결부(CP)의 제2 방향 길이, 즉 제1 상부 코어(110-1)와 제2 상부 코어(110-2) 상호간의 이격 거리는 제1 상부 코어(110-1)의 제2 방향의 길이 및 제2 상부 코어(110-2)의 제2 방향의 길이의 합의 1.25% 비율에 해당하는 최소 1㎜로 구성할 수 있다.

또한, 분할된 하부 코어(120) 사이, 즉 복수의 하부 세그먼트 코어 사이의 최소 이격 거리도 제1 하부 코어(120-1)의 제2 방향의 길이 및 제2 하부 코어(120-2)의 제2 방향의 길이의 합의 0% 내지 8.75%일 수 있다. 또한, 하부 코어(120)는 상부 코어(110)와 제1 방향으로 대향하는 구조로써, 복수의 하부 세그먼트 코어 사이의 최소 이격 거리에 설명은 전술한 상부 세그먼크 코어 사이의 최소 이격 거리에 대한 설명을 참조할 수 있다.

한편, 상부 코어(110) 또는 하부 코어(120) 각각의 세그먼트 코어 사이의 최소 이격거리는, 일례로 1㎜ 이상 7㎜ 이하로 구성할 수 있으며, 바람직하게는 1㎜ 이상 5㎜ 이하로 구성할 수 있다. 상부 코어(110)와 하부 코어(120) 사이의 이격거리가 늘어날수록 누설 인덕턴스의 값이 증가하나, 이격거리가 5㎜를 초과하게 되면 누설 인덕턴스 값은 세츄레이션(saturation)된다. 또한, 이격거리가 7㎜를 초과하면서 제2 방향 권선 길이 증가에 따른 코일저항값이 커져 트랜스포머의 효율이 저하되므로 이격거리는 7㎜까지 설계할 수 있으나, 누설 인덕턴스 값을 고려하여 최대 5㎜까지 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상부 코어(110)와 하부 코어(120) 사이의 이격된 공간에는 보빈부(300) 중 일부, 즉 체결부(CP)가 배치될 수 있으므로 상부 코어(110)와 하부 코어(120) 사이의 이격거리는 체결부(CP)의 두께로도 이해할 수 있다. 따라서, 상부 코어(110)와 하부 코어(120)의 지지를 위한 보빈부(300)의 강성 확보를 위해 상부 코어(110)와 하부 코어(120) 사이의 이격거리는 최소 1㎜ 이상 확보하는 것이 바람직하다. 또한, 상부 코어(110)와 하부 코어(120) 사이의 이격거리가 증가할수록 보빈부(300)의 강성은 확보할 수 있으나, 이격거리가 5㎜를 초과하면서 제2 방향 권선 길이 증가에 따른 코일저항값이 커져 트랜스포머의 효율이 저하될 수 있다.

따라서, 누설 인덕턴스의 확보 및 보빈부(300)의 강성 확보를 위해 상부 코어(110)와 하부 코어(120) 사이의 이격거리는 1㎜ 이상 5㎜ 이하로 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명에 적용되는 트랜스포머는 누설 인덕턴스를 미세 조절하기 위한 것으로, 전술한 바와 같이 코어부(100)를 하나로 구성하지 않고 복수의 세그먼트 코어로 구성함으로써 누설 인덕턴스를 조절할 수 있다. 즉, 분할된 코어 사이에는 유격 거리가 발생되므로, 이를 통해 트랜스포머의 전기적 특성을 미세 조절할 수 있다. 또한, 상부 코어(110)와 하부 코어(120)의 두께(x축, y축 및 z축 중 적어도 어느 한 방향 길이)를 서로 다르게 구성함으로써, 누설 인덕턴스의 조절이 가능하다. 따라서, 요구되는 누설 인덕턴스 값에 따라서 코어부(100)의 분할 개수, 분할 방향, 분할 간격 및 코어부(100)의 두께 중 적어도 어느 하나를 조정할 수 있다. 또한, 코어부(100)를 분할하여 제작할 수 있으므로, 일례로 대용량 TV 등에 적용되는 대용량 트랜스포머에 사용될 경우, 코어 형상 불균형으로 인한 발열 제어 및 코어의 제품 수율을 향상시킬 수 있다.

분할된 복수의 세그먼트 코어 사이에는 보빈부(300) 중 일부, 즉 체결부(CP)가 배치될 수 있다. 분할된 세그먼트 코어 사이를 빈 공간으로 유지할 수도 있으나, 분할된 세그먼트 코어 사이에 체결부(CP)를 배치시킴으로써 트랜스포머 사용 시 세그먼트 코어 상호 간이 접촉되면서 코어가 깨지거나(chipping) 코어에 균열(crack)이 생기는 문제를 방지할 수 있다. 따라서, 분할된 세그먼트 코어 사이에는 보빈부(300) 중 일부를 배치하는 것이 바람직하며, 일례로 체결부(CP)를 배치할 수 있다. 도시되지 않았으나, 체결부(CP)는 상부 체결부재와 하부 체결부재로 구분될 수 있다. 상부 체결부재는 제1 상부 코어와 제2 상부 코어 사이 분할된 영역에 배치될 수 있으며, 하부 체결부재는 제2 하부 코어와 제2 하부 코어 사이이 분할된 영역에 배치될 수 있다. 이때, 상부 코어의 세그먼트 개수와 하부 코어의 세그먼트 개수가 서로 상이한 경우, 상부 체결부재만 배치되거나 하부 체결부재만 배치될 수 있다. 한편, 상부 코어의 개수와 하부 코어의 개수가 동일한 경우, 바람직하게는 상부 체결부재와 하부 체결부재의 위치는 제1 방향으로 적어도 일부가 서로 중첩될 수 있다. 더 바람직하게는, 상부 체결부재의 제2 방향의 폭과 하부 체결부재의 제2 방향의 폭은 서로 대응되고 제1 방향으로 서로 중첩될 수 있다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 상부 코어(110)의 제3 방향 일측에는 제1 방향 하부로 돌출되고, 제2 방향을 따라 연장되는 제1 외족부(111)가 배치될 수 있다. 또한, 상부 코어(110)의 제3 방향 타측에는 제1 방향 하부로 돌출되고, 제2 방향을 따라 연장되는 제2 외족부(112)가 배치될 수 있다. 또한, 제1 외족부(111)와 제2 외족부(112) 사이에는 제1 방향 하부로 돌출되고, 제2 방향을 따라 연장되는 중족부(113)가 배치될 수 있다. 제1 외족부(111), 제2 외족부(112) 및 중족부(113)는 상호 간에 평행하게 배치될 수 있다. 또한, 제1 외족부(111), 제2 외족부(112) 및 중족부(113) 각각의 z축 방향 폭은 동일하거나 다를 수 있다. 한편, 하부 코어(120)에도 상부 코어(110)와 대향되게 제1 외족부(121), 제2 외족부(122) 및 중족부(123)가 배치될 수 있다.

코어부(100)는 제1 공간(130) 및 제2 공간(140)을 더 포함할 수 있다. 제1 공간(130)은 제1 외족부(111, 121)와 중족부(113, 123) 사이에 형성되며, 후술할 코일부(200)와 보빈부(300)의 일부를 수용할 수 있다. 제2 공간(140)은 제2 외족부(112, 122)와 중족부(113, 123) 사이에 형성되며, 후술할 코일부(200)와 보빈부(300)의 상기 일부의 z축 반대 쪽에 배치된 타부를 수용할 수 있다. 따라서, 제1 공간(130) 및 제2 공간(140)은 수용되는 코일부(200)와 보빈부(300)의 일부와 타부의 두께와 간격에 대응되어 형성될 수 있다. 제1 공간(130) 및 제2 공간(140)의 크기를 조절함에 따라 코어부(100)의 인덕턴스가 제어될 수 있으며, 제1 공간(130) 및 제2 공간(140)의 개수에 따라 트랜스포머의 발열이 제어될 수 있다. 코어부(100)는 자성물질, 일례로 철 또는 페라이트를 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

코일부(200)는 1차 코일(210) 및 2차 코일(220)를 포함할 수 있다.

1차 코일(210)은 코어부(100) 내에 적어도 일부가 도넛 형태로 배치될 수 있다. 즉 전술한 바와 같이, 제1 공간(130) 및 제2 공간(140)에 1차 코일(210)의 일부와 타부가 수용될 수 있다. 1차 코일(210)은 3중 절연 와이어 적용을 통해 트랜스포머의 단품 내전압을 확보할 수 있다. 트랜스포머와 같은 자성부품 개발 시, 개발 단품에서 요구되는 내전압들이 존재한다. 일반적으로 내전압은 해당부품의 동작 전압의 일정 배수 이상을 요구한다. 이에 따라, 종래의 UTSC 와이어를 사용하여 권선한 부품의 경우 내전압을 만족시키기 위해서 절연거리를 발생시켜 내전압을 확보하게 된다. 이때, 확보해야 하는 절연거리는 규격으로 정해져 있으며, 일례로, 'A'라는 트랜스포머의 요구 내전압이, 즉 1차 코일 및 2차 코일간의 내전압이 4㎸ 이상 이라면, 부품의 규격 만족을 위해 1차 코일과 2차 코일의 최단 거리가 4㎜ 이상이 되도록 설계해야 한다. 다만, 여기서 말하는 부품들은 USTC 와이어나, PCB 및 동판 등을 사용하여 부품을 만드는 경우이다.

이에 반해, 본 발명에서는 전기적으로 독립되어 있는 3중 절연 와이어를 사용하므로 전술한 절연거리 규격을 따르지 않아도 된다. 3중 절연 와이어는 3중으로 절연 코팅된 와이어를 말하며, 3중 절연 와이어를 사용할 경우 내전압을 강화시킬 수 있다. 특히, 대용량 트랜스포머의 경우 기존의 USTC 와이어를 적용하고 절연거리를 확보하는 방법으로는 부품성능을 만족할 수 없기 때문에, 3중 절연 와이어를 적용함으로써 내전압 스펙을 확보함은 물론, 기존의 절연거리 규격을 무시하고 부품을 컴팩트하게 제작할 수 있다.

1차 코일(210)은 셀프본딩 와이어 적용, 즉, 복수의 1차 코일 권선 전체를 절연 재질의 합성수지, 일례로 에폭시로 코팅하여 사용할 수 있다. 이와 같이, 셀프본딩 와이어 적용을 통해 권선폼의 전체 강도를 증대시킬 수 있으며, 이를 바탕으로 트랜스포머의 전체 강성도 함께 향상시킬 수 있다.

2차 코일(220)은 1차 코일(210)의 권선 방향 외측 둘레 방향을 따라 배치되면서, 제1 공간(130) 및 제2 공간(140)에 1차 코일(210)과 함께 일부와 타부가 수용될 수 있다. 2차 코일(220)은 복수의 2차 권선을 단층 또는 복층으로 배열하여 권선할 수 있다. 2차 코일(220)은 전체를 한 번 뒤집어서 권선시킬 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다. 코일부(200)는 보빈부(300)에 도넛 형태로 권선 배치되며, 코어부(100) 내에 적어도 일부가 배치될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 보빈부의 분해 사시도이고, 도 7a는 본 발명에 따른 보빈부를 나타낸 평면도이며, 도 7b는 도 7a의 A-A 부분의 단면도이고, 도 7c는 도 7a의 B-B 부분의 단면도이며, 도 7d는 도 7a의 C-C 부분의 단면도이다.

도 2 및 도 4와 함께 도 6 내지 도 7(도 7a~7d)을 참조하여 본 발명에 따른 보빈부(300)에 대해 설명하도록 하며, 설명의 편의를 위해 도 6을 기준으로 제1 방향을 x축 방향, 제2 방향을 y축 방향, 제3 방향을 z축 방향으로 칭하고, y축 방향으로 좌측 상부 사선 방향을 일측 또는 일단이라 칭하고, 이와 반대되는 y축 방향으로 우측 하부 사선 방향을 타측 또는 타단이라 칭하도록 한다. 또한, x축 방향 위쪽을 상부, 상단, 상측이라 칭하고, x축 방향 아랫쪽을 하부, 하단, 하측이라 칭하도록 한다.

보빈부(300)는 코어부(100)와 코일부(200)가 결합되는 부분으로, 제2 방향으로 일측에 제1 단부(FP)가 배치되고, 타측에 제2 단부(SP)가 배치되며, 제1 단부(FP)와 제2 단부(SP) 사이에 중간부(도면번호 미기재)가 배치될 수 있다. 따라서, 제1 단부(FP)와 제2 단부(SP)를 제외한 나머지 부분을 중간부로 이해할 수 있다. 중간부의 적어도 일부에는 코어부(100)가 배치될 수 있다.

보빈부(300)는 복수 개로 구성될 수 있으며, 일례로 3개로 구성될 수 있다. 즉, 보빈부(300)는 제1 보빈(310), 제2 보빈(320) 및 제3 보빈(330)을 포함하여 구성될 수 있다.

제1 보빈(310)의 일측에 배치된 제1 단부(FP)는 직육면체 형상으로 제2 방향의 일측 방향으로 내측 수용홈(314)이 형성될 수 있다. 내측 수용홈(314)의 상부, 즉 제1 단부(FP)의 제1 방향 상부면에는 코일 인출부(312)가 형성될 수 있다. 코일 인출부(312)는 복수로 구성될 수 있으며, 일례로 두 개로 구성될 수 있다. 코일 인출부(312)는 제1 단부(FP)의 상부면 타측에서 일측 방향으로 형성된 홈 형태로 구성될 수 있으며, 일측 방향의 단부는 제3 방향(z축 방향)으로, 절곡되어 소정 길이 연장형성될 수 있다. 이때, 코일 인출부(312)를 두 개로 구성 시, 인출된 코일 상호 간의 절연 거리를 확보하기 위해 서로 대향되는 반대 방향으로 절곡되어 소정 길이 연장형성될 수 있다. 코일 인출부(312)는 1차 코일(210)을 구성하는 도전선 말단에 대한 제1 보빈(310)의 x축 방향 상부로의 인출 및 고정을 용이하게 할 수 있다. 이때, 코일 인출부(312)는 1차 코일(210)의 도전선 말단이 배치되는 영역으로서 제1 터미널부와 혼용되어 설명될 수 있다. 또한, 코일 인출부(312)를 통과한 1차 코일(210)의 도전선 말단은 상부 코어(110)의 최대 높이보다 낮은 위치에 배치되므로 트랜스포머의 슬림화에 기여할 수 있다.

한편, 코일부(200) 역시 보빈부(300)에 대응되어 제1 단부, 제2 단부 및 중간부로 구성될 수 있으며, 코일부(200)의 제1 단부는 보빈부(300)의 제1 단부(FP), 즉 내측 수용홈(314)에 삽입되어 배치될 수 있다.

제1 보빈(310)의 타측에는 제1 체결부재(311)가 배치될 수 있다. 제1 체결부재(311)는 제1 방향을 따라 이격되어 제3 방향을 따라 연장된 두 개의 수평 형태의 프레임과, 상기 두 개의 수평 형태의 프레임 양 단부로부터 제1 방향으로 각각 연결된 두 개의 프레임이 결합되면서 제2 방향으로 홀을 형성하는 4각 프레임 형태로 구성될 수 있다. 이때, 상기 4각 프레임의 내부 양측 하부에는 상부로 돌출된 지지턱(311-2)이 형성될 수 있다. 지지턱(311-2)에는 2차 코일(220) 중 일부가 안착될 수 있다.

또한, 제1 체결부재(311)의 제2 방향으로 형성된 폭은 분할된 세그먼트 코어 사이의 폭에 대응될 수 있다. 또한, 제1 체결부재(311)의 제3 방향 양 측부는 제2 방향 타측에서 일측으로 안착홈(311-1)을 형성할 수 있다.

또한, 내측 수용홈(314)의 제3 방향 양측과 제1 체결부재(311)의 제3 방향 양측은 제1 리브(313)로 연결될 수 있으며, 제1 리브(313)의 제1 방향 상하 두께는 코일부(200)의 두께에 대응되거나 더 클 수 있다.

제2 보빈(320)은 일측에 제2 체결부재(321)가 형성되고, 1차 코일(210) 및 2차 코일(220)이 인입/인출되기 위한 코일지지부(325)가 형성될 수 있다. 코일지지부(325)는 2차 코일(220)의 말단이 배치되는 영역으로서 제2 터미널부와 혼용되어 설명될 수 있다. 이때, 1차 코일(210)의 타측은 코일지지부(325) 하측에 배치될 수 있다.

제2 체결부재(321)는 제1 체결부재(311)의 상기 4각 프레임 내측으로 삽입되도록 배치될 수 있다. 제2 체결부재(321)는 제1 방향 상부에서 제3 방향으로 연장된 상부프레임(321-1), 상부프레임(321-1)의 제3 방향 양측에서 제1 방향 하부로 연장된 지지편(321-2)을 포함할 수 있다. 제2 체결부재(321)와 제1 체결부재(311)의 결합 시, 상부프레임(321-1)은 상기 4각 프레임의 내측 상부에 배치되며, 지지편(321-2)은 안착홈(311-1)에 접촉지지될 수 있다.

또한, 코일지지부(325)의 제3 방향 양 측부와 제2 체결부재(321)의 제3 방향 양 측부 상호간에는 각각 제2-2 리브(323)로 연결될 수 있으며, 각각의 제2-2 리브(323)로부터 제3 방향으로 일정 간격 내측으로 이격되어 제2-1리브(322)가 배치될 수 있다. 여기서, 일정 간격이란 2차 코일(220)의 제3 방향 폭에 대응되는 간격일 수 있다. 제2-1 리브(322) 및 제2-2리브(323)의 제1 방향 상하 두께도 코일부(200)의 제1 방향 상하 두께에 대응되거나 더 클 수 있다.

또한, 상부프레임(321-1)에는 하부 타측 방향으로 연장된 후크 형태의 제1 체결수단(321-3)이 형성될 수 있다.

제3 보빈(330)은 제2 방향 일측에 안착지지부(333)가 형성되고, 제2 방향 타측에 제3 체결부(331)가 형성될 수 있다. 안착지지부(333)는 코일부(200)의 제2 방향 일측이 안착지지된 상태에서 제1 보빈(310)의 내측 수용홈(314)으로 삽입되는 부분이다. 따라서, 안착지지부(333)의 제1 방향 상하 두께는 내측 수용홈(314)의 제1 방향 상하 길이를 고려하여 구성될 수 있다.

안착지지부(333)는 제1 안착부(333-1), 제2 안착부(333-2), 지지부(333-3) 및 가이드바(333-4)를 포함할 수 있다. 단, 제2 안착부(333-2)의 경우 도 6의 도면 각도 상 보이지 않으므로, 도 11을 참조하여 확인할 수 있다.

제1 안착부(333-1)는 1차 코일(210)의 제2 방향 일측이 도넛 형태의 권선폼을 유지하면서 안착지지되는 부분으로, 1차 코일(210)의 일측 형상에 대응되는 형태로 구성될 수 있다.

제2 안착부(333-2)는 권선 형태를 유지하는 2차 코일(220)의 제2 방향 일측이 접촉지지되면서 권취되는 부분으로, 제2 안착부(333-2)는 2차 코일(220)의 일측에 대응되는 반경을 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 2차 코일(220)는 전체가 뒤집힌 상태로 제2 안착부(333-2)에 결합될 수 있으며, 2차 코일(220)가 뒤집혀진 상태로 안착되는 구조에 대해서는 후술하기로 한다. 제1 안착부(333-1)와 제2 안착부(333-2)는 제1 보빈(310)의 내측 수용홈(314)에 삽입될 수 있다.

제3 체결부(331)는 제1 체결부재(311)의 상기 4각 프레임 내측으로 적어도 일부가 삽입 배치될 수 있다. 이때, 제3 체결부(331)는 제2 보빈(320)의 제2 체결부재(321)와 체결된 상태로 제1 보빈(310)의 상기 4각 프레임의 내측으로 삽입 배치될 수 있다. 즉, 제3 체결부(331)는 제1 방향 하부에서 제3 방향으로 연장된 하부프레임(331-1)을 포함하며, 하부프레임(331-1)의 센터 영역으로부터 상부 제1 방향으로 연장된 후 제2 방향 일측으로 연장된 후크 형태의 제2 체결수단(331-2)이 형성될 수 있다. 제2 체결수단(331-2)은 제2 보빈(320)의 제1 체결수단(321-3)과 결합되어 제1 체결부재(311)의 상기 4각 프레임 내측에 배치될 수 있다. 또한, 제2 체결수단(331-2)의 하단에 홈부가 형성될 수 있다. 이때, 서로 결합된 제1 체결부재(311), 제2 체결부재(321) 및 제3 체결부(331)는 체결부(CP)를 형성할 수 있다. 하부프레임(331-1)의 제3 방향으로 연장된 길이는 제2-1 리브(322) 상호간의 간격에 대응될 수 있다. 제3 체결부(331)와 안착지지부(333) 사이에는 제3 리브(332)가 제2 방향으로 연장 배치되며, 제3 리브(332)는 제2 방향을 따라 제2-1 리브(322)와 제3 방향으로 적어도 일부가 중첩될 수 있다.

전술한 제1 보빈(310), 제2 보빈(320) 및 제3 보빈(330)을 포함하는 보빈부(300)를 결합하면 도 7a와 같이 구성될 수 있으며, 도 7a는 본 발명에 따른 보빈부(300)를 상부에서 내려다 본 상태를 도시한 것이다.

도 7a를 기준으로 설명하면, 본 발명에 따른 보빈부(300)는, 제2 방향 일측(좌측)에 제1 보빈(310)의 제1 단부(FP)가 배치되고, 제2 방향 타측(우측)에 제2 단부(SP)가 배치될 수 있으며, 제1 단부(FP)와 제2 단부(SP)의 배치 위치가 서로 바뀔 수 있음은 당연하다 할 것이다.

내측 수용홈(314)이 형성된 제1 단부(FP)와 코일지지부(325)로 구성된 제2 단부(SP) 사이에는 중간부가 배치될 수 있다. 상기 중간부는 다수의 리브(313, 322, 323, 332)와 체결부(CP)로 구성될 수 있다.

도 7a에서는 도면 각도 상 제1 체결부재(311)만 도시되었으나, 제1 체결부재(311)의 저면에는 제2 체결부재(321) 및 제3 체결부(331)가 결합되어 배치된 상태로 이해할 수 있다. 한편, 제1 체결부재(311)는 체결부(CP)의 전체적인 골격을 형성할 수 있다.

다수의 리브(313, 322, 323, 332)는 제1 리브(313), 제2-1 리브(322), 제2-2 리브(323) 및 제3 리브(332)를 포함할 수 있으며, 도 7a를 바탕으로 설명하도록 한다.

먼저, 제1 리브(313)는 제1 단부(FP)와 체결부(CP) 사이 y축 방향으로 연장되어 z축 방향으로 서로 평행하게 배치될 수 있다.

또한, 편의상 제2-2 리브(323)를 먼저 설명하면, 제2-2 리브(323)는 제2 단부(SP)와 체결부(CP) 사이 y축 방향으로 연장되어 z축 방향으로 서로 평행하게 배치될 수 있으며, 제1 리브(313)와 y축 방향으로 적어도 일부가 중첩될 수 있다.

또한, 제2-1 리브(322)는 제2-2 리브(323)로부터 z축으로 일정 간격 평행하게 내측 방향으로 이격되어 배치될 수 있으며, 제2 단부(SP)와 체결부(CP) 사이에서 y축 방향으로 연장되어 배치될 수 있다. 이때, 상기 '일정 간격'이란 2차 코일(220)의 z축 방향 폭에 대응되는 간격일 수 있다.

또한, 제3 리브(332)는 제1 리브(313)로부터 z축으로 일정 간격 평행하게 내측 방향으로 이격되어 배치될 수 있으며, 제1 단부(FP)와 체결부(CP) 사이에서 y축 방향으로 연장되어 배치될 수 있다. 이때, 제3 리브(332)는 제2-1 리브(322)와 y축 방향으로 적어도 일부가 중첩될 수 있다.

또한, 제1 리브(313)과 제3 리브(323)는 z축 방향으로 적어도 일부가 서로 중첩되고, 제2-1 리브(322), 제2-2 리브(323)는 z축 방향으로 적어도 일부가 서로 중첩될 수 있다.

전술한 다수의 리브(313, 322, 323, 332)는 x축 방향으로 관통홀(315, 324, 326, 334)을 형성하면서 배치될 수 있으며, 관통홀(315, 324, 326, 334)에는 전술한 코어부(100)의 제1 외족부(111, 121), 제2 외족부(112, 122) 및 중족부(113, 123)가 관통되면서 배치될 수 있다. 따라서, 전술한 제1 코어의 제1 공간(130)에는 보빈부(300)의 제1 리브(313), 제3 리브(332)가 수용되고, 제1 코어의 제2 공간(140)에도 제1 리브(313), 제3 리브(332)가 수용될 수 있다. 또한, 제2 코어의 제1 공간(130)에는 제2-2 리브(323), 제2-1 리브(322)가 수용되고, 제2 코어의 제2 공간(140)에도 제2-2 리브(323), 제2-1 리브(322)가 수용되는 것으로 이해할 수 있다.

도 7b 내지 도 7d는 도 7a의 A-A, B-B 및 C-C 부분에 대한 단면도로써, 체결부(CP)의 결합 상태 및 구조를 도시한 것이다.

먼저, 도 7a와 함께 도 7b를 참조하면, 제3 보빈(330)에 연결된 제3 체결부(331)는 하부프레임(331-1)과 제2 체결수단(331-2)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 보빈(320)에 연결된 제2 체결부재(321)는 상부프레임(321-1)과 제1 체결수단(321-3)을 포함할 수 있다. 제1 체결수단(321-3)은 상부프레임(321-1)의 z축 방향 중심부에서 x축 방향 하부로 형성된 홈부일 수 있으며, 형성된 홈부의 단부는 y축 방향 타측(도 7b의 우측)으로 절곡된 형상을 포함할 수 있다. 제2 체결수단(331-2)은 하부프레임(331-1)의 z축 방향 중심부에 배치되어 x축 방향 상부로 연장되며, 연장된 단부는 y축 방향 일측(도 7b의 좌측)으로 절곡된 형상을 포함할 수 있다. 이때, 제2 체결수단(331)의 하단은 제1 체결수단(321-3) 홈부의 y축 방향 타측(도 7b의 우측)으로 절곡된 단부를 수용하기 위해 홈부가 형성될 수 있다. 즉, 도 7b의 확대도에 도시된 바와 같이, 체1 체결수단(321-3)과 제2 체결수단(331-2)은 서로 엇갈린 상태로 교차되어 접촉 지지되면서 제1 체결부재(311)에 의해 x축 방향 상부와 하부가 둘러싸인 채로 배치될 수 있다.

다음으로, 도 7a와 함께 도 7c를 참조하면, 제2-1 리브(322)의 y축 방향 일측(도 7c의 좌측) 단부는 경사지게 형성될 수 있다. 또한, 제3 리브(332)의 y축 방향 타측(도 7c의 우측) 단부는 제2-1 리브(322)의 y축 방향 일측 단부에 대응되어 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 도 7c의 확대도에 도시된 바와 같이. 제2-1 리브(322)와 제3 리브(332)는 각 단부의 경사진 면이 서로 접면되면서 제1 체결부재(311)의 의해 x축 방향 상부와 하부가 둘러싸인 채로 배치될 수 있다. 도시되지 않았으나, 각 리브는 도 7c에 도시된 경사의 반대 방향으로 형성되어 각 리브의 단부가 서로 접면될 수 있음은 물론이다. 이때, 제2-1 리브(322)와 제3 리브(332)는 y축 방향으로 적어도 일부가 중첩되어 배치될 수 있다.

또한, 도 7a와 함께 도 7d를 참조하면, 제1 리브(313)의 y축 방향 타측(도 7d의 우측) 단부에는 제1 체결부재(311)가 형성될 수 있다. 제1 체결부재(311)의 z축 방향 상부와 하부에는 y축 방향 타측을 향해 개방된 안착홈(311-1)이 형성될 수 있다. 제2-2 리브(323)의 y축 방향 일측(도 7d의 좌측) 단부에는 z축 방향 상부와 하부에 안착홈(311-1)에 삽입지지되는 지지편(321-2)이 각각 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 보빈부(300)는 제1 단부(FP)와 제2 단부(SP)를 제외한 중간부가 x축 방향으로 관통홀(315, 324, 326, 334)을 형성하므로, x축 방향 상부면과 하부면이 생략된 구조를 가지나, 전술한 다수의 리브(313, 322, 323, 332)와 체결부(CP) 구조를 적용함으로써, 보빈부(300)의 전체적인 강성을 유지 및 향상시킬 수 있다.

도 8은 본 발명인 트랜스포머에서 코어부를 제거한 상태를 나타낸 사시도이고, 도 9는 도 8에서 제1 보빈을 제거한 상태를 나타낸 사시도이며, 도 10은 도 9에서 2차 코일이 2열로 구성된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 11은 본 발명에 따른 제3 보빈을 나타낸 사시도로써, 도 8 내지 도 11은 본 발명에 적용되는 보빈부에 배치되는 코일부의 배치 구조와 결합 상태 등을 나타내기 위해 도시한 것이다.

먼저, 도 8을 참조하면, 1차 코일(210)와 2차 코일(220)로 구성된 코일부(200)는 도넛 형태로 권선폼을 유지한 상태로 보빈부(300)의 제1 단부(FP)에 일측(좌측 하부 사선 방향) 단부가 배치되고, 보빈부(300)의 제2 단부(SP)에 타측(우측 상부 사선 방향) 단부가 배치될 수 있다. 또한, 코일부(200)의 상기 일측 단부와 상기 타측 단부를 제외한 중간부는 보빈부(300)의 중간부, 즉 보빈부(300)의 제1 단부(FP)와 제2 단부(SP)를 제외한 제1 리브(313), 제2-1 리브(322), 제2-2 리브(323) 및 제3 리브(332)가 배치된 부위에 배치될 수 있다. 이때, 1차 코일(210)는 보빈부(300)에 y축 평면을 따라 도넛 형태로 권선폼을 유지하면서 배치되고, 2차 코일(220)는 1차 코일(210)의 권선 방향 외측 둘레부를 따라 권선폼을 유지하면서 배치될 수 있다. 즉, 1차 코일(210)는 제1 체결수단(321-3)과 제2 체결수단(331-2)의 z축 방향 폭에 대응되는 폭을 가지면서 도넛 형태로 권선되어 1차 코일(210)의 일측 단부가 보빈부(300)의 제1 단부(FP) 내측으로 배치되고, 1차 코일(210)의 타측 단부가 보빈부(300)의 제2 단부(SP) 내측으로 배치되며, 1차 코일(210)의 중간부가 z축 방향 제2-1 리브(322)와 제3 리브(332)의 내측 둘레면을 따라 배치될 수 있다. 또한, 2차 코일(220)는 1차 코일(210)의 권선 방향 외측 둘레부, 즉 2차 코일(220)의 일측 단부가 보빈부(300)의 제1 단부(FP) 내측에서 1차 코일(210)의 외측 둘레부를 따라 배치되고, 2차 코일(220)의 중간부가 y축 방향으로 적어도 일부가 중첩되어 배치된 제2-1 리브(322)와 제3 리브(332) 및 y축 방향으로 적어도 일부가 중첩되어 배치된 제1 리브(313)와 제2-2 리브(323) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 제1 리브(313)와 제2-2 리브(323)는 제2-1 리브(322)와 제3 리브(332)로부터 z축 수평 방향으로 2차 코일(220)의 권선 폭에 대응되거나 더 큰 폭으로 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 한편, 보빈부(300)의 제2 단부(SP) 내측으로 배치된 2차 코일(220)는 코일지지부(325)에 의해 지지되고 제2 보빈(320)의 외부로 가이드 될 수 있다.

또한, 코일부(200)의 일측 단부는 제3 보빈(330)의 안착지지부(333)에 끼워진 상태로 제1 보빈(310)의 내측 수용홈(314)에 삽입되며, 삽입된 내측 구조는 도 9를 참조하여 설명하도록 한다.

도 9는 도 8에서 제1 보빈(310)을 제거한 상태를 나타낸다. 도 2 및 도 6에 도시된 참조부호(333-1, 333-2)는 도 9에 표시되지 않고 생략된다. 따라서, 도 9에 대한 구성을 도 2 및 도 6과 함께 설명한다. 참조하면, 전술한 코일부(200) 중 1차 코일(210)의 일측 단부는 안착 지지부(333)의 제1 안착부(333-1)에 안착될 수 있다. 제1 안착부(333-1)에는 1차 코일(210)의 내측 반경에 대응되는 반경을 가지면서 제1 체결수단(321-3)과 제2 체결수단(331-2)의 z축 방향 폭에 대응되는 폭을 갖는 안착돌기(P1)가 형성될 수 있다. 이때, 제2 보빈(320)의 코일지지부(325)의 x축 방향 하부에도 안착돌기(P1)에 대응되는 거치돌기(P2)가 형성될 수 있다. 거치돌기(P2)에는 1차 코일(210)의 타측 단부가 끼워져 거치되는 구조를 가질 수 있다. 이와 같이 안착돌기(P1) 및 거치돌기(P2)를 형성함으로써, 권선폼을 유지 및 1차 코일(210) 및 2차 코일(220) 와이어들끼리 쇼트되는 문제를 해소시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 적용되는 2차 코일(220)는 다수의 와이어들이 보빈부(300)에 감기는 방식이 아닌, 제3 보빈(330)의 일측(좌측 하부 사선 방향)에 배치된 안착지지부(333)의 제2 안착부(333-2) 외측 둘레부를 따라 2차 코일(220) 전체가 한 번 뒤집힌 상태로 권선 배치될 수 있다. 즉, 2차 코일(220)의 외측에 권선된 와이어는 제2 안착부(333-2)의 주변에서 한 번 뒤집히면서 2차 코일(220)의 내측으로 권선 배치될 수 있고, 2차 코일(220)의 내측에 권선된 와이어는 제2 안착부(333-2)의 주변에서 한 번 뒤집히면서 2차 코일(220)의 외측으로 권선 배치될 수 있다. 이와 같이 2차 코일(220) 전체가 한 번 뒤집히면서 전류 흐름 방향의 내외측 방향이 변경되므로, 이를 통해 와이어들 간의 길이 차이에 의해 발생되는 인덕턴스 편차를 제어할 수 있다. 이러한 인덕턴스의 편차는 궁극적으로 트랜스포머의 구동에 있어 발열을 초래하게 되므로, 본 실시예를 통해 트랜스포머의 전체적인 온도를 낮출 수 있다. 다만, 한 번 뒤집힌 2차 코일(220)의 크로스(cross)되는 지점(C1)은 와이어에 외력이 작용, 일례로 피복이 벗겨지면서 내전압이 약화될 수 있다. 따라서, 이와 같은 문제를 해소시키기 위해 제1 보빈(310)에 내측 수용홈(314)을 형성하고, 1차 코일(210)와 2차 코일(220)의 일측 단부가 권선 배치된 안착지지부(333)가 노출되지 않도록 내측 수용홈(314)에 삽입시킨 구조를 적용할 수 있다.

또한, 제2 안착부(333-2)에는 z축 방향 일 측부와 타 측부의 측면으로부터 x축 방향으로 이격되어 z축 방향으로 각각 돌출되는 한 쌍의 지지부(333-3)가 포함될 수 있다. 이격된 지지부(333-3) 사이에는 2차 코일(220)가 배치될 수 있다. 이때, 제2 안착부(333-2)의 일 측부(도 9의 좌측 상부 사선 방향)에 형성된 지지부(333-3)에 배치되는 2차 코일(220)는 한 번 뒤집힌 상태로 가이드바(333-4)의 x축 방향 상부 또는 x축 방향 하부에 접촉가이드되면서 제2 안착부(333-2)의 타 측부에 형성된 지지부(333-3)로 안내될 수 있다.

또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 2차 코일(220)가 x축 방향으로 상하 2열 이상으로 구성 시, 가이드바(333-4)를 통해 전술한 바와 같이 뒤집힌 2차 코일(220)를 상하로 구획하여 제2 안착부(333-2)의 타 측부에 형성된 지지부(333-3)로 안내할 수 있다.

도 11은 제3 보빈(330)의 지지부(333-3)와 가이드바(333-4)의 구조를 파악하기 위해 도시한 것으로, 지지부(333-3)간의 x축 방향 이격 거리는 2차 코일(220)의 x축 방향 두께에 대응되거나 더 클 수 있다. 또한, 가이드바(333-4)는 2차 코일(220)의 권선 방향을 따라 제2 안착부(333-2)의 타 측부에서 z축 방향으로 돌출될 수 있다. 가이드바(333-4)의 돌출 길이는 제2 안착부(333-2)의 타 측부에 배치된 지지바(333-3)의 돌출 길이보다 작거나 동일할 수 있다. 가이드바(333-4)의 돌출 위치는 y방향으로 각 지지부(333-3) 사이에 배치될 수 있다. 가이드바(333-4)의 형상은 다양한 형태로 구성할 수 있으며, 일례로 봉 형태로 구성할 수 있다.

이하, 또 다른 실시 예에 의한 트랜스포머를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다. 하기에서 설명되는 또 다른 실시 예에 의한 트랜스포머를 도 1 내지 도 11에 도시된 분할된 코어와 분할된 보빈을 갖는 전술한 트랜스포머를 인용하여 설명하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 하기에 설명되는 트랜스포머는 코어부(100)가 제1 코어와 제2 코어로 분할되지 않는 경우에도 적용될 수 있고, 보빈부(300)가 제1 내지 제3 보빈(310, 320, 330)으로 분할되지 않은 경우에도 적용될 수 있다.

도 12는 또 다른 실시 예에 의한 트랜스포머의 단면도를 나타낸다.

도 12는 도 1에 도시된 트랜스포머를 I-I’선을 따라 절개한 단면도에 해당할 수 있다.

또 다른 실시 예에 의한 트랜스포머는 코어부(100A), 코일부(200A) 및 보빈부(300A)를 포함할 수 있다.

코어부(100A)는 전술한 코어부(100)에 해당할 수 있다. 또는, 코어부(100A)는 전술한 코어부(100)와 달리 제1 및 제2 코어 중 하나만을 포함할 수도 있다.

코어부(100A)는 상부 코어(110-1)와 하부 코어(120-1)를 포함할 수 있다. 만일, 코어부(100A)가 제1 및 제2 코어 중 하나의 코어만을 포함할 경우, 코어부(100A)는 상부 코어(110-1)(또는, 110-2) 및 하부 코어(120-1)(또는, 120-2)를 포함할 수 있으며, 중복되는 설명을 생략한다.

이하, 코어부(100A)는 전술한 코어부(100)에 해당하는 것으로 설명한다.

보빈부(300A)는 전술한 보빈부(300)에 해당할 수 있다. 또는, 보빈부(300A)는 전술한 보빈부(300)와 달리 제1 내지 제3 보빈(310, 320, 330)이 일체로 형성된 구성을 가질 수도 있다. 만일, 제1 내지 제3 보빈(310, 320, 330)이 일체로 형성될 경우, 보빈부(300)에 포함되는 전술한 체결부(CP)는 생략될 수도 있다.

보빈부(300A)는 코어부(100A) 내에 적어도 일부가 배치되며, 코일부(200A)의 적어도 일부를 수용할 수 있다.

이하, 보빈부(300A)는 전술한 보빈부(300)에 해당하는 것으로 설명한다.

한편, 코일부(200A)는 1차 코일(210A), 2차 코일(220A) 및 제2 절연부(230)를 포함할 수 있으며, 코어부(100A) 내에 적어도 일부가 배치될 수 있다. 1차 코일(210A) 및 2차 코일(220A)은 전술한 1차 코일(210) 및 2차 코일(220)과 각각 동일한 기능을 수행할 수 있다.

도 13a 내지 도 13c는 도 12에 도시된 ‘A’ 부분의 실시 예(A1, A2, A3)를 나타낸다.

1차 코일(210A)은 복수의 와이어(W)를 포함하는 단면 형상을 가질 수 있다. 도 12, 도 13a 및 도 13b의 경우 12개의 와이어가 도시되고, 도 13c의 경우 18개의 와이어가 예시되어 있지만, 와이어의 개수는 도시된 개수보다 더 많을 수도 있고 더 적을 수도 있다.

도 12, 도 13b 및 도 13c에 도시된 복수의 와이어(W) 각각은 도 13a에 도시된 바와 같이 도체(212) 및 제1 절연부(214)를 포함할 수 있다.

도체(212)는 전기적 전도성을 가지며, 이를 위해 전기적 전도성을 갖는 물질 예를 들어, 구리를 포함할 수 있다. 즉, 도체(212)는 와이어(W)의 심선에 해당한다. 도시된 바와 같이, 도체(212)는 반지름(R)을 갖는 원형 단면 형상을 가질 수 있으나, 실시 예는 도체(212)의 특정한 단면 형상에 국한되지 않는다.

제1 절연부(214)는 도체(212)를 감싸는 절연성 피복일 수 있다. 예를 들어, 제1 절연부(214)는 도 13a에 도시된 바와 같이 3중으로 적층된 제1 내지 제3 절연 코팅층(214-1, 214-2, 214-3)을 포함하는 3중 절연층일 수 있다. 제1 절연 코팅층(214-1)은 도체(212)와 접하여 배치되고, 제3 절연 코팅층(214-3)은 와이어(W)의 최외측에 배치되고, 제2 절연 코팅층(214-2)은 제1 절연 코팅층(214-1)과 제3 절연 코팅층(214-3) 사이에 배치될 수 있다. 제1 절연부(214)의 두께(tp)는 일정할 수 있다.

이때, 또 다른 실시 예에 의하면, 코일부(200A)는 복수의 와이어(W) 사이에 배치된 제2 절연부(230)를 더 포함할 수 있다. 제2 절연부(230)는 접착성과 절연성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 절연부(230)는 고분자 수지 예를 들어, 폴리비닐계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 불소계 수지, 실리콘계 수지, 나일론 등으로 구현될 수 있다. 따라서, 제2 절연부(230)에 의해 복수의 와이어(W)가 서로 결합될 수 있다. 실시 예에 의하면, 제2 절연부(230)는 도 12, 도 13a 내지 도 13c에 도시된 제2 절연부(230A, 230B, 230C)와 같이 다양한 형태로 구현될 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 도 13a에 도시된 바와 같이 제2 절연부(230A)는 복수의 와이어(W) 사이에 배치된 부분(이하, ‘제1 부분’이라 한다)만을 포함할 수 있다.

다른 실시 예에 의하면, 도 12, 도 13b 또는 도 13c에 도시된 바와 같이, 제2 절연부(230B, 230C)는 복수의 와이어(W) 사이에 배치된 제1 부분뿐만 아니라 1차 코일(210A)의 외측에 배치된 부분(이하, ‘제2 부분’이라 한다)도 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 13b에 도시된 바와 같이, 제2 절연부(230A)의 제2 부분은 복수의 와이어(W) 사이에 배치된 제1 부분으로부터 1차 코일(210A)의 외곽을 감싸도록 연장되어 배치된 부분(PZ, PX) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

예를 들어, 와이어(W)를 지그에 감은 이후 제2 접착부(230)로서 본딩 물질을 제1 접착부(214)의 표면에 코팅하여 권선함으로써 1차 코일(210A)이 제조될 수 있으나, 실시 예는 1차 코일(210A)의 특정한 제조 방법에 국한되지 않는다.

실시 예에 의하면, 복수의 와이어(W) 사이에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께의 편차는 7% 이내일 수 있다.

예를 들어, 서로 인접한 제1 와이어(W1)와 제2 와이어(W2) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께를 제1 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제2 와이어(W2)와 제3 와이어(W3) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께를 제2 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제3 와이어(W3)와 제4 와이어(W4) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께를 제3 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제4 와이어(W4)와 제8 와이어(W8) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께를 제4 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제8 와이어(W8)와 제7 와이어(W7) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께를 제5 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제7 와이어(W7)와 제6 와이어(W6) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께를 제6 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제6 와이어(W6)와 제5 와이어(W5) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께를 제7 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제5 와이어(W5)와 제9 와이어(W9) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께를 제8 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제9 와이어(W9)와 제10 와이어(W10) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께를 제9 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제10 와이어(W10)와 제11 와이어(W11) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께(t1)를 제10 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제11 와이어(W11)와 제12 와이어(W12) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께(t2)를 제11 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제1 와이어(W1)와 제5 와이어(W5) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께(t3)를 제12 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제2 와이어(W2)와 제5 와이어(W5) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께를 제13 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제2 와이어(W2)와 제6 와이어(W6) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께를 제14 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제3 와이어(W3)와 제6 와이어(W6) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께를 제15 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제3 와이어(W3)와 제7 와이어(W7) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께를 제16 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제4 와이어(W4)와 제7 와이어(W7) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께를 제17 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제5 와이어(W5)와 제9 와이어(W9) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께를 제18 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제5 와이어(W5)와 제10 와이어(W10) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께를 제19 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제6 와이어(W6)와 제10 와이어(W10) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께를 제20 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제6 와이어(W6)와 제11 와이어(W11) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께를 제21 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제7 와이어(W7)와 제11 와이어(W11) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께를 제22 최소 두께라 하고, 서로 인접한 제7 와이어(W7)와 제12 와이어(W12) 간에 배치된 제2 절연부(230)의 최소 두께를 제23 최소 두께라 하자.

이때, 제1 내지 제23 최소 두께의 편차는 7% 이내일 수 있다.

예를 들어, 도 13a에 도시된 제2 절연부(230)의 제10, 제11 및 제12 최소 두께(t1, t2, t3)는 서로 동일할 수도 있고, 이들(t1, t2, t3) 간의 차이 또는 편차는 7% 이내이거나 제1 절연부(214)의 두께(tp)보다 크고 와이어(210A)의 반지름(R)보다 작을 수 있다.

이와 같이, 제2 절연부(230)의 최소 두께의 편차가 정해진 범위 이내일 경우 복수의 와이어(W) 중 인접한 와이어가 서로 이격된 최소 거리의 편차도 정해진 범위 이내일 수 있다. 예를 들어, 복수의 와이어(W) 중 인접한 와이어가 서로 이격된 최소 거리는 그 인접한 와이어의 사이에 배치된 제2 절연부의 최소 두께에 해당할 수 있다.

또한, 1차 코일의 단면상에서의 두께는 편차를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 13c를 참조하면, 실시 예에서, 1차 코일(210A)의 단면 상에서의 최소 두께(TMIN)와 최대 두께(TMAX) 간의 차이 또는 편차는 제1 절연부(214)의 두께(tp)보다 크고 복수의 와이어 각각의 반지름(R)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 최소 두께(TMIN)와 최대 두께(TMAX) 간의 차이 또는 편차는 7%이하일 수 있다.

한편, 2차 코일(220A)은 1차 코일(210A)과 이격되어 배치될 수 있다.

도 14는 도 12에 도시된 트랜스포머의 실시 예에 의한 평면도를 나타낸다.

도 14에 도시된 트랜스포머에서 코어부(100A)의 도시는 생략되고, 제1 보빈(310A)과 제2 보빈(320A)은 점선으로 표시된다. 또한, 내측 격벽(IW1, IW2) 중 일부는 후술되는 바와 같이 제3 보빈(330A)에 해당할 수 있다.

이와 같이, 트랜스포머는 제1 내지 제3 보빈(310A, 320A, 330A)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 보빈(310A, 320A)은 코일부(200A)를 사이에 두고 서로 대향하여 배치되고, 제3 보빈(330A)은 제1 및 제2 보빈(310A, 320A)의 사이에 배치될 수 있다. 제1 내지 제3 보빈(310A, 320A, 330A)은 전술한 제1 내지 제3 보빈(310, 320, 330)에 각각 해당할 수 있지만, 도 14에 도시된 바와 같이 체결부(CP)를 포함하지 않을 수도 있고 도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같이 체결부(CP)를 포함할 수도 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 2차 코일(220A)의 내측 둘레부(220IS)는 1차 코일(210A)의 외측 둘레부(210OS)를 따라 배치될 수 있다.

예를 들어, 도 14를 참조하면, 1차 코일(210A)의 제2 방향에서의 폭(ty1, ty2)과 제3 방향에서의 폭(tz1, tz2, tz3)은 서로 동일하거나 서로 다를 수 있다.

실시 예에 의하면, 1차 코일(210A)의 평면상에서의 최소 폭과 최대 폭 간의 차이 또는 편차는 7% 이내 이거나 제1 절연부(214)의 폭보다 크고 복수의 와이어(210A) 각각의 반지름(R)보다 작을 수 있다.

트랜스포머의 장축 방향 또는 단축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 외측 둘레부(210OS)와 내측 둘레부(220IS)가 서로 이격된 거리의 편차는 7% 이내일 수 있다.

도 14의 경우, 장축 방향은 제2 방향이고 단축 방향은 제3 방향일 수 있다. 장축 방향인 제2 방향으로 외측 둘레부(210OS)와 내측 둘레부(220IS)가 서로 이격된 거리(예를 들어, Y)의 편차는 7% 이내이고, 단축 방향인 제3 방향으로 외측 둘레부(210OS)와 내측 둘레부(220IS)가 서로 이격된 거리(예를 들어, Z1, Z2)의 편차는 7% 이내일 수 있다.

전술한 바와 같이, 1차 코일(210A)의 평면상에서의 최소 폭과 최대 폭 간의 차이 또는 편차로 인해, 장축 방향 또는 단축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 외측 둘레부(210OS)와 내측 둘레부(220IS)가 서로 이격된 거리의 편차가 야기될 수 있다.

실시 예에 의하면, 외측 둘레부(210OS)와 내측 둘레부(220IS)가 서로 이격된 거리는 목표로 하는 누설 인덕턴스(즉, 타겟 누설 인덕턴스)에 따라 결정될 수 있다.

또한, 외측 둘레부(210OS)와 내측 둘레부(220IS)가 장축 방향(예를 들어, 제2 방향)으로 서로 이격된 거리(예를 들어, Y)의 편차는 외측 둘레부(210OS)와 내측 둘레부(220IS)가 단축 방향(예를 들어, 제3 방향)으로 서로 이격된 거리(예를 들어, Z1, Z2)의 편차와 동일할 수도 있다.

한편, 실시 예에 의한 트랜스포머의 보빈부(300A)는 내측 격벽(IW1, IW2)을 포함하고, 외측 격벽(OW1, OW2)을 더 포함할 수 있다.

내측 격벽(IW1, IW2)은 1차 코일(210A)과 2차 코일(220A) 사이에 배치될 수 있다. 외측 격벽(OW1, OW2)은 내측 격벽(IW1, IW2)과 함께 2차 코일(220A)이 수용되는 공간을 형성한다. 실시 예에 의하면, 외측 격벽(OW1, OW2)은 생략될 수 있다.

내측 격벽(IW1, IW2) 및 외측 격벽(OW1, OW2) 각각의 제1 방향으로의 높이는 2차 코일(220A)의 제1 방향으로의 두께 이상일 수 있다.

도 14에 도시된 내측 격벽(IW1, IW2)은 전술한 복수의 제2-1 리브(322)와 복수의 제3 리브(332)에 의해 구현될 수 있다. 복수의 제3 리브(332)는 안착 지지부(333)로부터 제2 보빈(320A)을 향해 각각 연장되며, 복수의 제2-1 리브(322)와 제2 방향으로 각각 중첩할 수 있다. 여기서, 안착 지지부(333)는 코일부(200A)의 일측이 배치되고 제1 단부(FP)에 적어도 일부가 수용될 수 있으며, 안착 지지부(333), 제1 단부(FP), 복수의 제2-1 리브(322) 및 복수의 제3 리브(332)는 도 1 내지 도 11에서 설명한 바와 동일하므로, 중복되는 설명을 생략한다.

외측 격벽(OW1, OW2)은 전술한 복수의 제1 리브(313)와 복수의 제2-2 리브(323)에 의해 구현될 수 있다. 복수의 제1 리브(313)는 제1 단부(FP)로부터 제2 보빈(320A)을 향해 각각이 연장되며, 제3 방향으로 서로 나란하게 배치된다.

복수의 제2-2 리브(323)은 코일부(200A)의 타측이 배치된 제2 단부(SP)로부터 제1 보빈(310A)을 향해 각각이 연장되며, 제2 방향으로 복수의 제1 리브(313)와 각각 중첩한다. 제2 단부(SP), 복수의 제1 리브(313) 및 복수의 제2-2 리브(323)는 도 1 내지 도 11에서 설명한 바와 동일하므로, 중복되는 설명을 생략한다.

실시 예에 의하면, 1차 코일(210A)의 복수의 와이어(W)가 제2 접착부(230)에 의해 서로 긴밀하게 결합되어 일정한 권선폼을 형성하기 때문에, 권선된 1차 코일(210A)을 내측 격벽(IW1, IW2)의 안쪽 공간에 끼워서 고정할 수 있다.

또한, 외측 격벽(OW1, OW2)과 내측 격벽(IW1, IW2)에 의해 공간이 형성되므로, 권선된 2차 코일(220A)을 이 공간에 끼워서 고정할 수 있다.

이하, 비교예 및 실시예에 의한 트랜스포머를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

도 15는 비교예에 의한 트랜스포머의 평면도를 나타내고, 도 16은 도 15에 도시된 1차 코일(21)을 Ⅱ-Ⅱ’선을 따라 절개한 단면도를 나타낸다.

도 15에 도시된 비교예에 의한 트랜스포머는 코일부(20), 제1 및 제2 보빈(31, 32)을 포함할 수 있다.

코일부(20), 제1 보빈(31) 및 제2 보빈(32)은 실시 예에 의한 코일부(200A), 제1 보빈(310A) 및 제2 보빈(320A)과 각각 동일한 역할을 수행하므로, 중복되는 설명을 생략한다. 코일부(20)는 1차 코일(21)과 2차 코일(22)을 포함하며, 1차 코일(21) 및 2차 코일(22)은 실시 예에 의한 1차 코일(210A) 및 2차 코일(220A)과 각각 동일한 역할을 수행하므로, 중복되는 설명을 생략한다.

도 16에 도시된 바와 같이 비교 예에 의한 1차 코일(21)은 복수의 와이어(W’)를 포함하는 단면 형상을 갖는다. 복수의 와이어(W’) 사이에 실시 예에서와 같은 제2 접착부(230)가 존재하지 않으므로, 복수의 와이어(W’)는 장력에 의해서만 권선된 폼을 유지하므로, 복수의 와이어(W’)가 서로 이격된 최소 거리의 편차는 크다. 즉, 비교예의 경우 보빈의 기둥에 와이어(W’)를 감아 1차 코일(21)을 형성하며, 와이어(W’)의 턴수가 많아질 수록 권선된 와이어(W’)는 도 15에 도시된 바와 같이 타원 형상으로 옆으로 퍼지고 들쭉날쭉한 형상을 갖게 된다. 이로 인하여, 1차 코일(21)의 평면상에서의 폭(TZ1)의 편차가 크다. 이러한 방식으로 제조된 여러 개의 트랜스포머에서 1차 코일(21)의 권선폼은 보빈에 와이어를 권선할 때 발생하는 권선 공차로 인해 서로 다른 크기를 갖는다.

게다가, 1차 코일(21)의 외측 둘레부(21OS)와 2차 코일(22)의 내측 둘레부(22IS) 사이의 이격 거리(ZD)의 편차도 크다. 이러한 편차는 트랜스포머의 크기가 슬림화될수록 더욱 커질 수 있다. 이와 같이, 이격 거리(ZD)의 편차가 클 경우, 1차 코일(21)과 2차 코일(22) 사이의 거리에 의해 결정되는 누설 인덕턴스의 산포가 커지는 문제점이 있다.

반면에, 실시 예의 경우 복수의 와이어(W) 사이에 접착성을 갖는 제2 접착부(230)가 존재하므로, 이웃하는 와이어(W)는 제2 접착부(230)에 의해 서로 결합할 수 있다. 따라서, 실시 예에서, 복수의 와이어(W)가 서로 이격된 최소 거리의 편차는 비교예보다 훨씬 감소할 수 있다. 이로 인하여, 1차 코일(210A)의 평면상에서의 폭(tz1, tz2, tz3, ty1, ty2)의 편차가 비교예보다 작아질 수 있다. 또한, 이러한 방식으로 제조된 여러 개의 트랜스포머에서 1차 코일(210A)의 권선폼은 비교예에서보다 균일한 크기를 가질 수 있다. 게다가, 1차 코일(210A)의 외측 둘레부(210OS)와 2차 코일(220A)의 내측 둘레부(220IS) 사이의 이격 거리(Z1, Z2, Y)의 편차도 비교예보다 작아질 수 있다. 이와 같이, 이격 거리(Z1, Z2, Y)의 편차가 작아질 경우 비교예보다 누설 인덕턴스의 산포가 작아져서 일정하게 유지될 수 있다.

또한, 실시 예에서와 같이 1차 코일(210A)의 와이어(W)가 제2 접착부(230)에 의해 결합되어 권선폼이 균일해질 경우, 제2 방향으로 제1 보빈(310A)과 제2 보빈(320A) 사이의 이격 거리(SD)도 일정해질 수 있다.

또한, 비교예의 경우 권선된 1차 코일(21)의 중심을 잡아주는 보빈이 필요하다. 반면에, 실시 예의 경우, 1차 코일(210A)의 와이어(W)가 제2 접착부(230)에 의해 서로 긴밀하게 결합할 수 있으므로, 1차 코일(21)의 중심을 잡아주는 보빈부(300A)의 체결수단(321-3)을 포함하는 체결부(CP)를 요구하지 않아, 보빈부(300A)의 구조가 간단해질 수 있다.

또한, 실시예의 경우, 내측 격벽(IW1, IW2)이 존재하므로, 1차 코일(210A)과 2차 코일(220A) 간의 이격 거리가 더욱 일정하게 유지될 수 있으므로 누설 인덕턴스의 산포가 더욱 균일해질 수 있다. 또한, 외측 격벽(OW1, OW2)이 존재하므로, 2차 코일(220A)의 위치가 외측 격벽(OW1, OW2)과 내측 격벽(IW1, IW2)에 의해 형성된 공간에 수용되어 흔들림없이 고정되므로, 1차 코일(210A)과 2차 코일(220A) 간의 이격 거리가 확정될 수 있으므로 누설 인덕턴스의 산포를 정확히 예측하여 제어할 수 있도록 한다.

특히, 실시 예의 경우 1차 코일(210A)의 권선폼이 일정하므로, 2차 코일(220A)을 외측 격벽(OW1, OW2)과 내측 격벽(IW1, IW2)에 의해 형성된 공간에 수용함이 가능해질 수 있다.

또한, 비교예 경우 1차 코일(21)과 2차 코일(22)을 형성하기 위해 와이어를 보빈에 직접 권선하므로, 권선 작업에 시간이 소요되고 작업자를 번거롭게 하고 작업자 등의 권선 작업 등에 의해 권선폼이 가변될 수도 있다.

반면, 실시 예의 경우, 권선된 1차 코일(210A)과 권선된 2차 코일(220A)을 해당하는 위치에 끼우면 되기 때문에, 권선 작업에 소요되는 시간을 단축하고 작업자를 번거롭게 하지 않고, 작업자 등에 의한 외부 변수에 영향을 받지 않고 권선폼이 일정하여 트랜스포머의 품질이 개선될 수 있다.

한편, 전술한 실시례에 따른 트랜스포머는 보빈부(300)의 슬림화된 구조를 구현하면서도 높고 산포가 작은 누설 인덕턴스 값을 확보할 수 있으므로, 이와 같은 트랜스포머가 배치된 회로기판을 사용하여 디스플레이 장치, 일례로 평판형 TV를 제공할 수 있다.

이상에서 실시 예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예들에 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.

FP : 제1 단부 SP : 제2 단부
CP : 체결부
100 : 코어부 110 : 상부 코어
111 : 제1 외족부 112 : 제2 외족부
113 : 중족부 120 : 하부 코어
121 : 제1 외족부 122 : 제2 외족부
123 : 중족부 130 : 제1 공간
140 : 제2 공간
200 : 코일부 210 : 1차 코일
220 : 2차 코일
300 : 보빈부 310 : 제1 보빈
311 : 제1 체결부재 311-1 : 안착홈
31-2 : 지지턱 312 : 코일 인출부
313 : 제1 리브 314 : 내측 수용부
315 : 관통홀 320 : 제2 보빈
321 : 제2 체결부재 321-1 : 상부프레임
321-2 : 지지편 321-3 : 제1 체결수단
322 : 제2-1 리브 323 : 제2-2 리브
324 : 관통홀 325 : 코일지지부
325-1 : 구획부 330 : 제3 보빈
331 : 제3 체결부 331-1 : 하부프레임
331-2 : 제2 체결수단 332 : 제3 리브
333 : 안착지지부 333-1 : 제1 안착부
333-2 : 제2 안착부 333-3 : 지지부
333-4 : 가이드바 334 : 관통홀

Claims

상부 코어 및 하부 코어를 포함하는 코어부;
1차 코일 및 상기 1차 코일과 이격되어 배치된 2차 코일을 포함하며, 상기 코어부 내에 적어도 일부가 배치된 코일부; 및
상기 코어부 내에 적어도 일부가 배치되며, 상기 코일부의 적어도 일부를 수용하는 보빈부를 포함하고,
상기 1차 코일은 복수의 와이어를 포함하는 단면 형상을 갖고,
상기 복수의 와이어 각각은
도체; 및
상기 도체를 감싸는 제1 절연부를 포함하고,
상기 코일부는 상기 복수의 와이어 사이에 배치된 제2 절연부를 더 포함하는 트랜스포머.
제1 항에 있어서, 상기 제1 절연부는 3중으로 적층된 절연 코팅층을 포함하는 트랜스포머.
제1 항에 있어서, 상기 제2 절연부는 접착성을 갖는 물질을 포함하는 트랜스포머.
제1 항에 있어서, 상기 제2 절연부는 상기 복수의 와이어 사이로부터 상기 1차 코일의 외곽을 감싸도록 연장되어 배치된 부분을 포함하는 트랜스포머.
제1 항에 있어서, 상기 복수의 와이어 사이에 배치된 상기 제2 절연부의 최소 두께의 편차는 7% 이내인 트랜스포머.
제1 항에 있어서, 상기 복수의 와이어 중 인접한 와이어가 서로 이격된 최소 거리의 편차는 7% 이내인 트랜스포머.
제6 항에 있어서, 상기 최소 거리의 편차는 상기 제1 절연부의 두께 이하인 트랜스포머.
제1 항에 있어서,
상기 2차 코일의 내측 둘레부는 상기 1차 코일의 외측 둘레부를 따라 배치되고,
상기 트랜스포머의 장축 방향 또는 단축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 상기 외측 둘레부와 상기 내측 둘레부가 서로 이격된 거리의 편차는 7% 이내인 트랜스포머.
제8 항에 있어서, 상기 편차는 타겟 누설 인덕턴스에 따라 결정된 트랜스포머.
제8 항에 있어서, 상기 장축 방향과 상기 단축 방향으로의 상기 편차는 서로 동일한 트랜스포머.
제1 항에 있어서, 상기 1차 코일의 단면상에서의 최소 두께와 최대 두께 간의 차이는 상기 제1 절연부의 두께보다 크고 상기 복수의 와이어 각각의 반지름보다 작은 트랜스포머.
제1 항에 있어서, 상기 1차 코일의 평면상에서의 최소 폭과 최대 폭 간의 차이는 상기 제1 절연부의 폭보다 크고 상기 복수의 와이어 각각의 반지름보다 작은 트랜스포머.
제1 항에 있어서, 상기 보빈부는
상기 1차 코일과 상기 2차 코일 사이에 배치된 내측 격벽을 포함하는 트랜스포머.
제13 항에 있어서, 상기 보빈부는
상기 내측 격벽과 함께 상기 2차 코일이 수용되는 공간을 형성하는 외측 격벽을 더 포함하는 트랜스포머.
제14 항에 있어서, 상기 보빈부는
상기 코일부를 사이에 두고 제2 방향으로 서로 대향하여 배치된 제1 및 제2 보빈; 및
상기 제1 및 제2 보빈의 사이에 배치된 제3 보빈을 포함하고,
상기 제1 보빈은
상기 코일부의 일측이 배치된 제1 단부; 및
상기 제1 단부로부터 상기 제2 보빈을 향해 각각이 연장되며, 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향으로 서로 나란하게 배치된 복수의 제1 리브를 포함하고,
상기 제2 보빈은
상기 코일부의 타측이 배치된 제2 단부;
복수의 제2-1 리브; 및
상기 제2 단부로부터 상기 제1 보빈을 향해 각각이 연장되며, 상기 제2 방향으로 상기 복수의 제1 리브와 각각 중첩하는 복수의 제2-2 리브를 포함하고,
상기 제3 보빈은
상기 코일부의 상기 일측이 배치되고 상기 제1 단부에 적어도 일부가 수용된 안착 지지부; 및
상기 안착 지지부로부터 상기 제2 보빈을 향해 각각 연장되며, 상기 복수의 제2-1 리브와 상기 제2 방향으로 각각 중첩하는 복수의 제3 리브를 포함하고,
상기 복수의 제1 리브와 상기 복수의 제2-2 리브는 상기 외측 격벽을 형성하고, 상기 복수의 제2-1 리브와 상기 복수의 제3 리브는 상기 내측 격벽을 형성하는 트랜스포머.
제15 항에 있어서, 상기 제2 방향으로 상기 제1 보빈과 상기 제2 보빈 사이의 이격거리는 일정한 트랜스포머.
제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 기재된 트랜스포머; 및
상기 트랜스포머가 배치된 회로기판을 포함하는 디스플레이 장치.