WO2020040529A1 - 변압기 - Google Patents

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WO2020040529A1
WO2020040529A1 PCT/KR2019/010589 KR2019010589W WO2020040529A1 WO 2020040529 A1 WO2020040529 A1 WO 2020040529A1 KR 2019010589 W KR2019010589 W KR 2019010589W WO 2020040529 A1 WO2020040529 A1 WO 2020040529A1
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coil
primary coil
air core
primary
coil element
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PCT/KR2019/010589
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홍천수
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주식회사 에이텀
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    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36—Electric or magnetic shields or screens
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    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/06—Coil winding
    • H01F41/061—Winding flat conductive wires or sheets

Definitions

  • the present invention relates to a transformer, and more particularly, to a transformer adapted to be able to improve the efficiency of a transformer and reduce costs.
  • a transformer has a primary coil and a secondary coil.
  • a primary coil is used as an input and a secondary coil is used as an output.
  • 10-1579427 is a technique of forming a secondary coil of a transformer by insert molding a metal press, and inserting a PCB substrate in which coils are stacked between the pair of secondary coils.
  • the primary coil is formed of a PCB substrate and the PBC substrate is provided between the secondary coils.
  • the PBC substrate is provided between the secondary coils.
  • the present invention was created to solve the problems of the prior art as described above, the object of the transformer according to the present invention,
  • the primary coil element such that the insulated coated copper wire is wound in a flat plate shape while contacting each other, unlike the conventional primary coil element of the PCB type, the resistance is low, so that the heat generation is low (excellent heat generation characteristics), Due to the skin effect on the copper wire, the transfer efficiency to the secondary coil can be improved.
  • the size of the product can be further downsized by narrowing the gap between the coil parts,
  • the primary coil element (hereinafter referred to simply as 'primary coil') is provided in the secondary coil element (also referred to simply as 'secondary coil') itself to minimize the distance between the primary coil and the secondary coil.
  • 'primary coil' the primary coil element
  • 'secondary coil' the secondary coil element
  • the holding member is formed at the correct position centered between the secondary coil and the primary coil, and the holding member is provided with the primary coil to maximize the magnetic induction efficiency and suppress the occurrence of ripple.
  • the primary coil is installed inside the secondary coil element to minimize the leakage magnetic field
  • the second coil body of the secondary coil element is provided in the first coil body at the same time as the secondary coil function
  • the first coil body and the second coil body are formed in a series of bridges, and the second coil body is bent by U to form a secondary coil element, and the primary coil is fixed (holding) and To charge,
  • the primary coil can be fixed (holding) and charged, thereby reducing the cost of manufacturing and improving the workability of the product To save money,
  • the holding member for holding the primary coil by forming the holding member for holding the primary coil at the same time as forming the secondary coil, it can shorten the manufacturing process and reduce the cost of the product,
  • the number of windings can be reduced by half compared to the prior art, so that a large current can flow by widening the width and cross-sectional area of the coil in a predetermined width
  • the present invention provides a transformer suitable for reducing leakage magnetic flux and improving efficiency.
  • the transformer according to the present invention for achieving the above object is configured to include a primary coil element, a secondary coil element in which induced electromotive force is generated by the primary coil element and the electromagnetic induction action to generate an induced current
  • the primary coil element includes a main air core coil portion formed at a center of the first air core, the main coil core portion formed by winding an insulation-coated copper wire in contact with each other, and the main core core coil portion, and the first core core.
  • a second air core is formed in the center so as to communicate with the air core, and the main air core coil unit and the auxiliary coil unit for generating and outputting an induced voltage by electromagnetic induction are characterized in that it is configured.
  • the transformer of the present invention having the configuration as described above has the following effects.
  • the primary coil element such that the insulated coated copper wire is wound in a flat plate shape while contacting each other, unlike the conventional primary coil element of the PCB type, the resistance is low, so that the heat generation is low (excellent heat generation characteristics), Due to the skin effect on the copper wire, the transfer efficiency to the secondary coil is improved.
  • the primary coil element hereinafter also referred to simply as the primary side coil
  • the secondary coil element there is an effect that the distance between the primary side coil and the secondary side coil can be minimized.
  • the loss magnetic field can be reduced by minimizing the distance between the primary coil and the secondary coil, and as a result, the efficiency of the transformer can be improved.
  • the holding member is formed in the correct position centered between the secondary coil and the primary coil, and the holding member is provided with the primary coil, whereby the efficiency of the transformer can be increased and the ripple generation can be suppressed. It can be effective.
  • the second coil body of the secondary coil element is provided in the first coil body at the same time as the secondary coil function
  • the first coil body and the second coil body are formed in a series of bridges, and the second coil body is bent by U to form a secondary coil element, and the primary coil is fixed (holding) and There is an effect that can be charged.
  • the primary coil can be fixed (holding) and charged, thereby reducing the cost of manufacturing and improving the workability of the product There is an effect that can be reduced.
  • the thirteenth primary coil element only needs to be inserted into the second coil body, there is no need for a separate process for assembling the primary coil element, thereby improving the assembly workability of the primary coil element.
  • the height of the transformer product can be lowered to further secure the separation distance from the case of the charger or adapter, improve the heat generation of the product, and improve the leakage magnetic field. flux) and the efficiency is improved.
  • FIG. 1 is a perspective view of a primary coil element 100 in a transformer A according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 1.
  • FIG 4 is a view illustrating an operation of mounting the primary coil device 100 in a state in which the secondary coil device 200 is unfolded in the transformer A according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a transformer A according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view of a secondary coil element 200 in a transformer A according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a rear perspective view of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the secondary coil device 200 in the transformer A according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a side view of FIG. 6.
  • FIG 10 is a perspective view of a state in which the secondary coil element 200 is unfolded around the bridge 250 in the transformer A according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 11 is a perspective view of a modified example of the first coil body 210 according to an embodiment of the present invention.
  • Transformer A is a secondary coil device in which induced current is generated by generating an induced electromotive force by the primary coil device 100, the primary coil device 100, and an electromagnetic induction action. And 200.
  • the primary coil element 100 includes a main air core coil unit 110 having a first air core 110a formed in the center, and wound by winding a flat plate by contacting each other with an insulated coated copper wire, and the main air core nose.
  • the second air core 130a is formed at the center so as to be in contact with the portion 110 and communicates with the first air core 110a, and generates an induced voltage by electromagnetic induction with the main air core coil unit 110. It is configured to include an auxiliary coil unit 130 to output.
  • the primary coil element 100 is provided in contact with the upper surface of the main core core coil 110, the first central hole (141a) is formed in the center to communicate with the first core (110a), the insulation coating
  • the upper copper coil 141 is formed by winding the copper wires in contact with each other to shield the electromagnetic interference (EMI), and the lower surface of the main air core coil unit 110 is provided in contact with the first copper core 110a.
  • the second center hole (142a) is formed in the center to communicate with, and the lower shielding coil part 142 is formed by winding the insulation-coated copper wire in contact with each other in a flat plate shape to shield EMI. .
  • the auxiliary coil unit 130 is provided in contact between the main air core coil unit 110 and the upper shield coil unit 141 or the main air core coil unit 110 and the lower shield coil unit 142. In contact with each other, the main air core coil unit 110 generates an induced voltage by electromagnetic induction and outputs the induced voltage.
  • the primary coil element As described above, by implementing the primary coil element to be wound in a flat plate shape so that the insulated coated copper wires come into contact with each other, unlike the conventional PCB substrate type primary coil element, the resistance is low and heat generation is low (excellent heat generation characteristics). In addition, there is an advantage in that the transfer efficiency to the secondary coil is improved due to the skin effect on the copper wire.
  • the transfer efficiency was 86%, but in the case of the primary coil device 100 according to an embodiment of the present invention, it was confirmed that 89 to 90%.
  • the size of the primary coil element itself can be reduced.
  • the induced voltage output from the auxiliary coil unit 130 may be used to drive an IC device mounted on a main substrate (not shown).
  • the primary coil element 100 is provided between the main core core 110 and the upper shield coil 141 in contact with each other, and the first through hole 121a communicating with the first core 110a is centered.
  • the second insulating hole 122a formed between the upper insulating sheet 121 and the main air core coil part 110 and the lower shielding coil part 142 and communicating with the first air core 110a is formed in the upper insulating sheet 121.
  • the lower insulating sheet 122 formed in the center is further included.
  • the auxiliary coil unit 130 is provided in contact between the upper insulating sheet 121 and the upper shielding coil unit 141 or between the lower insulating sheet 122 and the lower shielding coil unit 142. It is provided in contact with the main air core coil unit 110 and generates an induced voltage by electromagnetic induction and outputs it.
  • the insulation breakdown voltage can be further increased, the gap between the coil portions can be further narrowed, and the size of the product can be further downsized.
  • the auxiliary coil 130 is provided in contact between the upper insulating sheet 121 and the upper shielding coil part 141.
  • the upper insulating sheet 121 and the lower insulating sheet 122 is preferably an insulating film of a synthetic resin material.
  • the primary coil element 100 is characterized in that the secondary coil element 200 is charged.
  • the secondary coil element 200 includes a first coil body 210 and a second coil body 220.
  • the first coil body 210 includes a first flat plate type including a first terminal 211 a and a first coil pattern part 211 b extending from the first terminal 211 a to form a flat spiral pattern.
  • the coil 211 and the first central hole 210a are formed, and the first plate-shaped coil 211 excluding the first terminal 211a is incorporated (and thus only the first coil pattern portion 211b is incorporated therein).
  • the second coil body 220 includes a second flat plate type formed of a second terminal 221a and a second coil pattern part 221b extending from the second terminal 221a to form a flat spiral pattern.
  • the coil 221 and the second central hole 220a are formed, and only the second coil pattern portion 221b is built in the second flat coil 221 except for the second terminal 221a.
  • the secondary coil element 200 may include the first coil body 210 and the second coil element 100 that face each other. It further comprises a holding member (231, 232, 233, 234) for holding the primary coil element 100 so as to be fixed without separation or clearance between the coil body 220, the primary coil element 100 is holding The first and second coil bodies 210 and 220 may be charged while the positions are fixed by the members 231, 232, 233, and 234.
  • the holding members 231, 232, 233, and 234 may be referred to as guiders, holders, or positioners because the holding members 231, 232, 233, and 234 accurately position the positions.
  • the holding members 231, 232, 233, and 234 are formed on the inner surface 210b of the first coil body 210 (second coil body (2) in a state where the first coil body 210 and the second coil body 220 face each other.
  • 220 is formed on the inner surface (210b, 220b) of at least one of the inner surface (220b) (surface facing the first coil body 210) of the second coil body 220, the primary
  • the coil device 100 is characterized by holding.
  • the holding members 231, 232, 233, and 234 may include the first and second coil pattern portions 211b in the vertical direction such that the primary coil element 100 is not centered with respect to the first and second coil pattern portions 211b and 221b. 221b) is characterized in that to hold the primary coil element 100 in the same position (that is, the position centered in the vertical direction).
  • the holding members 231, 232, 233, and 234 protrude toward the second coil body 220 on the inner surface 210b of the first coil body 210, and have a central hole in the primary coil element 100.
  • Inner protrusions 231 and 233 which contact the inner circumferential surface 100 a ′ of (100 a) and hold the inner circumferential surface 100 a ′ of the central through hole 100 a of the primary coil element 100, and radial directions in the inner protrusions 231 and 233.
  • the primary coil element Spaced outwardly of the first coil body 210 to protrude toward the second coil body 220 on the inner surface (210b), the primary coil element in contact with the outer peripheral surface (100b) of the primary coil element (100) It characterized in that it comprises an outer projection (232,234) for holding the outer peripheral surface (100b) of (100).
  • the primary coil element 100 is mounted on the inner surface 210b of the first coil body 210 and is sandwiched and held between the inner protrusions 231 and 233 and the outer protrusions 232 and 234.
  • the inner protrusions (231, 233) is preferably formed to protrude along the first central hole (210a).
  • the inner protrusion 231 is formed to protrude in a rim shape.
  • the outer protrusion 232 is formed to protrude in a rim shape.
  • the inner protrusions 233 may be formed discretely at intervals, and likewise, the outer protrusions 234 may be discretely formed at intervals, regardless of their shape. In any case, as long as the difference coil element 100 is held, it belongs to the technical scope of the present invention.
  • inner protrusions 231 and 233 and the outer protrusions 232 and 234 may be integrally formed with the first insulating portion 212.
  • the inner protrusions 231 and 233 and the outer protrusions 232 and 234 are integrally formed by the first insulating part 212 and the insert molding.
  • the inner protrusions 231 and 233, the outer protrusions 232 and 234 and the first insulating portion 212 can be simultaneously formed in one injection process.
  • the inner protrusions 231 and 233 and the outer protrusions 232 and 234 may be formed on the inner surface of the first insulating portion 212 by bonding means.
  • the adhesive means is, for example, adhesive, double-sided tape.
  • the terminal block 240 in which the plurality of terminal holes 240a are formed is formed in the first insulating portion 212.
  • the terminal block 240 is formed at the front end of the first insulating portion 212 as shown.
  • the terminal hole 240a is provided with a primary terminal pin P1, and the primary terminal pin P1 is connected to the primary coil element 100.
  • the second coil body 220 preferably serves as a cover to cover the primary coil element 100 that is fitted between the inner protrusions 231 and 233 and the outer protrusions 232 and 234.
  • the second coil body 220 may cover and press the primary coil element 100 provided between the inner protrusions 231 and 233 and the outer protrusions 232 and 234.
  • the primary coil element 100 is charged in the insertion space S1 formed by the first coil body 210, the inner protrusions 231 and 233, the outer protrusions 232 and 234, and the second coil body 220.
  • the second coil body 220 may press the primary coil element 100 to prevent play or flow of the primary coil element 100.
  • the holding members 231, 232, 233, 234 are formed in the first coil body 210, for example.
  • the holding members 231, 232, 233, 234 are formed in the second coil body 220.
  • the first coil body 210 and the second coil body 220 may be formed at the same time, and in any case, of course belongs to the technical scope of the present invention.
  • the first insulating portion 212 is formed by insert molding by resin injection after inserting the first flat coil 211 into an injection mold, and the second insulating portion 222 is the second flat type After the coil 221 is inserted into the injection mold, it is formed by insert molding by resin injection.
  • the first insulating part 212 and the second insulating part 222 may be formed by injection of the resin after inserting the first flat coil 211 and the second flat coil 211 into an injection mold. It is characterized by being formed by insert molding.
  • first and second insulating parts 212 and 222 may be formed simultaneously by insert injection molding.
  • a bridge 250 for connecting the first flat coil 211 and the second flat coil 221 in series is further included. do.
  • One end of the bridge 250 is connected to the first coil pattern part 211b and the other end is connected to the second coil pattern part 221b so that the first coil pattern part 211b and the second coil pattern part ( 221b is connected in series, and the bridge 250 is bent so that the first coil body 210 and the second coil body 220 face each other.
  • the number of turns is reduced by half compared with the related art.
  • four windings are sufficient in the case of the present invention.
  • the width of the coil pattern parts 211b and 221b is increased and the cross-sectional area is widened under the condition that the width is determined.
  • the height of the first and second coil bodies 210 and 220 may be lowered. Because the number of windings is reduced by half, it is possible to make the thickness thinner by making it wider in production, and even though the thickness is made thinner, the width is wider, so that the same amount of current can be sent as before. As such, even though the same current flows, the thickness becomes thinner, and thus the height is lowered.
  • the height of the transformer can be lowered to further secure the separation distance from the case of the charger or the adapter, to improve the heat of the product, to reduce the leakage magnetic flux, and to improve the efficiency. There is an advantage.
  • the bridge 250 is bent inward at each of two places so that the primary coil element 100 is provided between the first coil body 210 and the second coil body 220 facing each other. It is done.
  • the first and second coil pattern parts 211b and 221b and the bridge 250 may be formed at the same time.
  • the first terminal 211a is downward from the first coil pattern portion 211b so as not to contact the first coil pattern portion 211b.
  • the coil body 220 is bent in the opposite direction to the side where the coil body 220 is located, and then bent back to the rear side, and the second coil pattern 221a does not come into contact with the second coil pattern portion 221b. It is characterized in that it is bent back to the rear side after bending in the upper portion (the opposite direction to the side with the first coil body 210) in the portion 221b.
  • a bending line (not shown) is formed in two places for bending the said bridge 250, for example by a notching die etc.
  • the first coil body Locking members 215 and 225 for fastening the 210 and the second coil body 220 to each other are further included.
  • the primary coil element 100 charged in the insertion space (S1) can be fixed even more firmly without being pulled out.
  • the first and second coil bodies 210 and 220 also have a function of maintaining the bent state.
  • the locking member is characterized in that the removable fitting.
  • the locking member is formed on one side of the first coil body 210 so that the fitting groove 225 is formed in one side of the second coil body 220 and detachably fitted to the fitting groove 225. It characterized in that it comprises a fitting protrusion 215.
  • the fitting groove 225 is formed in the second coil body 220 and the fitting protrusion 215 is described in the first coil body 210 by way of example, but is not limited thereto. On the contrary, that is, the fitting groove 225 is formed in the first coil body 210 and the fitting protrusion 215 is formed in the second coil body 220 also belong to the technical scope of the present invention. Of course.
  • the fitting groove 225 is formed at the rear end of the second coil body 220, and the fitting protrusion 215 is formed at the rear end of the first coil body 210.
  • the present invention is not limited thereto, and vice versa, the fitting groove 225 is formed at the front end of the second coil body 220, and the fitting protrusion 215 is formed at the front end of the first coil body 210.
  • the fitting groove 225 is formed at the front end of the second coil body 220
  • the fitting protrusion 215 is formed at the front end of the first coil body 210.
  • the primary coil element 100 is disposed between the first coil body 210 between the inner protrusion 231 and the outer protrusion 232. )).
  • the primary coil element 100 is connected to the first coil element.
  • the assembly is completed while charging to the 210 and the second coil body 220.

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Abstract

본 발명은 변압기에 관한 것으로, 1차 코일 소자(100)와, 1차 코일 소자(100)와 전자기 유도 작용에 의해서 유도기전력이 발생되어서 유도전류가 발생하는 2차 코일 소자(200)를 포함하여 구성되고, 1차 코일 소자(100)는, 절연 코팅된 동선을 접촉하여서 평판형으로 권선한 메인 공심 코일부(110)와, 메인 공심 코일부(110)에 접촉 구비되고 메인 공심 코일부(110)와 전자기 유도에 의해 유도 전압을 발생시켜 출력하는 보조 코일부(130)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

변압기
본 발명은 변압기에 관한 것으로, 특히 변압기의 효율을 향상시키고 원가를 절감할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 변압기에 관한 것이다.
일반적으로, 변압기(transformer)는 1차측 코일(primary coil)과 2차측 코일(secondary coil)을 가지며 일반적으로 1차측 코일은 입력단으로 이용되고 2차 측 코일은 출력단으로 이용된다.
대한민국 등록특허공보 제10-1579427호(공고일: 2015년 12월 22일)에 의한 "트랜스포머"가 개시되어 있다.
위 제10-1579427호에 의한 기술은 변압기의 2차측 코일을 금속프레스물을 인서트 몰딩에 의해서 형성하고, 이 한 쌍의 2차측 코일 사이에 코일이 적층되어 있는 PCB기판을 삽입 구비하는 기술이다.
그러나, 상기와 같은 종래기술은 다음과 같은 문제점이 있었다.
먼저, 종래에는 1차측 코일을 PCB기판으로 형성하고 이 PBC기판을 2차측 코일 사이에 구비하는 것인데, 이 경우에는 PCB기판의 두께로 인하여 효율이 높지 못하고 누설 자계가 발생하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 변압기의 목적은,
첫째, 절연코팅된 동선이 서로 접촉하면서 평판형으로 권선되도록 1차 코일 소자를 구현함으로써, 종래의 PCB기판 타입의 1차 코일 소자와는 달리, 저항이 낮아져서 발열이 적고(발열 특성 우수), 또한 동선에서의 표피효과(skin effect)로 인하여 2차측 코일로의 전달효율이 향상될 수 있도록 하며,
둘째, 보빈을 이용하지 않고 공심의 평판형으로 1차 코일 소자를 제작함으로써, 1차 코일 소자 자체의 사이즈를 줄일 수 있도록 하며,
셋째, 코일부 간의 간격을 좁힐 수 있도록 하여서 제품의 사이즈를 더욱더 소형화 할 수 있도록 하며,
넷째, 1차 코일 소자(이하, 간단히 '1차측 코일'이라고도 한다)를 2차 코일 소자(간단히 '2차측 코일'이라고도 한다) 자체에 구비함으로써, 1차측 코일과 2차 측 코일 간의 간격을 최소로 할 수 있도록 하고,
다섯째, 1차측 코일과 2차측 코일 간의 간격을 최소로 함으로써 1차측 코일과 2차측 코일 간의 자기결합력을 높여서 변압기의 전력전달 효율을 향상시킬 수 있도록 하며,
여섯째, 1차측 코일과 2차측 코일 간의 간격을 최소로 함으로써 손실자계를 줄이고 그리하여 전력전달 효율을 향상시킬 수 있도록 하며,
일곱째, 2차측 코일과 1차측 코일 간에 센터 정렬이 되는 정위치에 홀딩부재를 형성하고, 이 홀딩부재에 1차측 코일을 삽입시키만 하면 센터 정렬이 될 수 있도록 함으로써, 2차측 코일과 1차측 코일 간에 별도의 센터 정렬이 필요 없으므로, 센터 정렬 작업에 소요되는 시간을 줄일 수 있어서 센터 정렬 작업성이 향상시킬 수 있도록 하며,
여덟째, 2차측 코일과 1차측 코일 간에 센터 정렬이 되는 정위치에 홀딩부재를 형성하고, 이 홀딩부재에 1차측 코일을 구비하는 구성에 의해서, 자기유도 효율을 최대로 하고 리플 발생을 억제할 수 있도록 하며,
아홉째, 1차측 코일을 2차 코일 소자의 내부에 장입 구비함으로써 누설자계를 최소로 할 수 있도록 하며,
열 번째, 2차 코일 소자의 제1 코일체에 1차측 코일을 잡아주기 위한 홀딩부재를 형성하고, 2차 코일 소자의 제2 코일체가 2차측 코일 기능을 하면서 동시에 제1 코일체에 구비된 홀딩부재의 덮어서 장입시키는 커버 역할을 동시에 수행하도록 함으로써, 기왕의 구성을 이용하여서 간단한 구성으로 또한 부피를 최소로 하면서 1차측 코일을 홀딩 및 장입할 수 있도록 하며,
열한 번째, 제1 코일체와 제2 코일체를 브릿지로 연결하는 직렬형으로 구성하고, 제2 코일체를 U자 절곡하여서 2차 코일 소자를 형성함과 동시에 1차측 코일을 고정(홀딩) 및 장입할 수 있도록 하며,
열두 번째, 제2 코일체를 U자 절곡에 의해서 2차 코일 소자를 형성함과 동시에 1차측 코일을 고정(홀딩) 및 장입할 수 있도록 함으로써, 제품의 제작 공수를 줄이고 작업성을 개선하여서 원가를 절감할 수 있도록 하며,
열세 번째, 1차 코일 소자를 제2 코일체에 삽입하기만 하면 되므로, 1차 코일 소자를 조립하기 위한 별도의 공정이 필요없어서 1차 코일 소자의 조립 작업성을 향상시킬 수 있도록 하며,
열네 번째, 1차측 코일을 홀딩하는 홀딩부재를 2차측 코일을 형성과 동시에 형성함으로써, 제조 공정을 단축하고 제품의 원가를 절감할 수 있도록 하며,
열다섯 번째, 1차측 코일을 메인 기판에 결선하기 위한 단자대 또는 코일 마운트를 별도로 구비할 필요가 없이, 1차측 코일을 결선하기 위한 단자대를 2차측 코일에 일체로 형성함으로써, 제품의 부피를 작게 할 수 있어서 완제품(충전기나 전원공급장치)에서의 점용공간을 줄일 수 있도록 하고 그리하여 완제품의 부피로 소형화할 수 있도록 하며,
열여섯 번째, 1차측 코일을 메인 기판에 결선하기 위한 단자대 또는 코일 마운트를 별도로 구비할 필요가 없이, 1차측 코일을 결선하기 위한 단자대를 2차측 코일에 일체로 형성함으로써, 주요 부품의 부품수를 줄이고 조립 공수를 줄여서 제품의 원가를 절감할 수 있도록 하며,
열일곱 번째, 코일패턴부를 브릿지에 의해서 직렬 연결 형성함으로써, 권선수가 종래에 비하여 절반으로 줄일 수 있도록 하며,
열여덟 번째, 권선수를 종래에 비하여 절반으로 줄일 수 있도록 함으로써, 넓이가 정해져 있는 상황에서 코일의 폭과 단면적을 넓혀서 큰 전류가 흐를 수 있도록 하며,
열아홉 번째, 권선수를 절반으로 줄일 수 있도록 함으로써, 변압기 제품의 높이를 낮출 수 있어서 충전기나 어댑터의 케이스와 이격 거리를 더 확보할 수 있도록 하고, 제품 발열을 개선시킬 수 있도록 하며, 누설 자계(leakage magnetic flux)를 줄이고, 효율이 개선되도록 하기에 적당하도록 한 변압기를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 변압기는, 1차 코일 소자와, 상기 1차 코일 소자와 전자기 유도 작용에 의해서 유도기전력이 발생되어서 유도전류가 발생하는 2차 코일 소자를 포함하여 구성되고, 상기 1차 코일 소자는, 제1 공심이 중앙에 형성되어 있고, 절연 코팅된 동선을 서로 접촉하여서 평판형으로 권선하여 형성된 메인 공심 코일부와, 상기 메인 공심 코일부에 접촉 구비되고, 상기 제1 공심과 연통하도록 제2 공심이 중앙에 형성되어 있으며, 상기 메인 공심 코일부와 전자기 유도에 의해 유도 전압을 발생시켜서 출력하는 보조 코일부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 변압기는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 절연코팅된 동선이 서로 접촉하면서 평판형으로 권선되도록 1차 코일 소자를 구현함으로써, 종래의 PCB기판 타입의 1차 코일 소자와는 달리, 저항이 낮아져서 발열이 적고(발열 특성 우수), 또한 동선에서의 표피효과(skin effect)로 인하여 2차측 코일로의 전달효율이 향상될 수 있는 효과가 있다.
둘째, 보빈을 이용하지 않고 공심의 평판형으로 1차 코일 소자를 제작함으로써, 1차 코일 소자 자체의 사이즈를 줄일 수 있는 효과가 있다.
셋째, 코일부 간의 간격을 좁힐 수 있도록 하여서 제품의 사이즈를 더욱더 소형화 할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 1차 코일 소자(이하, 간단히 1차측 코일이라고도 한다)를 2차 코일 소자 자체에 구비함으로써, 1차측 코일과 2차 측 코일 간의 간격을 최소로 할 수 있는 효과가 있다.
다섯째, 1차측 코일과 2차측 코일 간의 간격을 최소로 함으로써 1차측 코일과 2차측 코일 간의 자기결합력을 높여서 변압기의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
여섯째, 1차측 코일과 2차측 코일 간의 간격을 최소로 함으로써 손실 자계를 줄일 수 있고, 그 결과 변압기의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
일곱째, 2차측 코일과 1차측 코일 간에 센터 정렬이 되는 정위치에 홀딩부재를 형성하고, 이 홀딩부재에 1차측 코일을 삽입시키만 하면 센터 정렬이 될 수 있도록 함으로써, 2차측 코일과 1차측 코일 간에 별도의 센터 정렬이 필요 없게 되고, 센터 정렬 작업에 소요되는 시간을 줄일 수 있어서 센터 정렬 작업성이 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
여덟째, 2차측 코일과 1차측 코일 간에 센터 정렬이 되는 정위치에 홀딩부재를 형성하고, 이 홀딩부재에 1차측 코일을 구비하는 구성에 의해서, 변압기의 효율을 높일 수 있고, 리플 발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.
아홉째, 1차측 코일을 2차 코일 소자의 내부에 장입 구비함으로써 누설자계를 최소로 할 수 있는 효과가 있다.
열 번째, 2차 코일 소자의 제1 코일체에 1차측 코일을 잡아주기 위한 홀딩부재를 형성하고, 2차 코일 소자의 제2 코일체가 2차측 코일 기능을 하면서 동시에 제1 코일체에 구비된 홀딩부재의 덮어서 장입시키는 커버 역할을 동시에 수행하도록 함으로써, 기왕의 구성을 이용하여서 간단한 구성으로 또한 부피를 최소로 하면서 1차측 코일을 홀딩 및 장입할 수 있는 효과가 있다.
열한 번째, 제1 코일체와 제2 코일체를 브릿지로 연결하는 직렬형으로 구성하고, 제2 코일체를 U자 절곡하여서 2차 코일 소자를 형성함과 동시에 1차측 코일을 고정(홀딩) 및 장입할 수 있는 효과가 있다.
열두 번째, 제2 코일체를 U자 절곡에 의해서 2차 코일 소자를 형성함과 동시에 1차측 코일을 고정(홀딩) 및 장입할 수 있도록 함으로써, 제품의 제작 공수를 줄이고 작업성을 개선하여서 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
열세 번째, 1차 코일 소자를 제2 코일체에 삽입하기만 하면 되므로, 1차 코일 소자를 조립하기 위한 별도의 공정이 필요 없어서 1차 코일 소자의 조립 작업성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
열네 번째, 1차측 코일을 홀딩하는 홀딩부재를 2차측 코일을 형성과 동시에 형성함으로써, 제조 공정을 단축하고 제품의 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
열다섯 번째, 1차측 코일을 메인 PCB기판에 결선하기 위한 단자대 또는 코일 마운트를 별도로 구비할 필요가 없이, 1차측 코일을 결선하기 위한 단자대를 2차측 코일에 일체로 형성함으로써, 제품의 부피를 작게 할 수 있어서 완제품(충전기나 전원공급장치)에서의 점용공간을 줄일 수 있고, 그 결과 완제품의 부피로 소형화할 수 있는 효과가 있다.
열여섯 번째, 1차측 코일을 메인 PCB기판에 결선하기 위한 단자대 또는 코일 마운트를 별도로 구비할 필요가 없이, 1차측 코일을 결선하기 위한 단자대를 2차측 코일에 일체로 형성함으로써, 주요 부품의 부품수를 줄이고 조립 공수를 줄여서 제품의 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
열일곱 번째, 코일패턴부를 브릿지에 의해서 직렬 연결 형성함으로써, 권선수가 종래에 비하여 절반으로 줄일 수 있는 효과가 있다.
열여덟 번째, 권선수를 종래에 비하여 절반으로 줄일 수 있도록 함으로써, 넓이가 정해져 있는 상황에서 코일의 폭과 단면적을 넓혀서 큰 전류가 흐를 수 있는 효과가 있다.
열아홉 번째, 권선수를 절반으로 줄일 수 있도록 함으로써, 변압기 제품의 높이를 낮출 수 있어서 충전기나 어댑터의 케이스와 이격 거리를 더 확보할 수 있고, 제품 발열을 개선시킬 수 있으며, 누설 자계(leakage magnetic flux)를 줄이고, 효율이 개선되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 변압기(A)에 있어서, 1차 코일 소자(100)의 사시도이다.
도 2는 도 1의 B-B선 단면도이다.
도 3은 도 1의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 변압기(A)에 있어서, 2차 코일 소자(200)가 펼쳐진 상태에서 1차 코일 소자(100)를 재치하는 동작도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 변압기(A)의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 변압기(A)에 있어서, 2차 코일 소자(200)의 사시도이다.
도 7은 도 6의 배면 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 변압기(A)에 있어서, 2차 코일 소자(200)의 단면도이다.
도 9는 도 6의 측면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 변압기(A)에 있어서, 2차 코일 소자(200)가 브릿지(250)를 중심으로 펼쳐진 상태의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 코일체(210)의 변형된 예의 사시도이다.
다음은 본 발명인 변압기의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 변압기(A)는 1차 코일 소자(100)와, 상기 1차 코일 소자(100)와 전자기 유도 작용에 의해서 유도기전력이 발생되어서 유도전류가 발생하는 2차 코일 소자(200)를 포함하여 구성된다.
상기 1차 코일 소자(100)는, 제1 공심(110a)이 중앙에 형성되어 있고, 절연 코팅된 동선을 서로 접촉하여서 평판형으로 권선하여 형성된 메인 공심 코일부(110)와, 상기 메인 공심 코일부(110)에 접촉 구비되고, 상기 제1 공심(110a)과 연통하도록 제2 공심(130a)이 중앙에 형성되어 있으며, 상기 메인 공심 코일부(110)와 전자기 유도에 의해 유도 전압을 발생시켜서 출력하는 보조 코일부(130)를 포함하여 구성된다.
상기 1차 코일 소자(100)는, 상기 메인 공심 코일부(110)의 상면에 접촉 구비되고, 제1 공심(110a)과 연통하도록 제1 중앙공(141a)이 중앙에 형성되어 있으며, 절연 코팅된 동선을 서로 접촉하여서 평판형으로 권선하여 형성되어서 EMI(Electromagnetic Interference)를 차폐하는 상측 차폐 코일부(141)와, 상기 메인 공심 코일부(110)의 하면에 접촉 구비되고, 제1 공심(110a)과 연통하도록 제2 중앙공(142a)이 중앙에 형성되어 있고, 절연 코팅된 동선을 서로 접촉하여서 평판형으로 권선하여 형성되어서 EMI를 차폐하는 하측 차폐 코일부(142)가 더 포함되어서 구성된다.
이때, 상기 보조 코일부(130)는, 상기 메인 공심 코일부(110)와 상측 차폐 코일부(141)의 사이에 접촉 구비되거나 또는 상기 메인 공심 코일부(110)와 하측 차폐 코일부(142)의 사이에 접촉 구비되어서, 상기 메인 공심 코일부(110)와 전자기 유도에 의해 유도 전압을 발생시켜서 출력한다.
상기와 같이, 1차 코일 소자를 절연코팅된 동선을 서로 접촉되도록 평판형으로 권선되도록 구현함으로써, 종래의 PCB기판 타입의 1차 코일 소자와는 달리, 저항이 낮아져서 발열이 적고(발열 특성 우수), 또한 동선에서의 표피효과(skin effect)로 인하여 2차측 코일로의 전달효율이 향상되는 이점이 있다.
예컨대 종래의 PCB기판 타입의 1차 코일 소자의 경우에는 전달효율이 86 %이었으나, 본원발명의 일 실시예에 의한 1차 코일 소자(100)의 경우에는 89 ~ 90 %가 됨을 확인하였다.
또한, 상기와 같이 1차 코일 소자를 보빈을 이용하지 않고 공심의 평판형으로 제작함으로써, 1차 코일 소자 자체의 사이즈를 줄일 수 있다.
그리고, 상기 보조 코일부(130)로부터 출력된 유도 전압은 메인 기판(미도시)에 실장되는 IC 소자 등을 구동(driving)하는데 이용될 수 있다.
상기 1차 코일 소자(100)는, 상기 메인 공심 코일부(110)와 상측 차폐 코일부(141)의 사이에 접촉 구비되고 상기 제1 공심(110a)과 연통하는 제1 통공(121a)이 중앙에 형성되는 상측 절연시트(121)와, 상기 메인 공심 코일부(110)와 하측 차폐 코일부(142)의 사이에 접촉 구비되고 상기 제1 공심(110a)과 연통하는 제2 통공(122a)이 중앙에 형성되는 하측 절연시트(122)가 더 포함되어서 구성된다.
이때, 상기 보조 코일부(130)는, 상기 상측 절연시트(121)와 상측 차폐 코일부(141)의 사이에 접촉 구비되거나 또는 상기 하측 절연시트(122)와 하측 차폐 코일부(142)의 사이에 접촉 구비되어서, 상기 메인 공심 코일부(110)와 전자기 유도에 의해 유도 전압을 발생시켜서 출력한다.
이에 의하면, 절연내압을 더욱더 커져서 코일부 간의 간격을 더욱더 좁힐 수 있고, 제품의 사이즈를 더욱더 소형화 할 수 있는 이점이 있다.
도 1 내지 도 3에서는 상기 보조 코일부(130)는 상측 절연 시트(121)와 상측 차폐 코일부(141)의 사이에 접촉 구비되는 것을 예를 들어서 보이고 있다.
상기 상측 절연 시트(121)와 하측 절연 시트(122)는 합성수지재의 절연 필름인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 의한 변압기(A)에 있어서, 상기 1차 코일 소자(100)는 상기 2차 코일 소자(200)에 장입 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 2차 코일 소자(200)는 제1 코일체(210)와 제2 코일체(220)를 포함하여 구성된다.
상기 제1 코일체(210)는, 제1 단자(211a)와, 상기 제1 단자(211a)로부터 연장되어서 평판형 나선상 패턴으로 형성되는 제1 코일패턴부(211b)로 구성되는 제1 평판형 코일(211)과, 제1 중앙공(210a)이 형성되어 있고 상기 제1 단자(211a)를 제외한 제1 평판형 코일(211)을 내장하는[따라서 제1 코일패턴부(211b)만을 내장하는] 합성수지 재질의 제1 절연부(212)로 구성된다.
상기 제2 코일체(220)는, 제2 단자(221a)와, 상기 제2 단자(221a)로부터 연장되어서 평판형 나선상 패턴으로 형성되는 제2 코일패턴부(221b)로 구성되는 제2 평판형 코일(221)과, 제2 중앙공(220a)이 형성되어 있고 상기 제2 단자(221a)를 제외한 제2 평판형 코일(221)을 내장하는[따라서 상기 제2 코일패턴부(221b)만을 내장하는] 합성수지 재질의 제2 절연부(222)로 구성된다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 변압기(A)에 있어서, 상기 2차 코일 소자(200)는, 상기 1차 코일 소자(100)가 서로 마주보는 상기 제1 코일체(210)와 제2 코일체(220)의 사이에서 이탈이나 유격이 없이 고정 구비되도록, 상기 1차 코일 소자(100)를 잡아주는 홀딩 부재(231,232,233,234)를 더 포함하여 구성되고, 상기 1차 코일 소자(100)는 홀딩 부재(231,232,233,234)에 의해서 위치가 고정된 상태에서 상기 제1,2 코일체(210,220)에 장입 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 홀딩 부재(231,232,233,234)는 위치를 설정된 위치에 정확하게 위치를 잡아주므로 가이더(guider) 또는 홀더(holder) 또는 포지셔너(positioner)라고 할 수도 있다.
상기 홀딩 부재(231,232,233,234)는, 상기 제1 코일체(210)와 제2 코일체(220)가 서로 마주보고 있는 상태에서, 제1 코일체(210)의 내면(210b)[제2 코일체(220)와 대향하는 면임] 또는 제2 코일체(220)의 내면(220b)[제1 코일체(210)와 대향하는 면임] 중에서 적어도 어느 하나의 내면(210b,220b)에 형성되어서, 1차 코일 소자(100)를 홀딩하는 것을 특징으로 한다.
상기 홀딩 부재(231,232,233,234)는, 1차 코일 소자(100)가 상기 제1,2 코일패턴부(211b,221b)에 대하여 편심되지 않고 센터 정렬되도록 상하방향으로 제1,2 코일패턴부(211b,221b)와 동일한 위치[즉 상하방향으로 센터 정렬되는 위치]에 있도록 1차 코일 소자(100)를 잡아주는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 예를 들면, 상기 홀딩 부재(231,232,233,234)는, 상기 제1 코일체(210)의 내면(210b)에 제2 코일체(220) 쪽으로 돌출형성되고, 1차 코일 소자(100)의 중앙통공(100a)의 내주면(100a')에 접촉하여서 1차 코일 소자(100)의 중앙통공(100a)의 내주면(100a')을 잡아주는 내측 돌기(231,233)와, 상기 내측 돌기(231,233)에서 반경방향의 외향으로 이격되어서 상기 제1 코일체(210)의 내면(210b)에 제2 코일체(220) 쪽으로 돌출형성되고, 1차 코일 소자(100)의 외주면(100b)에 접촉하여서 1차 코일 소자(100)의 외주면(100b)을 잡아주는 외측 돌기(232,234)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 1차 코일 소자(100)는 제1 코일체(210)의 내면(210b)에 재치되고, 상기 내측 돌기(231,233)와 외측 돌기(232,234) 사이에 끼워져서 홀딩되는 것이다.
바람직하게는 도시된 바와 같이, 상기 내측 돌기(231,233)는 제1 중앙공(210a)을 따라서 돌출 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 도시된 바와 같이, 상기 내측 돌기(231)는 테 형상으로 돌출 형성되어 있다. 마찬가지로, 상기 외측 돌기(232)는 테 형상으로 돌출 형성되어 있다.
한편, 변형된 예로서, 상기 내측 돌기(233)는 간격을 두고 이산적으로 형성될 수도 있고, 마찬가지로 상기 외측 돌기(234)는 간격을 두고 이산적으로 형성돌 수도 있으며, 그 형태에 관계없이 1차 코일 소자(100)를 잡아주기만 하면 어느 경우에나 본원발명의 기술적 범위에 속한다.
그리고, 상기 내측 돌기(231,233)와 외측 돌기(232,234)는 상기 제1 절연부(212)와 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는, 상기 내측 돌기(231,233)와 외측 돌기(232,234)는 상기 제1 절연부(212)와 인서트 몰딩에 의해서 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 한 번의 사출 공정으로 내측 돌기(231,233)와 외측 돌기(232,234)와 제1 절연부(212)를 동시에 형성할 수 있는 이점이 있다.
다른 실시예로는, 상기 내측 돌기(231,233)와 외측 돌기(232,234)를 상기 제1 절연부(212)의 내면에 접착수단에 의해서 접착되어서 형성될 수도 있다. 이때, 상기 접착수단은 예컨대 접착제, 양면테이프 등이 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 변압기(A)에 있어서, 복수의 단자공(240a)이 형성되어 있는 단자대(240)가 상기 제1 절연부(212)에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 도시된 바와 같이 상기 단자대(240)는 제1 절연부(212)의 전단에 형성된다. 상기 단자공(240a)에는 1차 단자핀(P1)이 구비되고, 이 1차 단자핀(P1)은 1차 코일 소자(100)와 결선된다.
상기 제2 코일체(220)는, 상기 내측 돌기(231,233)와 외측 돌기(232,234) 사이에 끼움 구비되는 1차 코일 소자(100)를 덮을 수 있도록 덮개(cover) 역할을 하는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 상기 제2 코일체(220)는, 내측 돌기(231,233)와 외측 돌기(232,234) 사이에 끼움 구비되는 1차 코일 소자(100)를 덮어서 누를 수 있는 것을 특징으로 한다.
이때, 1차 코일 소자(100)는 제1 코일체(210)와 내측 돌기(231,233)와 외측 돌기(232,234)와 제2 코일체(220)가 형성하는 삽입공간(S1)에 장입 구비된다.
더욱 바람직하게는 상기 제2 코일체(220)는 1차 코일 소자(100)를 눌러서 1차 코일 소자(100)의 유격이나 유동을 방지하는 것을 특징으로 한다.
한편, 위 실시예에서는 홀딩 부재(231,232,233,234)가 제1 코일체(210)에 형성되는 것을 예를 들어서 설명하고 있으나, 실시예에 따라서는 홀딩 부재(231,232,233,234)는 제2 코일체(220)에 형성될 수도 있고, 또는 제1 코일체(210) 및 제2 코일체(220)에 동시에 형성될 수도 있으며, 어느 경우에나 본원발명의 기술적 범위에 속함은 물론이다.
상기 제1 절연부(212)는 상기 제1 평판형 코일(211)을 사출금형에 인서트한 후에 수지 사출에 의한 인서트 몰딩에 의해서 형성되고, 상기 제2 절연부(222)는 상기 제2 평판형 코일(221)을 사출금형에 인서트한 후에 수지 사출에 의한 인서트 몰딩에 의해서 형성된다.
바람직하게는, 상기 제1 절연부(212)와 제2 절연부(222)는 상기 제1 평판형 코일(211)과 제2 평판형 코일(211)을 사출금형에 인서트한 후에 수지 사출에 의한 인서트 몰딩에 의해서 형성되는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 제1,2 절연부(212,222)는 인서트 사출 성형에 의해서 동시에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 변압기(A)에 있어서, 상기 제1 평판형 코일(211)과 제2 평판형 코일(221)을 직렬 연결하는 브릿지(250)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 브릿지(250)는 일단이 상기 제1 코일패턴부(211b)에 연결되고 타단이 상기 제2 코일패턴부(221b)에 연결되어서 상기 제1 코일패턴부(211b)와 제2 코일패턴부(221b)를 직렬 연결하며, 상기 제1 코일체(210)와 제2 코일체(220)가 서로 마주보도록 상기 브릿지(250)는 절곡 형성되어 있는 것이다.
상기와 같이, 제1 코일패턴부(211b)와 제2 코일패턴부(221b)를 브릿지(250)에 의해서 직렬 연결함으로써, 권선수가 종래에 비하여 절반으로 감소하는 이점이 있다. 예컨대 동일한 종래에는 4 권수였다면 본원발명에 의하는 경우에는 2 권선수면 충분하다.
상기와 같이 권선수가 절반으로 감소하므로, 넓이가 정해져 있는 조건에서 코일패턴부(211b,221b)의 폭이 커지고 단면적이 넓어져서 흐르는 전류의 크기가 커지는 이점이 있다.
또한, 권선수가 절반으로 감소하므로 제1,2 코일체(210,220)의 높이가 낮아지는 이점도 있다. 왜냐하면, 권선수가 반으로 감소하므로 제작상 넓게 하여서 두께를 얇게 할 수 있고, 그만큼 두께가 얇게 되더라도 폭이 넓어서 종래와 동일한 전류량을 흘려보낼 수 있다. 이와 같이 동일 전류를 흘려보내더라도 두께가 얇아지므로 높이가 낮아지게 되는 이점이 있다.
이와 같이 높이가 낮아지면 변압기의 높이를 낮출 수 있어서 충전기나 어댑터의 케이스와 이격 거리를 더 확보할 수 있고, 제품 발열을 개선시킬 수 있으며, 누설 자계(leakage magnetic flux)를 줄이고, 효율이 개선되는 이점이 있다.
그리고, 상기와 같은 브릿지(250)의 구성에 의하면, 1차 코일 소자(100)의 조립이 간단하여서 1차 코일 소자(100)의 조립 작업성이 향상되는 이점이 있다.
또한, 한 쌍의 제1,2 코일체(210,220)에 대한 별도의 센터 정렬이 필요 없으므로, 센터 정렬 작업에 소요되는 시간을 줄일 수 있어서 센터 정렬 작업성이 향상되는 이점이 있다.
그리고, 종래에는 상하측을 구분해서 조립해야 하는데, 상하측 구분을 위한 작업이 필요 없게 되는 이점이 있다.
상기 브릿지(250)는, 서로 마주보는 상기 제1 코일체(210)와 제2 코일체(220)의 사이에 1차 코일 소자(100)가 구비되도록 2 개소에서 각각 내향으로 절곡 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1,2 코일패턴부(211b,221b)와 브릿지(250)는 동시에 성형되는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 제품의 생산성이 향상되는 이점이 있다. 또한, 상기 제1,2 코일패턴부(211b,221b)와 브릿지(250)가 동시에 성형하므로, 한 쌍의 제1,2 코일체(210,220)에 대한 별도의 센터 정렬이 필요 없게 되는 이점이 있다. 그리고, 상하측 구분을 할 필요가 없게 만들어서 기계적 작업을 쉽게 할 수 있는 이점이 있다
본 발명의 다른 실시예에 의한 변압기(A)에 있어서, 상기 제1 단자(211a)는, 제1 코일패턴부(211b)와 접촉되지 않도록 상기 제1 코일패턴부(211b)에서 하방[제2 코일체(220)가 있는 쪽의 반대 방향]으로 절곡된 후에 다시 후방으로 절곡 형성되어 있고, 상기 제2 단자(221a)는, 제2 코일패턴부(221b)와 접촉되지 않도록 상기 제2 코일패턴부(221b)에서 상방[제1 코일체(210)가 있는 쪽의 반대 방향]으로 절곡된 후에 다시 후방으로 절곡 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 브릿지(250)를 절곡하기 위한 2 개소에는 예컨대 노칭 금형 등에 의해서 절곡선(미도시)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 변압기(A)에 있어서, 상기 제1,2 코일체(210,220) 사이에 삽입 구비되는 1차 코일 소자(100)를 견고하게 고정하기 위해서, 상기 제1 코일체(210)와 제2 코일체(220)를 서로 체결하는 로킹부재(215,225)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.
이러한 로킹부재의 구성에 의하면, 삽입공간(S1)에 장입된 1차 코일 소자(100)가 빠져나오지 못하도로 더욱더 견고하게 고정할 수 있는 이점이 있다.
한편, 브릿지(250)가 부가적으로 구성된 경우에는, 상기 로킹부재(215,225)의 구성에 의하면, 제1,2 코일체(210,220)가 벤딩된 그 상태를 그대로 유지할 수 있도록 하는 기능도 있다.
상기 로킹부재는 착탈식으로 끼움 고정되는 것을 특징으로 한다.
상기 로킹부재는 상기 제2 코일체(220)의 일측에 요입형성되는 끼움홈(225)과, 상기 끼움홈(225)에 착탈식으로 끼움 결합되도록 상기 제1 코일체(210)의 일측에 형성되는 끼움돌기(215)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
도시된 도면에서는 끼움홈(225)이 제2 코일체(220)에 형성되고, 끼움돌기(215)가 제1 코일체(210)에 형성되어 있는 것을 예를 들어서 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 그 반대의 경우 즉, 끼움홈(225)이 제1 코일체(210)에 형성되고 끼움돌기(215)가 제2 코일체(220)에 형성되어 있는 경우도 본원발명의 기술적 범위에 속함은 물론이다.
그리고, 도시된 도면에서는 끼움홈(225)이 제2 코일체(220)의 후단에 형성되고, 끼움돌기(215)가 제1 코일체(210)의 후단에 형성되어 있는 것을 예를 들어서 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 그 반대의 경우 즉, 끼움홈(225)이 제2 코일체(220)의 전단에 형성되고, 끼움돌기(215)가 제1 코일체(210)의 전단에 형성되어 있는 경우도 본원발명의 기술적 범위에 속함은 물론이다.
다음으로 본 발명의 일 실시예에 의한 변압기(A)의 조립 방법에 대해서 설명한다.
도 4 및 도 10에 도시된 바와 같이, 2차 코일 소자(200)가 펼쳐진 상태에서, 1차 코일 소자(100)를 내측 돌기(231)와 외측 돌기(232) 사이에서 제1 코일체(210) 상에 재치한다.
이후, 제2 코일체(220)를 제1 코일체(210) 쪽으로 U자 절곡(벤딩)하여 1차 코일 소자(100)를 덮으면(covering), 1차 코일 소자(100)가 제1 코일체(210)와 제2 코일체(220)에 장입되면서 조립이 완성된다.
이와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것은 해당 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

1차 코일 소자(100)와,
상기 1차 코일 소자(100)와 전자기 유도 작용에 의해서 유도기전력이 발생되어서 유도전류가 발생하는 2차 코일 소자(200)를 포함하여 구성되고,
상기 1차 코일 소자(100)는,
제1 공심(110a)이 중앙에 형성되어 있고, 절연 코팅된 동선을 서로 접촉하여서 평판형으로 권선하여 형성된 메인 공심 코일부(110)와,
상기 메인 공심 코일부(110)에 접촉 구비되고, 상기 제1 공심(110a)과 연통하도록 제2 공심(130a)이 중앙에 형성되어 있으며, 상기 메인 공심 코일부(110)와 전자기 유도에 의해 유도 전압을 발생시켜서 출력하는 보조 코일부(130)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 변압기.
청구항 1에 있어서,
상기 1차 코일 소자(100)는,
상기 메인 공심 코일부(110)의 상면에 접촉 구비되고, 제1 공심(110a)과 연통하도록 제1 중앙공(141a)이 중앙에 형성되어 있으며, 절연 코팅된 동선을 서로 접촉하여서 평판형으로 권선하여 형성된 상측 차폐 코일부(141)와,
상기 메인 공심 코일부(110)의 하면에 접촉 구비되고, 제1 공심(110a)과 연통하도록 제2 중앙공(142a)이 중앙에 형성되어 있고, 절연 코팅된 동선을 서로 접촉하여서 평판형으로 권선하여 형성되는 하측 차폐 코일부(142)가 더 포함되어서 구성되고,
상기 보조 코일부(130)는, 상기 메인 공심 코일부(110)와 상측 차폐 코일부(141)의 사이에 접촉 구비되거나 또는 상기 메인 공심 코일부(110)와 하측 차폐 코일부(142)의 사이에 접촉 구비되어서, 상기 메인 공심 코일부(110)와 전자기 유도에 의해 유도 전압을 발생시켜서 출력하는 것을 특징으로 하는 변압기.
청구항 2에 있어서,
상기 메인 공심 코일부(110)와 상측 차폐 코일부(141)의 사이에 접촉 구비되고, 상기 제1 공심(110a)과 연통하는 제1 통공(121a)이 중앙에 형성되는 상측 절연시트(121)와,
상기 메인 공심 코일부(110)와 하측 차폐 코일부(142)의 사이에 접촉 구비되고, 상기 제1 공심(110a)과 연통하는 제2 통공(122a)이 중앙에 형성되는 하측 절연시트(122)가 더 포함되어서 구성되고,
상기 보조 코일부(130)는, 상기 상측 절연시트(121)와 상측 차폐 코일부(141)의 사이에 접촉 구비되거나 또는 상기 하측 절연시트(122)와 하측 차폐 코일부(142)의 사이에 접촉 구비되어서, 상기 메인 공심 코일부(110)와 전자기 유도에 의해 유도 전압을 발생시켜서 출력하는 것을 특징으로 하는 변압기
청구항 2에 있어서,
상기 1차 코일 소자(100)는 상기 2차 코일 소자(200)에 장입 구비되는 것을 특징으로 하는 변압기.
상기 2차 코일 소자(200)는,
제1 단자(211a)와, 상기 제1 단자(211a)로부터 연장되어서 평판형 나선상 패턴으로 형성되는 제1 코일패턴부(211b)로 구성되는 제1 평판형 코일(211)과, 제1 중앙공(210a)이 형성되어 있고 상기 제1 단자(211a)를 제외한 제1 평판형 코일(211)을 내장하는 합성수지 재질의 제1 절연부(212)로 구성되는 제1 코일체(210)와,
제2 단자(221a)와, 상기 제2 단자(221a)로부터 연장되어서 평판형 나선상 패턴으로 형성되는 제2 코일패턴부(221b)로 구성되는 제2 평판형 코일(221)과, 제2 중앙공(220a)이 형성되어 있고 상기 제2 단자(221a)를 제외한 제2 평판형 코일(221)을 내장하는 합성수지 재질의 제2 절연부(222)로 구성되는 제2 코일체(220)와,
상기 1차 코일 소자(100)가 서로 마주보는 상기 제1 코일체(210)와 제2 코일체(220)의 사이에서 이탈이나 유격이 없이 고정 구비되도록, 상기 1차 코일 소자(100)를 잡아주는 홀딩 부재(231,232,233,234)를 포함하여 구성되고,
상기 1차 코일 소자(100)는 홀딩 부재(231,232,233,234)에 의해서 위치가 고정된 상태에서 상기 제1,2 코일체(210,220)에 장입 구비되는 것을 특징으로 변압기.
청구항 5에 있어서,
상기 홀딩 부재(231,232,233,234)는,
상기 제1 코일체(210)와 제2 코일체(220)가 서로 마주보고 있는 상태에서, 제1 코일체(210)의 내면(210b) 또는 제2 코일체(220)의 내면(220b) 중에서 적어도 어느 하나의 내면(210b,220b)에 형성되어서, 1차 코일 소자(100)를 홀딩하는 것을 특징으로 하는 변압기.
청구항 6에 있어서,
상기 홀딩 부재(231,232,233,234)는,
1차 코일 소자(100)가 상기 제1,2 코일패턴부(211b,221b)에 대하여 편심되지 않고 상하방향으로 제1,2 코일패턴부(211b,221b)와 동일한 위치에 있도록 1차 코일 소자(100)를 잡아주는 것을 특징으로 하는 변압기.
청구항 6에 있어서,
상기 홀딩 부재(231,232,233,234)는,
상기 제1 코일체(210)의 내면(210b)에 돌출형성되고, 1차 코일 소자(100)의 중앙통공(100a)의 내주면(100a')에 접촉하여서 1차 코일 소자(100)의 중앙통공(100a)의 내주면(100a')을 잡아주는 내측 돌기(231,233)와,
상기 내측 돌기(231,233)에서 외향으로 이격되어서 상기 제1 코일체(210)의 내면(210b)에 돌출형성되고, 1차 코일 소자(100)의 외주면(100b)에 접촉하여서 1차 코일 소자(100)의 외주면(100b)을 잡아주는 외측 돌기(232,234)를 포함하여 구성되고,
상기 1차 코일 소자(100)는 제1 코일체(210)의 내면(210b)에 재치되고, 상기 내측 돌기(231,233)와 외측 돌기(232,234) 사이에 끼워져서 홀딩되는 것을 특징으로 하는 변압기.
청구항 8에 있어서,
상기 내측 돌기(231)는 상기 외측 돌기(232)는 테 형상으로 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 변압기.
청구항 8에 있어서,
상기 제2 코일체(220)는, 상기 내측 돌기(231,233)와 외측 돌기(232,234) 사이에 구비되는 1차 코일 소자(100)를 덮고 있는 덮개(cover) 역할을 하는 것을 특징으로 하는 변압기.
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