KR920007520Y1 - 잡음 차폐 변압기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

잡음 차폐 변압기

제1도는 종래의 잡음 차폐 변압기를 보인 평면도.

제2도는 제1도의 각 권선결선 상태도.

제3도는 제2도의 등가회로도.

제4도는 본 고안의 잡음차폐변압기를 보인 평면도.

제5도는 제4도의 각 권선결선 상태도.

제6도는 제5도의 등가회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 환상철심 12 : 2차권선

13 : 바이필라차폐권선 14 : 도전판

15 : 절연체 16 : 고압권선

17 : 1차권선 18 : 접지리드단자

19 : 공지용 콘덴서

본 고안은 전기적 잡음을 차폐하는 잡음차폐변압기에 관한 것으로, 특히 전원선으로 전도되어 장애를 일으키는 전도성 잡음을 흡수하여 차폐할 수 있게한 잡음차폐변압기에 관한 것이다.

전원왜란(Power Line Disturbance)현상중의 전기적 잡음이 발생기기 측면에서는 잡음원이 되어 주변의 다른 전자기기에 악영향을 주게되므로 전자장애(Electromagnetic Interferance)측면에서 규제를 받고, 기타 전자기기로서 발생원이 아닌 경우는 외부 전기적 잡음에 의해 소프트웨어적인 오동작 혹은 하드웨어적인 파손을 초래할 수 있으므로 전자장감수율(Electromagnetic Susceptibility)측면에서 규제를 받게 된다.

따라서, 각종 기기의 신뢰도 향상과 수명보호를 위하여 전기적 잡음에 대한 대책이 요구되고 있다.

즉, 기기자체의 발생잡음의 전도를 방지하여 기타 주변기기를 보호하고, 외부잡음에 대해서 부하기기를 보호할 수 있는 잡음차폐변압기가 요구되고 있다.

제1도는 종래의 잡음차폐변압기를 보인 평면도이고, 제2도는 제1도의 각 권선결선상태도로서, 이에 도시된 바와 같이 환상철심(1)에 1차권선(2)을 적정횟수 균등권회한 후 상기 1차권선(2)과 같은 권선수의 차폐권선(3)을 1/2씩 역직렬권회하고, 그위에 2차권선(4)을 상기 1차권선(2)과 동일 권선수로 권회한 후 차폐권선(5)을 상기 차폐권선(3)과 동일방식으로 1/2씩 역직렬 권회하며, 상기 차폐권선(3), (5)의 양측을 접지리드단자(6)에 연결한 구조로 되어있다.

그리고, 제2도의 설명중 미설명 부호 7a, 7b는 1차권선(2)의 리드(lead)단자로 전원(AC)이 인가되고, 8a, 8b는 2차권선(4)의 리드단자로 부하에 연결된다.

이와같이 구성된 종래 변압기의 동작과정을 제3도의 등가회로도를 참조하여 설명한다.

전원(AC)에 펄스성잡음이 포함되어 1차권선(2)에 유입될때 그 펄스성잡음은 1차코일(2)을 통하게 되어 고주파 자속을 발생시키게 된다.

여기서, 환상철심(1)은 고주파 투자율이 급격히 감소하는 재질의 저주파용이므로 펄스성잡음에 의한 고주파 자속을 극소화시키게 한다.

또한, 내측의 차폐권선(3)이 접지되어 있으므로 1차권선(2)을 통해 유입되는 펄스성잡음은 그 차폐권선(3)에 의한 정전용량(C1)을 통해 접지로 흐르게 된다.

또한, 2차권선(4)에 외부의 전, 자계가 유입될때 외측의 차폐권선(5)에 의해 그 2차권선(4)의 주위에 영전위의 접지선을 형성하므로 외부 전. 자계에 의한 2차권선(5)에서의 잡음유도를 방지하게 된다.

또한, 차폐권선(3), (5)은 각기 차폐권선(3a, 3b),(5a, 5b)으로 양분되어 역직렬결선되어 있으므로 기본주파전압에 의한 전압이 유도되어도 내측에서의 순환전류가 흐르지 않고 1차권선(2)의 리드단자(7a, 7b)및 대지간에 불평형잡음신호가 유입될때 잡음자속이 생기지 않도록 역기전력을 발생시켜 잡음전압 발생을 억제하게 된다.

그러나, 상기와같은 종래의 변압기에 있어서 환상철심은 자기구조상 누설플럭스(Leakage Flux)가 매우 적고, 또한 외부 전. 자계에 대하여 외측차폐권선만으로 잡음유도방지가 매우 어렵게 되어 잡음 제거효과가 떨어지고, 또한 동상모드(Common Mode)잡음에 대하여 1차, 2차권선간의 정전용량의 제거는 내측 차폐권선만으로는 매우 불충분하므로 잡음억제 효과가 뒤지게 되고, 또한, 내, 외측차폐권선이 각기 1/2씩 양분되어 역직렬결선되므로 작업성이 떨어지는 결점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 결점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 2차권선을 내측에 위치시키고, 1차권선을 외측에 위치켜 작업성을 향상시킴과 아울러 잡음차폐 효과를 높이고, 2차권선과 대지간의 정전용량을 증가시켜 잡음제거능력을 높이며, 차폐권선의 일측에 공지용 콘덴서를 연결하여 접지효과는 물론 공지에 의한 잡음바이패스(Bypass)효과를 얻으며, 권선간의 정전용량을 저감시켜 잡음 전도를 억제할 - 있는 잡음차폐변압기를 제공함에 목적이 있다.

이와같은 본 고안의 목적은 환상철심에 2차권선을 적정횟수 균등권회한 후 바이필라(Bifilar)차폐권선을 상기 2차권선과 동일 권선수로 권회하고, 그위에 도전판을 1회전 단락(One-Turn Short)되지 않게 감싼 후 적정두께의 절연체로 그 도전판을 감싸며, 그 위에 고압권선을 상기 2차권선의 권선수 이상으로 권회한 후 1차권선을 상기 2차권선의 권선수와 동일하게 권회하며, 상기 바이필라차폐권선의 일측에 공진용 콘덴서를 연결함으로써 달성되는 것으로, 이를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제4도는 본 고안의 잡음차폐변압기를 보인 평면도로서, 이에 도시한 바와같이 환상철심(11)의 전체 자로장에 2차권선(12)을 적정횟수 균등권회한 후 그 위에 바이필라 차폐권선(13)을 상기 2차권선(12)과 동일권수로 권회하고, 그 바이필라차폐권선(13)에 도전판(14)을 1호전단락되지 않게 감싼 후 적정두께의 절연체(15)로 그 도전판(14)을 감싸며, 그 위에 고압권선(16)을 상기 2차권선(12)의 권선수 이상으로 권회한 후 1차권선(17)을 상기 2차권선(12)의 권선수와 동일하게 권회하며, 상기 바이필라차폐권선(13)의 일측 및 도전판(14)의 일측을 접지리드단자(18)에 연결하여 구성한다.

제5도는 제4도의 각 권선결선상태도로서, 이에 도시한 바와같이 1차권선(17)의 리드단자(20a, 20b)에는 전원(AC)이 인가되고, 2차권선(12)의 리드단자(21a, 21b)는 부하에 연결되며, 바이필라차폐권선(13)의 일측 및 도전판(14)의 일측은 접지리드단자(18)에 연결되어 접지되고, 그 바이필라차폐권선(13)의 타측은 공진용 콘덴서(19)를 통해 접지되며, 고압권선(16)의 양측은 플로팅(Floating)되어있다.

제6도는 제5도의 등가회로도로서, 이 제6도를 참조하여 본 고안의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

1차권선(17)의 리드단자(20a, 20b)에 전원(AC)이 인가되게 연결되고, 2차권선(12)의 리드단자(21a, 21b)가 부하에 연결된 상태에서 전원(AC)에 잡음이 포함되어 1차권선(17)에 유입되면, 그 잡음은 1차권선(17)에 잡음전류로 흐르게 되고, 이 잡음전류에 의한 자속이 2차권선(12)에 유도시키게 된다.

그러나, 이때 환상철심(11)이 저주파용이므로 고주파 잡음자속은 고주파에 대한 자기저항을 극단적으로 높혀 유효잡음을 극소화시킴으로써 잡음에너지를 환상철심(11)의 손실로 흡수하게 되고, 이에따라 1차귄선(17)에 유입되는 잡음이 2차권선(12)으로 유도되지 않게된다.

또한, 도전판(14)은 1차권선(17)으로 잡음이 유입되어 잡음자속이 발생될때에 매우 큰 역방향으로 고주파전류를 흐르게 하여, 상기 1차권선(17)으로 유입되는 잡음전류에 의한 자속발생을 억제하게 된다.

또한, 바이필라차폐권선(13)은 그의 일측이 접지되어, 1차권선(17)에 잡음이 유입될때 상기 도전판(14)과 더불어 역방향의 전류가 흐르게 하므로 잡음전류에 의한 자속발생을 더욱 억제하게 되고, 이에따라 2차권선(12)과 쇄교하는 잡음자속은 매우 줄어들어 2차권선(12)의 리드단자(21a, 21b)에 발생하는 잡음은 거의 없게된다.

또한, 바이필라차폐권선(13)의 인덕턴스와 공진용 콘덴서(19)는 적정주파수의 고주파 잡음에서 공진되므로 매우 큰 역방향 전류-턴(Turn)이 형성되어 역방향전류가 흐르게 된다.

결국, 1차권선(17)에 잡음전류가 흐르게 될때 상기와 같이 바이필라차폐권선(13), 도전판(14)및 공진용 콘덴서(19)에 의해 잡음자속의 발생을 확실히 억제하여 2차권선(12)에 잡음이 유도되는 것을 방지할 수 있게 된다.

특히, 도전판(14)은 2차권선(12)을 1차권선(17)으로 부터 자기적으로 격리시키므로 1차권선(17)에 유입되는 잡음이 2차권선(12)에 유도되는 것을 확실히 방지할 수 있게 된다.

또한, 1차권선(17)과 대지간을 통하여 들어오는 전압성 전압은 2차유도잡음전압의 크기를 V2, 1차권선(17)에 유입되는 잡음전압의 크기를 V1이라 할때 하기의 식과같이 나타낼 수 있다.

V2=C12. V1(C12+C2e) 여기서, C12는 1차권선(17)과 2차권선(12)사이의 정전용량이고, C2e는 2차권선(12)과 대지간의 정전용량이다.

따라서, 정전용량(C12)을 극소화시키고, 정전용량(C2e)을 증가시켜야만 2차유도잡음전(V2)의 크기를 줄일 수 있게 된다.

그런데, 바이필라차폐권선(13) 및 도전판(14)에 의해 다중차폐를 실시하므로 정전용량(C12)이 극소화되고, 밀권회(Close Winding)된 바이필라차폐권선(13)및 도전판(14)에 의해 2차권선(12)과 대지간의 대전면적을 크게하므로 정전용량(C2e)이 증가되며, 또한 절연체(15)에 의해 1차권선(17)과 2차권선(12)의 거리를 증가시키므로 그 1차, 2차권선(17), (12)의 정전용량(C12)이 극소화되고, 이에따라 2차유도잡음전압(V2)의 크기가 줄어든다.

또한, 고압권선(16)은 1차권선(17)과 2차권선(12)사이에 전위차를 크게하므로 정전용량(C12)은 더욱 극소화되어 2차유도잡음전압의 크기를 더욱 줄일 수 있게 된다.

또한, 2차권선(12)이 다중차폐되므로 10KHz에서 60KHz영역의 고주파 전류성잡음이 유입될 경우에 상기 종래의 장치보다 월등히 그 고주파 전류성잡음을 차폐할 수 있게 되고, 1차권선(17)과 2차권선(12)간의 거리를 증가시켜 적당한 누설통로를 만들어 서지임피던스(Susrge Impedance)를 높게 유지하므로 1차권선(17)에 펄스성잡음이 유입될 경우에 그 펄스잡음의 억제능력이 높게된다.

또한, 바이필라차폐권선(13) 및 고압권선(16)이 순차권회되는 구조이므로 그 권회작업이 수월하고, 바이필라차폐권선(13)이 미리권선 구조이므로 전자(Electromagnetic), 정전(Electrostatic)차폐능력이 월등히 높아지게 된다.

한편, 상기에서는 도전판(14)의 일측을 내측에서 이격 절연시켰으나, 그 도전판(14)을 내측에서 절연시킨 후 오버랩(OVer lap)시켜 설치할 수도 있다.

또한, 상기에서는 바이필라차폐권선(13) 및 도전판(14)순서로 설치하였으나, 도전판(14)및 바이필라차폐권선(13)순서로 설치한 경우에도 상기와 동일하게 동작되어진다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 고안은 2차권선이 내측에 위치하므로 차폐처리가 용이하고, 전반적인 잡음차폐효과가 높게되며, 또한 바이필라차폐권선 및 도전판의 다중차폐에 의해 2차권선간의 정전용량을 저감시키는 것이므로 펄스성잡음과 고주파성 잡음제거능력이 월등히 향상되고, 바이필라차폐권선의 일측에 연결된 공진용 콘덴서에 의해 접지효과는 물론 잡음바이패스효과를 얻을 수 있으며, 또한 고압권선에 의해 1차권선 및 2차권선의 전위차를 크게하여 잡음전도를 억제할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (5)

1. 환상철심(11)과, 이 환상철심(11)의 전체 자로상에 소정횟수 균등권회한 2차권선(12)과, 그 2차권선(12)위에 권회하여 일측은 접지하고 타측은 공진용 콘덴서(19)에 연결한 바이필라차폐권선(13)과, 1회전단락(One Turn Short)되지 않게 상기 바이필라차폐권선(13)을 감싸 일측을 접지한 도전판(14)과, 그 도전판(14)을 감싼 절연체(15)와, 그 절연체(15)위에 소정횟구 권회하여 양측을 플로팅(Floating)한 고압권선(16)과, 그 고압권선(16)위에 소정횟수 균등권회한 1차권선(17)으로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 잡음차폐 변압기.
2. 제1항에 있어서, 상기 2차권선(12)위에 도전판(14)을 먼저 감싼 후 바이필라차폐권선(13)을 권회하여 구성된 것을 특징으로 하는 잡음차폐변압기.
3. 제2항에 있어서, 상기 바이필라차폐권선(13)은 역직렬 접속된 것임을 특징으로 하는 잡음차폐변압기.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 바이필라차폐권선(13) 및 1차권선(17)의 권선수는 상기 2차권선(12)의 권선수와 동일하고, 상기 고압권선(16)의 권선수는 상기 2차권선(12)의 권선수 이상인 것을 특징으로 하는 잡음차폐변압기.
5. 제1항에 있어서, 상기 1차권선(17)을 상기 환상철심(11)에 권회하고, 상기 2차권선(12)을 상기 고압권선(16)위에 권회하여 구성된 것을 특징으로 하는 잡음차폐변압기.