WO2021206324A1 - 트랜스포머 디바이스 및 이를 포함하는 전자장치 - Google Patents

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WO2021206324A1
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transformer
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transformer device
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김문영
강정일
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삼성전자(주)
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Definitions

  • the present invention relates to a transformer device for changing and outputting a characteristic value of applied power and an electronic device including the same, and more particularly, to a transformer device having a structure corresponding to a thin and slim electronic device and an electronic device including the same will be.
  • an electronic device that basically includes electronic components such as a CPU, a chipset, and a memory for arithmetic operation may be of various types depending on the information to be processed or the purpose of use.
  • the electronic device includes an information processing device such as a PC or server that processes general-purpose information, an image processing device that processes image data, an audio device that processes audio, and household appliances that perform household chores.
  • the image processing apparatus may be implemented as a display apparatus that displays processed image data as an image on a display panel having its own.
  • the electronic device essentially includes a power supply unit that converts power from an external power source into various required characteristic values and supplies the power to each component.
  • a power supply unit there is a switching mode power supply (SMPS) in which incoming power is regulated using a gate control element and then the voltage is changed through electromagnetic coupling.
  • SMPS switching mode power supply
  • the power supply unit is composed of various components. When the power supply unit is implemented with an insulated circuit structure, an essential component is a transformer.
  • Transformers use the principle of electromagnetic induction.
  • the transformer has a structure in which two mutually insulated coils are wound around a core. For example, if the number of turns of the input coil is high and the number of turns of the output coil is low, and a large voltage is applied to the input coil, the input coil becomes an electromagnet to form a magnetic field. This magnetic field rides the core and is transmitted to the output coil, forming an induced current in the output coil.
  • This principle is called electromagnetic induction.
  • the transformer adjusts characteristic values such as current or voltage of the applied AC power and outputs it to various loads. As such, a transformer that performs power transmission and electrical isolation is a very important component in a power supply.
  • the current development direction of electronic devices is pursuing slimness.
  • display panels are also being enlarged in accordance with the development of 8K-level resolution content.
  • the area of the display panel displaying an image is expanding while the thickness of the display panel is getting thinner.
  • Various components included in the display device for example, a transformer, should also be thinned to respond to this trend.
  • the area of the transformer must be increased. That is, in response to the slimming of the display device, the thickness of the transformer is reduced and the area of the transformer is increased. This structure weakens the strength against external pressure applied on the plate surface of the transformer, and consequently increases the risk of cracks occurring in the transformer, particularly the core.
  • a transformer provided to be applied to a slimmed electronic device may be required by being implemented to ensure rigidity while realizing slimming.
  • a transformer device includes a transformer circuit having a shape that can be arranged in a form connectable to another transformer device, and provided on one side of the transformer circuit so that the transformer circuit is connected to a cable connected to the other transformer device. and a connector, wherein the transformer circuit interconnected via the cable and the transformer circuit of the other transformer device increase a voltage or current provided to a load.
  • the cable may include a flexible cable.
  • it may be provided to increase the voltage provided to the load by connecting the transformer circuit and the transformer circuit of the other transformer device in series.
  • transformer circuit and the transformer circuit of the other transformer device may be connected in parallel to increase the current provided to the load.
  • a plurality of connectors are provided, and the plurality of connectors include at least one first connector provided to connect the transformer circuit and the transformer circuit of the other transformer device in series, and the transformer circuit and the other transformer device. It may be provided to connect the transformer circuits in parallel.
  • the one or more first connectors may include a pair of first connectors respectively provided at a first corner of the transformer circuit and a second corner of the transformer circuit facing the first corner.
  • the at least one second connector is a pair of a pair provided at a third corner of the transformer circuit orthogonal to the first corner of the transformer circuit and a fourth corner of the transformer circuit facing the third corner, respectively
  • a second connector may be included.
  • the transformer circuit may include a marker provided to identify positions of the first connector and the second connector.
  • first connector and the second connector may be provided to have different shapes from each other.
  • the transformer circuit may include an input-side coil to which an input voltage is applied, and an output-side coil that is insulated from the input-side coil and outputs an output voltage of which the input voltage is adjusted.
  • first connector and the second connector are connected between the input coil of the transformer circuit and the input coil of the other transformer device by the cable, and the output coil of the transformer circuit and the output coil of the other transformer device may be provided to connect each in series or parallel.
  • the cable includes a first cable and a pair of second cables, and in the first cable, an input-side coil of the transformer circuit and an input-side coil of the other transformer device are connected in series through the first connector, , so that the output side coil of the transformer circuit and the output side coil of the other transformer device are not connected in series with each other, and each end of the pair of second cables is interconnected through a circuit board, and each other end is connected to the output side of the transformer circuit It may be connected to the second connector to connect the coil and the output-side coil of the other transformer device in parallel.
  • the electronic device includes a power supply unit that has a plurality of transformer devices and supplies a voltage, and each of the transformer devices is connectable to another transformer device among the plurality of transformer devices.
  • a transformer circuit having an arrayable shape, and a connector provided on one side of the transformer circuit so that the transformer circuit is connected to a cable connected to the other transformer device, the transformer circuit and the other transformer device interconnected through the cable Transformer circuitry increases the voltage or current provided to the load.
  • 1 is a block diagram of an electronic device.
  • FIG. 2 is a perspective view of one of a plurality of modularized transformer devices
  • FIG. 3 is a side view illustrating a state in which two transformer devices are interconnected.
  • FIG. 4 is a side view illustrating a state in which a plurality of transformer devices connected by cables are bent.
  • FIG. 5 is a plan view illustrating a state in which a plurality of transformer devices are interconnected in a matrix form.
  • FIG. 6 is a cross-sectional side view of the transformer circuit inside the transformer device
  • FIG. 7 is an exemplary diagram illustrating a structure of a transformer circuit and a terminal inside a transformer device.
  • FIG. 8 is an exemplary diagram illustrating a connection form when two transformer devices are connected in series.
  • FIG. 9 is an exemplary diagram illustrating a connection form when two transformer devices are connected in parallel.
  • FIG. 10 is an exemplary diagram illustrating a structure in which input side coils are connected in series and output side coils are connected in parallel when two transformer devices are connected.
  • FIG. 11 is an exemplary diagram illustrating an internal circuit of a transformer device provided to correspond to a series connection.
  • FIG. 12 is an exemplary diagram illustrating an internal circuit of a transformer device provided to correspond to a parallel connection.
  • FIG. 13 is a perspective view illustrating a structure of a power supply unit in which a transformer device is mounted on a PCB.
  • FIG. 14 is a perspective view illustrating a state in which a plurality of transformer devices are mounted on a PCB as in FIG. 13 .
  • 1 is a block diagram of an electronic device.
  • the electronic device 1 is implemented as, for example, a display device.
  • the type of the electronic device 1 is not limited, and is a fixed display device including a TV, a monitor, a digital signage, an electronic board, an electronic picture frame, a video wall, and the like; or an image processing apparatus including a set-top box, an optical media player, and the like; an information processing device including a computer body, a laptop computer, and the like; It is a mobile device including a smart phone, a tablet device, a portable multimedia player, and the like; is a wearable device; It may be implemented in various types of devices such as household appliances including refrigerators, washing machines, air conditioners, and dishwashers.
  • the electronic device 1 may include an interface unit 10 .
  • the interface unit 10 includes an interface circuit for the electronic device 1 to communicate with various types of devices and servers including the external device 205 and to transmit and receive data.
  • the interface unit 10 includes one or more wired interface units 11 for wired communication connection and one or more wireless interface units 12 for wireless communication connection according to a connection method.
  • the wired interface unit 11 includes a connector or port to which a cable of a predefined transmission standard is connected.
  • the wired interface unit 11 includes a port to which a terrestrial or satellite broadcasting antenna is connected to receive a broadcast signal, or a cable for cable broadcasting is connected.
  • the wired interface unit 11 includes ports to which cables of various wired transmission standards such as HDMI, DP, DVI, component, composite, S-Video, and Thunderbolt are connected to be connected to various image processing devices.
  • the wired interface unit 11 includes a USB standard port for connecting to a USB device.
  • the wired interface unit 11 includes an optical port to which an optical cable is connected.
  • the wired interface unit 11 includes an audio input port to which an external microphone is connected, and an audio output port to which a headset, earphone, external speaker, and the like are connected.
  • the wired interface unit 11 includes an Ethernet port connected to a gateway, a router, a hub, or the like to access a wide area network.
  • the wireless interface unit 12 includes a bidirectional communication circuit including at least one of components such as a communication module and a communication chip corresponding to various types of wireless communication protocols.
  • the wireless interface unit 12 includes a Wi-Fi communication chip for performing wireless communication with the AP according to the Wi-Fi method, a communication chip for performing wireless communication such as Bluetooth, Zigbee, Z-Wave, WirelessHD, WiGig, NFC, etc.; It includes an IR module for IR communication, a mobile communication chip that performs mobile communication with a mobile device, and the like.
  • the electronic device 1 may include a display unit 20 .
  • the display unit 20 includes a display panel capable of displaying an image on the screen.
  • the display panel is provided with a light-receiving structure such as a liquid crystal type or a self-luminous structure such as an OLED type.
  • the display unit 20 may further include additional components according to the structure of the display panel. For example, if the display panel is a liquid crystal type, the display unit 20 includes a liquid crystal display panel and a backlight unit for supplying light. and a panel driving substrate for driving the liquid crystal of the liquid crystal display panel.
  • the electronic device 1 may include a user input unit 30 .
  • the user input unit 30 includes various types of user input interface related circuits that are provided to allow a user to manipulate the user in order to perform a user input.
  • the user input unit 30 may be configured in various forms depending on the type of the electronic device 1 , for example, a mechanical or electronic button unit, a touch pad, a sensor, a camera, a touch screen, and an electronic device of the electronic device 1 .
  • the electronic device 1 may include a storage unit 40 .
  • the storage unit 40 stores digitized data.
  • the storage unit 40 is a non-volatile property that can preserve data regardless of whether or not power is provided, and data to be processed by the processor 60 is loaded, and data is stored when power is not provided. It includes memory of volatile properties that cannot. Storage includes flash-memory, hard-disc drive (HDD), solid-state drive (SSD), read-only memory (ROM), etc., and memory includes buffer and random access memory (RAM). etc.
  • the electronic device 1 may include a power supply unit 50 .
  • the power supply unit 50 adjusts the power characteristics of the input external power to correspond to each component of the electronic device 1 and transmits it to the corresponding components.
  • the power supply unit 50 converts AC power input from an external power source into DC power, and outputs power adjusted to a current or voltage suitable for each component of the electronic device 1 .
  • the power supply unit 50 may include an SMPS.
  • the power supply unit 50 according to the present embodiment includes a plurality of modularized transformers, which will be described later.
  • the electronic device 1 may include a processor 60 .
  • the processor 60 includes one or more hardware processors implemented as CPUs, chipsets, buffers, circuits, etc. mounted on a printed circuit board, and may be implemented as a system on chip (SOC) depending on a design method.
  • SOC system on chip
  • the processor 60 includes modules corresponding to various processes such as a demultiplexer, a decoder, a scaler, an audio digital signal processor (DSP), and an amplifier.
  • DSP audio digital signal processor
  • some or all of these modules may be implemented as SOC.
  • a module related to image processing such as a demultiplexer, a decoder, and a scaler may be implemented as an image processing SOC
  • an audio DSP may be implemented as a chipset separate from the SOC.
  • FIG. 2 is a perspective view of one of a plurality of modularized transformer devices
  • the transformer device 1000 includes a device body 1100 .
  • the device body 1100 embeds a transformer circuit 1200, which will be described later, in a housing having a hexahedral shape.
  • the length of the edge of the X-direction and the length of the edge in the Y-direction of the device body 1100 have substantially the same square plate surface. However, this may vary depending on the design method, and the length of the edge in the X direction and the length of the edge in the Y direction of the device body 1100 may be different from each other. That is, depending on the design method, the device body 1100 may have a square or rectangular plate surface parallel to the X-Y plane.
  • the transformer circuit 1200 adjusts and outputs the applied AC voltage.
  • the transformer circuit 1200 has a structure in which a pair of coils insulated from each other are wound on a core, which will be described in detail later.
  • the transformer device 1000 includes connectors 1310, 1320, 1330, and 1340 respectively provided on the sidewalls of the four-direction corners of the device body 1100, specifically, the four-direction corners erected along the Z direction in the device body 1100.
  • the transformer device 1000 includes a first connector 1310 provided at a -Y-direction edge of the device body 1100, a second connector 1320 provided at a Y-direction edge of the device body 1100, and the device body.
  • a third connector 1330 provided at the -X-direction edge of 1100 and a fourth connector 1340 provided at the X-direction edge of the device body 1100 are included.
  • a total of four connectors 1310 , 1320 , 1330 , 1340 from the corners in four directions from the device body 1100 extend toward the periphery of the device body 1100 . .
  • the connectors 1310 , 1320 , 1330 , and 1340 may be provided in various ways according to a design method.
  • the connectors 1310, 1320, 1330, and 1340 include a printed circuit board electrically connected to the transformer circuit 1200 inside the device body 1100.
  • One or more wires are printed on the printed circuit board, and power is output from the transformer circuit 1200 or external power is applied to the transformer circuit 1200 through the wires.
  • a plurality of transformer devices 1000 are used together in an electronic device.
  • the transformer circuits 1200 provided in each of the plurality of transformer devices 1000 are electrically connected to each other through the respective connectors 1310 , 1320 , 1330 , and 1340 provided in the transformer device 1000 . It is provided to achieve a high output voltage or high output current through interconnection of the plurality of transformer devices 1000 .
  • FIG. 3 is a side view illustrating a state in which two transformer devices are interconnected.
  • the first transformer device 1000 includes a first device body 1100 and a plurality of connectors 1310 and 1320 .
  • the second transformer device 2000 has substantially the same structure as the first transformer device 1000 , and the second transformer device 2000 has a second device body 2100 and a plurality of connectors 2310 and 2320 . .
  • the first transformer device 1000 and the second transformer device 2000 are electrically connected to each other by a cable 5100 .
  • the first end 5110 of the cable 5100 is coupled to any one connector 1320 of the first transformer device 1000
  • the second end 5120 of the cable 5100 is the second transformer device 2000 . It is coupled to either connector 2310 .
  • Various structures may be applied to the cable 5100 within a range that enables electrical connection.
  • the cable 5100 is provided as a flexible cable.
  • An additional configuration may be applied to the connectors 1310 and 1320 of the first transformer device 1000 to more stably couple the cables 5100 .
  • the connectors 1310 and 1320 rotate to cover the first end 5110 of the cable 5100 in a state in which the first end 5110 of the cable 5100 is coupled to the connectors 1310 and 1320 . It may additionally have a cover to prevent the cable 5100 from falling out.
  • the connectors 1310 and 1320 themselves may be provided to be rotatable with respect to the first device body 1100 . In this case, the connectors 1310 and 1320 are rotated to open from the first device body 1100 so that the first end 5110 of the cable 5100 is easily coupled, and the first end 5110 of the cable 5100 is rotated.
  • the cover is locked to prevent separation of the cable 5100 coupled to the connectors 1310 and 1320 .
  • the cable 5100 is not separated from the connector 1320. locked so as not to
  • the cover is rotated to open from the first device body 1100 , the first end 5110 of the cable 5100 can be easily separated from the connector 1320 by an external force.
  • the flexible cable 5100 connects the first transformer device 1000 and the second transformer device 2000 , it is possible to improve the strength of the transformer with respect to external pressure while realizing the slimming of the electronic device. For example, even if the first transformer device 1000 moves by a predetermined interval in the -Z direction due to an external force acting on the first transformer device 1000 in the -Z direction, the second transformer device 2000 is rotated due to the cable 5100. It may not move from position. That is, since a transformer applied to an electronic device is interconnected by a flexible cable 5100 in a modularized state into a plurality of transformer devices 1000 and 2000, it can be deformed more flexibly with respect to an external force. Accordingly, when the transformer is implemented in a slim structure in response to the slimmed electronic device, it is possible to increase the strength against the external force acting in the thickness direction and prevent cracks.
  • the structure of the transformer according to the present embodiment can be applied to an electronic device that is flexible to be bendable.
  • an electronic device that is flexible to be bendable.
  • FIG. 4 is a side view illustrating a state in which a plurality of transformer devices connected by cables are bent.
  • the first transformer device 1000 , the second transformer device 2000 , and the third transformer device 3000 are sequentially disposed in the Y direction. Cables 5100 and 5200 are respectively connected between the first transformer device 1000 and the second transformer device 2000 and between the second transformer device 2000 and the third transformer device 3000 . At least one of the first transformer device 1000 , the second transformer device 2000 , and the third transformer device 3000 may be connected to separate circuit boards 6100 and 6200 . The first transformer device 1000 and the first circuit board 6100 and the third transformer device 3000 and the second circuit board 6200 are respectively connected by cables 5300 and 5400 .
  • This structure may extend in parallel along the Y direction, and when an external force is applied, the structure may be bent entirely by the flexible cables 5100 , 5200 , 5300 , and 5400 . That is, the cables 5100 , 5200 , 5300 , and 5400 not only prevent cracks from occurring due to an external force generated in a specific area, but also allow bending, so that they can be applied to a flexible electronic device.
  • FIG. 5 is a plan view illustrating a state in which a plurality of transformer devices are interconnected in a matrix form.
  • a plurality of transformer devices 1000 may be interconnected using cables 5100 and 5200 along an X-direction or a Y-direction perpendicular thereto on an X-Y plane. Since each transformer device 1000 has a rectangular (square or rectangular) plate surface, the plurality of transformer devices 1000 connected by cables 5100 and 5200 as a whole exhibit a matrix shape.
  • the plurality of transformer devices 1000 are electrically interconnected, thereby changing the characteristics of the applied voltage and outputting it to the load.
  • the plurality of transformer devices 1000 may be connected to separate PCBs connected to the load through cables 5100 and 5200 .
  • the characteristics of the voltage output to the load vary according to the direction in which the plurality of transformer devices 1000 are interconnected. For example, in this drawing, it is said that there are first and second edges facing each other along the Y direction of the transformer device 1000 , and there are third and fourth edges facing each other along the X direction. If the first edge or the second edge of the transformer device 1000 is connected to the first edge or the second edge of the other transformer device 1000, a series connection is established. On the other hand, when the third or fourth corners of the transformer device 1000 are connected to the third or fourth corners of the transformer device 1000, parallel connection is formed. Of course, this connection method is optional when design is changed, and serial connection and parallel connection may be substituted in the opposite case.
  • one side of the transformer device 1000 is a marker 1110 for guiding to identify the orientation of the transformer device 1000 can be provided.
  • the marker 1110 may be provided in various ways such as graphic design, icons, and messages. According to the orientation of the transformer device 1000 connected to the other transformer device 1000, the case of connecting in series and the case of connecting in parallel are different.
  • the marker 1110 is provided so that a user can easily distinguish the orientation of the transformer device 1000 for serial connection and the orientation of the transformer device 1000 for parallel connection.
  • the marker 1110 may be implemented as an image disposed to be deflected to one side on the plane of the transformer device 1000 , so that a specific orientation of the transformer device 1000 may be easily identified.
  • the marker 1110 may include an image provided at a position close to a vertex between the first and third edges of the transformer device 1000 . Accordingly, the user can easily identify the orientation of the plurality of transformer devices 1000 according to a specific direction.
  • the first connector 1310 and the second connector 1320 corresponding to the serial connection and , the third connector 1330 and the fourth connector 1340 corresponding to the parallel connection may have different coupling shapes from each other.
  • the cable 5100 can be coupled to the first connector 1310 or the second connector 1320 , but cannot be coupled to the third connector 1330 or the fourth connector 1340 .
  • the cable 5200 can be coupled to the third connector 1330 or the fourth connector 1340 , but cannot be coupled to the first connector 1310 or the second connector 1320 .
  • the possibility of erroneous connection between the plurality of transformer devices 1000 may be prevented in advance.
  • this is only an example of a design method, and the plurality of connectors 1310 , 1320 , 1330 , and 1340 may all have the same coupling shape.
  • FIG. 6 is a cross-sectional side view of the transformer circuit inside the transformer device
  • the transformer circuit 1200 inside the device body includes a core 1210 .
  • the transformer circuit 1200 includes an input-side coil 1220 wound around the core 1210 , and an output-side coil 1230 wound around the core 1210 and insulated from the input-side coil 1220 .
  • an input voltage is applied to the input-side coil 1220
  • an output voltage of which the input voltage is adjusted is output from the output-side coil 1230 by electromagnetic induction.
  • the core 1210 includes, for example, a ferrite or steel material.
  • the core 1210 serves as a bobbin on which the input-side coil 1220 and the output-side coil 1230 are wound, respectively, while activating the movement of magnetic flux by electromagnetic induction, thereby contributing to the activation of the magnetic field.
  • the voltage of the transformer circuit 1200 depends on the ratio of the number of turns of the input side coil 1220 to the number of turns of the output side coil 1230 .
  • the number of windings of the output side coil 1230 may be 1/2 of the number of windings of the input side coil 1220 .
  • the actual output voltage level is slightly different from the ideal case. Accordingly, the number of windings is determined taking this point into account.
  • FIG. 7 is an exemplary diagram illustrating a structure of a transformer circuit and a terminal inside a transformer device.
  • a transformer circuit 1200 is provided inside the device body 1100 of the transformer device 1000 .
  • the transformer circuit 1200 includes an input-side coil 1220 to which an input voltage is applied and forms a magnetic field, and an output-side coil 1230 for generating and outputting an output voltage by the formed magnetic field.
  • a plurality of terminals are provided at the corners of the device body 1100 in four directions, and these terminals are electrically connected to the input coil 1220 or the output coil 1230, while the connectors 1310, 1320, 1330, 1340; FIG. ) is electrically connected to
  • the D11 terminal, the D12 terminal, the A11 terminal, the A12 terminal, the A13 terminal, and the A14 terminal are terminals connected to the input side coil 1220 .
  • the D21 terminal, the D22 terminal, the A21 terminal, the A22 terminal, the A23 terminal, and the A24 terminal are terminals connected to the output coil 1230 .
  • the terminals connected to the input side coil 1220 and the terminals connected to the output side coil 1230 are insulated from each other.
  • the D11 terminal, the D12 terminal, the D21 terminal, and the D22 terminal are terminals related to the series connection.
  • A11 terminal, A12 terminal, A13 terminal, A14 terminal, A21 terminal, A22 terminal, A23 terminal, A24 terminal is a terminal related to the parallel connection.
  • a terminal D11 and a terminal D21 are provided at a first corner (eg, a side surface in the -Y direction) of the device body 1100 .
  • the D12 terminal and the D22 terminal are provided at the second edge (eg, the Y-direction side surface) of the device body 1100 .
  • A11 terminal, A13 terminal, A21 terminal, and A23 terminal are provided at a third corner (eg, a side surface in the -X direction) of the device body 1100 .
  • the A12 terminal, A14 terminal, A22 terminal, and A24 terminal are provided at a fourth corner (eg, a side surface in the X direction) of the device body 1100 .
  • the D11 terminal is connected to the N11 node, which is a node connected to one end of the input side coil 1220 .
  • the D12 terminal is connected to the N12 node, which is a node connected to the other end of the input side coil 1220 .
  • Terminal A11 and terminal A12 are respectively connected to node N11.
  • Terminal A13 and terminal A14 are respectively connected to node N12. That is, it branches from the N11 node to the A11 terminal and the A12 terminal, and branches from the N12 node to the A13 terminal and the A14 terminal.
  • the D21 terminal is connected to the N21 node, which is a node connected to one end of the output side coil 1230 .
  • the D22 terminal is connected to the N22 node, which is a node connected to the other end of the output side coil 1230 .
  • Terminal A21 and terminal A22 are respectively connected to node N21.
  • Terminal A23 and terminal A24 are respectively connected to node N22. That is, it branches from the N21 node to the A21 terminal and the A22 terminal, and branches from the N22 node to the A23 terminal and the A24 terminal.
  • the transformer device 1000 having such a transformer circuit 1200 may be connected to one or more other transformer devices 2000 (refer to FIG. 3 ) having the same structure and a cable 5100 (refer to FIG. 3 ). At this time, according to which terminal the cable 5100 (see FIG. 3 ) interconnects among a plurality of terminals of the transformer device 1000 and a plurality of terminals of another transformer device 2000 (see FIG. 3 ), the final load The characteristics of the power output to the
  • FIG. 8 is an exemplary diagram illustrating a connection form when two transformer devices are connected in series.
  • the first transformer device 1000 and the second transformer device 2000 have substantially the same structure. As described above, since a plurality of transformer devices 1000 and 2000 having the same structure are connected and used, it is possible to commonly respond to electronic devices having various power requirements.
  • the transformer devices 1000 and 2000 have a rectangular shape to facilitate connection by the cable 5100 and to easily identify a function in a connected state. In this embodiment, a case corresponding to serial connection is shown by connecting the plurality of transformer devices 1000 and 2000 in the Y direction.
  • the cable 5100 connects terminals D12 and D22 provided at the second edge of the first transformer device 1000 to terminals D11 and D21 provided at the first edge of the second transformer device 2000, respectively. Accordingly, the first transformer circuit 1200 of the first transformer device 1000 and the second transformer circuit 2200 of the second transformer device 2000 are connected in series.
  • the input voltage is applied to the D11 terminal of the first transformer device 1000 and the D12 terminal of the second transformer device 2000 .
  • the output voltage is output from the D21 terminal of the first transformer device 1000 and the D22 terminal of the second transformer device 2000 .
  • first input-side coil 1220 of the first transformer device 1000 and the second input-side coil 2220 of the second transformer device 2000 are connected to the D12 terminal of the first transformer device 1000, the cable ( 5100) and the second transformer device 2000 are connected in series through the D11 terminal.
  • the first output-side coil 1230 of the first transformer device 1000 and the second output-side coil 2230 of the second transformer device 2000 have the D22 terminal of the first transformer device 1000, the cable 5100 and the second 2 are connected in series through the D21 terminal of the transformer device 2000 .
  • the number of windings of the input coil to which voltage is applied is the number of windings of the first input coil 1220 and the number of windings of the second input coil 2220 . It corresponds to the sum of the number of turns.
  • the number of windings of the output-side coil to which the voltage is output corresponds to the sum of the number of windings of the first output-side coil 1230 and the number of windings of the second output-side coil 2230 .
  • the number of windings connected in series of the input side coil and the number of windings connected in series of the output side coil increase. can respond to a load that requires a high voltage.
  • FIG. 9 is an exemplary diagram illustrating a connection form when two transformer devices are connected in parallel.
  • FIG. 9 a case corresponding to parallel connection is shown by connecting a plurality of transformer devices 1000 and 2000 in the X direction.
  • the cable 5200 includes A12 terminals, A22 terminals, A14 terminals, and A24 terminals provided at the fourth corners of the first transformer device 1000, A11 terminals and A21 terminals provided at the third corners of the second transformer device 2000, Connect to A13 and A23 terminals respectively. Accordingly, the first transformer circuit 1200 of the first transformer device 1000 and the second transformer circuit 2200 of the second transformer device 2000 are connected in parallel. The input voltage is respectively applied to the A11 terminal and the A13 terminal of the first transformer device 1000 . The output voltage is output from the A22 terminal and the A24 terminal of the second transformer device 2000 .
  • one end of the first input-side coil 1220 of the first transformer device 1000 and one end of the second input-side coil 2220 of the second transformer device 2000 are connected to one end of the first transformer device 1000 . It is connected in parallel through the A12 terminal, the cable 5200 and the A11 terminal of the second transformer device 2000 .
  • the other end of the first input-side coil 1220 of the first transformer device 1000 and the other end of the second input-side coil 2220 of the second transformer device 2000 have an A14 terminal of the first transformer device 1000, It is connected in parallel through the A13 terminal of the cable 5200 and the second transformer device 2000 .
  • One end of the first output-side coil 1230 of the first transformer device 1000 and one end of the second output-side coil 2230 of the second transformer device 2000 are connected to the A22 terminal of the first transformer device 1000, the cable 5200 and the second transformer device 2000 are connected in parallel through A21 terminals.
  • the other end of the first output-side coil 1230 of the first transformer device 1000 and the other end of the second output-side coil 2230 of the second transformer device 2000 have an A24 terminal of the first transformer device 1000, It is connected in parallel through the A23 terminal of the cable 5200 and the second transformer device 2000 .
  • the combination of the first transformer device 1000 and the second transformer device 2000 may respond to a load requiring a high current.
  • the case corresponding to the high voltage and the case corresponding to the high current can be applied accordingly.
  • the case of combining the two transformer devices 1000 and 2000 has been described.
  • three or more transformer devices 1000 and 2000 may be connected in series or in parallel. can be connected
  • connection method between the two input side coils 1220 and 2220 and the connection method between the two output side coils 1230 and 2230 are the same. That is, when the two input coils 1220 and 2220 are connected in series, the two output coils 1230 and 2230 are also connected in series, and when the two input coils 1220 and 2220 are connected in parallel, the two output coils are connected in parallel. Between (1230, 2230) is also connected in parallel.
  • FIG. 10 is an exemplary diagram illustrating a structure in which input side coils are connected in series and output side coils are connected in parallel when two transformer devices are connected.
  • the two input side coils 1220 and 2220 are connected in series through an additional PCB 6300 while A structure in which two output-side coils 1230 and 2230 are connected in parallel is possible.
  • Such a structure may be required, for example, when a high voltage response is required on the input side of power while high current response is required on the output side of the power.
  • the D12 terminal of the first transformer device 1000 and the D11 terminal of the second transformer device 2000 are connected by the first cable 5500 . Accordingly, the first input-side coil 1220 of the first transformer device 1000 and the second input-side coil 2220 of the second transformer device 2000 are connected in series, so that the input-side coil is connected to correspond to a high voltage. Meanwhile, the D22 terminal of the first transformer device 1000 and the D21 terminal of the second transformer device 2000 are not connected by the first cable 5500 . Accordingly, the first output-side coil 1230 of the first transformer device 1000 and the second output-side coil 2230 of the second transformer device 2000 are not connected in series by the first cable 5500 .
  • the PCB 6300 additionally has a connector structure for coupling the second cable 5600 and the third cable 5700 to each other.
  • Terminal A22 and terminal A24 of the first transformer device 1000 are connected to the PCB 6300 by the second cable 5600 . Meanwhile, the A12 terminal and the A14 terminal of the first transformer device 1000 are not connected to the PCB 6300 by the second cable 5600 . Accordingly, the first output side coil 1230 is connected to the PCB 6300 through the second cable 5600, while the first input side coil 1220 is not connected to the PCB 6300 through the second cable 5600. does not
  • terminals A22 and A24 of the second transformer device 2000 are connected to the PCB 6300 by the third cable 5700 .
  • the A12 terminal and the A14 terminal of the second transformer device 2000 are not connected to the PCB 6300 by the third cable 5700 .
  • the second output side coil 2230 is connected to the PCB 6300 through the third cable 5700, while the second input side coil 2220 is not connected to the PCB 6300 through the third cable 5700. does not
  • the PCB 6300 is provided to transmit the output voltage output from the combination of the first transformer device 1000 and the second transformer device 2000 to the load.
  • the PCB 6300 connects the first output side coil 1230 of the first transformer device 1000 and the second output side coil 2230 of the second transformer device 2000 in parallel, so that the output side coil responds to a high current let it do
  • the PCB 6300 connects the A22 terminal connected to one end of the first output side coil 1230 and the A22 terminal connected to one end of the second output side coil 2230, and The A24 terminal connected to the other end and the A24 terminal connected to the other end of the second output side coil 2230 are connected.
  • the first input-side coil 1220 of the first transformer device 1000 and the second input-side coil 2230 of the second transformer device 2000 are connected in series by the first cable 5500 .
  • the first output-side coil 1230 of the first transformer device 1000 and the second output-side coil 2230 of the second transformer device 2000 are connected in parallel by the wiring of the PCB 6300 connected to the load.
  • the structure according to the present embodiment can cope with the case where a high voltage response is required for the input side power and a high current response is required for the output side power.
  • the transformer device has a structure to correspond to both the case of serial connection and the case of parallel connection. That is, the above-described transformer device is commonly used in the case of a serial connection and a case of a parallel connection, and has a structure in which a connection method is different depending on which connector is connected with a cable.
  • the transformer device may be provided in a structure corresponding to only one of a series connection and a parallel connection.
  • a series connection and a parallel connection.
  • FIG. 11 is an exemplary diagram illustrating an internal circuit of a transformer device provided to correspond to a series connection.
  • the transformer device 7000 includes an input-side coil 7100 and an output-side coil 7200 .
  • a D11 terminal connected to one end of the input-side coil 7100 and a D21 terminal connected to one end of the output-side coil 7200 are provided at a first edge of the transformer device 7000 .
  • a D12 terminal connected to the other end of the input-side coil 7100 and a D22 terminal connected to the other end of the output-side coil 7200 are provided at the second edge of the transformer device 7000 .
  • the transformer device 7000 according to the present embodiment includes only the structure corresponding to the series connection, except for the structure corresponding to the parallel connection from the case in the previous embodiment.
  • the transformer device 7000 When the transformer device 7000 is to be connected to another transformer device having the same structure, for example, the D12 terminal of the transformer device 7000 is connected to the D11 terminal of the other transformer device by a cable, and the transformer device 7000 ) terminal D22 is connected to terminal D21 of another transformer device. Since the series connection of the plurality of transformer devices 7000 has already been described in the previous embodiment, an additional description will be omitted in this embodiment.
  • the transformer device 7000 includes a first connector provided at a first corner and respectively connected to a D11 terminal and a D12 terminal, and a second connector provided at the second corner and connected to the D12 terminal and the D22 terminal, respectively. It has 2 connectors. The first connector and the second connector are electrically connected to another transformer device by coupling the flexible cable.
  • FIG. 12 is an exemplary diagram illustrating an internal circuit of a transformer device provided to correspond to a parallel connection.
  • the transformer device 8000 includes an input-side coil 8100 and an output-side coil 8200 .
  • an A11 terminal connected to one end of the input side coil 8100, an A13 terminal connected to the other end of the input side coil 8100, and A21 connected to one end of the output side coil 8200 A terminal and an A23 terminal connected to the other end of the output coil 8200 are provided.
  • the transformer device 8000 includes only the structure corresponding to the parallel connection, except for the structure corresponding to the series connection from the case in the previous embodiment.
  • the transformer device 8000 When the transformer device 8000 is to be connected to another transformer device having the same structure, for example, the A12 terminal of the transformer device 8000 is connected to the A11 terminal of the other transformer device by a cable, and the transformer device 8000 ) is connected to the A13 terminal of the other transformer device, the A22 terminal of the transformer device 8000 is connected to the A21 terminal of the other transformer device, and the A24 terminal of the transformer device 8000 is connected to the A23 terminal of the other transformer device. Connected. Since the parallel connection of the plurality of transformer devices 8000 has already been described in the previous embodiment, an additional description will be omitted in this embodiment.
  • the transformer device 8000 is provided at the third corner, and the first connector connected to the A11 terminal, A21 terminal, A13 terminal and A23 terminal, respectively, and the A12 terminal provided at the fourth corner, It has a second connector connected to the A22 terminal, the A14 terminal, and the A24 terminal, respectively.
  • the first connector and the second connector are electrically connected to another transformer device by coupling the flexible cable.
  • FIG. 13 is a perspective view illustrating a structure of a power supply unit in which a transformer device is mounted on a PCB.
  • the power supply includes a transformer device 9000 and a PCB 9400 .
  • the transformer device 9000 includes a device body 9100 . Since the device body 9100 has substantially the same structure as in the previous embodiment, detailed description thereof will be omitted.
  • a plurality of leads 9200 and 9300 are provided at the corners of the device body 9100 in four directions.
  • the plurality of leads 9200 and 9300 includes a plurality of series leads 9200 corresponding to a series connection to the transformer circuit in the device body 9100, and a plurality of parallel leads 9200 corresponding to a parallel connection to the transformer circuit ( 9300).
  • the plurality of serial leads 9200 are respectively connected to the D11 terminal, D21 terminal, D12 terminal, and D22 terminal (refer to FIG. 7 ) in the previous embodiment.
  • the plurality of parallel leads 9300 are respectively connected to the A11 terminal, A21 terminal, A13 terminal, A23 terminal, A12 terminal, A22 terminal, A14 terminal, and A24 terminal (see FIG. 7 ) in the previous embodiment. That is, the transformer device 9000 in this embodiment does not include the plurality of connectors 1310, 1320, 1330, 1340 (refer to FIG. 1) in the previous embodiment, and the device body 9100 is external from each of the terminals described above.
  • each of the leads 9200 and 9300 is bent and extended so that an end thereof faces the -Z direction.
  • the PCB 9400 includes a lead receiving hole 9410 in which ends of the leads 9200 and 9300 are accommodated on the plate surface.
  • Each of the leads 9200 and 9300 has an end accommodated in the lead accommodating hole 9410 from the upper side of the PCB 9400, and in this state, the ends of the leads 9200 and 9300 are soldered to the lead accommodating hole 9410.
  • the transformer device 9000 is mounted on the PCB 9400 . Accordingly, the wiring of the PCB 9400 is electrically connected to the transformer device 9000 .
  • the lead receiving hole 9410 also serves to prevent the leads 9200 and 9300 from being separated from the PCB 9400 during soldering.
  • the PCB 9400 may further include a device accommodating hole 9420 in which the transformer device 9000 is accommodated. If there is no device accommodating hole 9420 , the transformer device 9000 will be mounted on the PCB 9400 to be seated on the top surface of the PCB 9400 . On the other hand, if the transformer device 9000 is mounted on the PCB 9400 while being accommodated in the device accommodating hole 9420 , the thickness of the power supply unit may be reduced by the thickness of the PCB 9400 .
  • FIG. 14 is a perspective view illustrating a state in which a plurality of transformer devices are mounted on a PCB as in FIG. 13 .
  • a power supply may be configured by mounting a plurality of transformer devices 9000 on a PCB 9400 .
  • the series lead 9200 and the parallel lead 9300 of each transformer device 9000 are electrically connected to the PCB 9400 according to the structure of FIG. 13 .
  • the wiring on the PCB 9400 is provided to interconnect the series lead 9200 or parallel lead 9300 of each transformer device 9000 with other transformer devices 9000 .
  • the plurality of transformer devices 9000 may be connected in series or connected in parallel.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

트랜스포머 디바이스는, 타 트랜스포머 디바이스와 연결 가능한 형태로 배열 가능한 형상을 가진 트랜스포머 회로와, 트랜스포머 회로가 타 트랜스포머 디바이스에 연결된 케이블에 연결되도록, 트랜스포머 회로의 일측에 마련된 커넥터를 포함하며, 케이블을 통해 상호 연결된 트랜스포머 회로 및 타 트랜스포머 디바이스의 트랜스포머 회로가 부하에 제공되는 전압 또는 전류를 상승시킨다.

Description

트랜스포머 디바이스 및 이를 포함하는 전자장치
본 발명은 인가되는 전력의 특성값을 변경시켜 출력하는 트랜스포머 디바이스 및 이를 포함하는 전자장치에 관한 것으로서, 상세하게는 두께가 얇은 슬림형 전자장치에 대응하는 구조의 트랜스포머 디바이스 및 이를 포함하는 전자장치에 관한 것이다.
소정의 정보를 특정 프로세스에 따라서 연산 및 처리하기 위해, 연산을 위한 CPU, 칩셋, 메모리 등의 전자부품들을 기본적으로 포함하는 전자장치는, 처리 대상이 되는 정보 또는 사용 용도가 무엇인지에 따라서 다양한 종류로 구분될 수 있다. 예를 들면, 전자장치에는 범용의 정보를 처리하는 PC나 서버 등의 정보처리장치, 영상데이터를 처리하는 영상처리장치, 오디오를 처리하는 오디오장치, 가정 내 잡무를 수행하는 생활가전 등이 있다. 영상처리장치는 처리된 영상데이터를 자체 구비한 디스플레이 패널(display panel) 상에 영상으로 표시하는 디스플레이장치로 구현될 수 있다.
어떠한 종류의 전자장치를 막론하고, 전자장치는 동작하기 위해 전력을 필요로 한다. 또한, 전자장치를 이루는 각 부품 별로 필요한 전력의 특성값이 다를 수 있으므로, 전자장치는 요구되는 여러 특성값으로 외부 전원으로부터의 전력을 변환하시켜 각 부품에 공급하는 전원공급부를 필수적으로 포함한다. 전원공급부의 예시로는, 들어오는 전원을 게이트 제어 소자를 사용해 조절한 다음에 전자기 결합을 통해 전압을 변경하는 방식의 SMPS(Switching Mode Power Supply)가 있다. 전원공급부는 다양한 부품들에 의해 구성되는데, 전원공급부가 절연식 회로구조로 구현되는 경우에 필수적인 부품으로는 트랜스포머(transformer)가 있다.
트랜스포머는 전자기 유도의 원리를 사용한다. 트랜스포머는 상호 절연된 두 개의 코일을 코어에 감은 구조를 가진다. 예를 들어 입력측 코일의 권선수가 높고 출력측 코일의 권선수가 낮게 하여, 입력측 코일에 큰 전압이 인가되면 입력측 코일은 전자석이 되어 자기장을 형성한다. 이 자기장은 코어를 타고 출력측 코일에 전달되며, 출력측 코일에 유도 전류를 형성한다. 이러한 원리를 전자기 유도라고 한다. 트랜스포머는 이와 같은 방식에 따라서, 인가되는 교류 전력의 전류 또는 전압과 같은 특성값을 조정하여 여러 부하에 출력한다. 이와 같이 전력 전달 및 전기적 절연의 역할을 수행하는 트랜스포머는 전원공급부에서 매우 중요한 부품이다.
전자장치의 현재 발전방향, 특히 디스플레이장치의 현재 발전방향은 슬림화를 추구하고 있다. 예를 들어 TV의 경우에 8K급 해상도의 컨텐트 개발에 맞추어 디스플레이 패널 또한 대형화가 진행되고 있는데, 영상을 표시하는 디스플레이 패널의 면적은 확대되는 반면에 디스플레이 패널의 두께는 점점 얇아지고 있다. 디스플레이장치에 포함되는 다양한 부품들, 예를 들어 트랜스포머 또한 이러한 추세에 대응하도록 두께가 얇아져야 한다.
그런데, 트랜스포머의 두께를 이전보다 얇게 설계하면서도 이전과 동일한 용량의 전력을 출력하도록 하기 위해서는, 트랜스포머의 면적이 증가해야 한다. 즉, 디스플레이장치의 슬림화에 대응하여, 트랜스포머의 두께가 얇아지는 동시에 트랜스포머의 면적이 넓어진다. 이러한 구조는 트랜스포머의 판면 상에 가해지는 외부 압력에 대한 강도가 취약하게 되며, 결과적으로 트랜스포머, 특히 코어에 크랙이 발생하는 위험을 높인다.
따라서, 슬림화를 실현하면서도 강성을 보장할 수 있도록 구현됨으로써, 슬림화된 전자장치에 적용될 수 있게 마련된 트랜스포머가 요구될 수 있다.
본발명의 실시예에 따른 트랜스포머 디바이스는, 타 트랜스포머 디바이스와 연결 가능한 형태로 배열 가능한 형상을 가진 트랜스포머 회로와, 상기 트랜스포머 회로가 상기 타 트랜스포머 디바이스에 연결된 케이블에 연결되도록, 상기 트랜스포머 회로의 일측에 마련된 커넥터를 포함하며, 상기 케이블을 통해 상호 연결된 상기 트랜스포머 회로 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 트랜스포머 회로가 부하에 제공되는 전압 또는 전류를 상승시킨다.
또한, 상기 케이블은 플렉서블 케이블을 포함할 수 있다.
또한, 상기 트랜스포머 회로 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 트랜스포머 회로를 직렬로 연결시킴으로써 부하에 제공되는 전압을 상승시키도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 트랜스포머 회로 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 트랜스포머 회로를 병렬로 연결시킴으로써 부하에 제공되는 전류를 상승시키도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 커넥터는 복수 개가 마련되며, 상기 복수의 커넥터는, 상기 트랜스포머 회로 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 트랜스포머 회로를 직렬로 연결시키도록 마련된 하나 이상의 제1커넥터와, 상기 트랜스포머 회로 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 트랜스포머 회로를 병렬로 연결시키도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 하나 이상의 제1커넥터는, 상기 트랜스포머 회로의 제1모서리와, 상기 제1모서리와 마주하는 상기 트랜스포머 회로의 제2모서리에 각각 마련되는 한 쌍의 제1커넥터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하나 이상의 제2커넥터는, 상기 트랜스포머 회로의 제1모서리에 직교하는 상기 트랜스포머 회로의 제3모서리와, 상기 제3모서리와 마주하는 상기 트랜스포머 회로의 제4모서리에 각각 마련되는 한 쌍의 제2커넥터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 트랜스포머 회로는, 상기 제1커넥터 및 상기 제2커넥터의 위치를 식별하도록 마련된 마커를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1커넥터 및 상기 제2커넥터는 서로 상이한 형상을 가지도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 트랜스포머 회로는, 입력 전압이 인가되는 입력측 코일과, 상기 입력측 코일과 절연되며 상기 입력 전압이 조정된 출력 전압을 출력하는 출력측 코일을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1커넥터 및 상기 제2커넥터는, 상기 케이블에 의해 상기 트랜스포머 회로의 입력측 코일 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 입력측 코일 상호 간과, 상기 트랜스포머 회로의 출력측 코일 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 출력측 코일 상호 간을 각기 직렬 또는 병렬로 연결시키도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 케이블은 제1케이블과, 한 쌍의 제2케이블을 포함하고, 상기 제1케이블은 상기 제1커넥터를 통해 상기 트랜스포머 회로의 입력측 코일 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 입력측 코일이 직렬로 연결되고, 상기 트랜스포머 회로의 출력측 코일 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 출력측 코일이 상호 직렬 연결되지 않도록 하며, 상기 한 쌍의 제2케이블은 각 일단이 회로기판을 거쳐 상호 연결되고, 각 타단은 상기 트랜스포머 회로의 출력측 코일 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 출력측 코일을 병렬로 연결시키도록 상기 제2커넥터에 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자장치는, 복수의 트랜스포머 디바이스를 가지고 전압을 공급하는 전원공급부를 포함하며, 각각의 상기 트랜스포머 디바이스는, 상기 복수의 트랜스포머 디바이스 중 타 트랜스포머 디바이스와 연결 가능한 형태로 배열 가능한 형상을 가진 트랜스포머 회로와, 상기 트랜스포머 회로가 상기 타 트랜스포머 디바이스에 연결된 케이블에 연결되도록, 상기 트랜스포머 회로의 일측에 마련된 커넥터를 포함하며, 상기 케이블을 통해 상호 연결된 상기 트랜스포머 회로 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 트랜스포머 회로가 부하에 제공되는 전압 또는 전류를 상승시킨다.
도 1은 전자장치의 구성 블록도이다.
도 2는 모듈화된 복수의 트랜스포머 디바이스 중 하나의 사시도이다.
도 3은 두 개의 트랜스포머 디바이스를 상호 연결한 모습을 나타내는 측면도이다.
도 4는 케이블에 의해 연결되는 복수의 트랜스포머 디바이스를 벤딩시키는 모습을 나타내는 측면도이다.
도 5는 복수의 트랜스포머 디바이스를 매트릭스 형태로 상호 연결시킨 모습을 나타내는 평면도이다.
도 6은 트랜스포머 디바이스 내부의 트랜스포머 회로의 측단면도이다.
도 7은 트랜스포머 디바이스 내부의 트랜스포머 회로 및 단자 구조를 나타내는 예시도이다.
도 8은 두 트랜스포머 디바이스를 직렬로 연결시키는 경우의 연결형태를 나타내는 예시도이다.
도 9는 두 트랜스포머 디바이스를 병렬로 연결시키는 경우의 연결형태를 나타내는 예시도이다.
도 10은 두 트랜스포머 디바이스를 연결할 때, 입력측 코일들을 직렬로 연결하고 출력측 코일들을 병렬로 연결하는 구조를 나타내는 예시도이다.
도 11은 직렬 연결에 대응하도록 마련된 트랜스포머 디바이스의 내부 회로를 나타내는 예시도이다.
도 12는 병렬 연결에 대응하도록 마련된 트랜스포머 디바이스의 내부 회로를 나타내는 예시도이다.
도 13은 트랜스포머 디바이스가 PCB에 실장되는 전원공급부의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 13과 같은 PCB 상에 복수의 트랜스포머 디바이스가 실장된 모습을 나타내는 사시도이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들에 관해 상세히 설명한다. 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 상호 배타적인 구성이 아니며, 하나의 장치 내에서 복수 개의 실시예가 선택적으로 조합되어 구현될 수 있다. 이러한 복수의 실시예의 조합은 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술자가 본 발명의 사상을 구현함에 있어서 임의로 선택되어 적용될 수 있다.
만일, 실시예에서 제1구성요소, 제2구성요소 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 있다면, 이러한 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용되는 것이며, 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용되는 바, 이들 구성요소는 용어에 의해 그 의미가 한정되지 않는다. 실시예에서 사용하는 용어는 해당 실시예를 설명하기 위해 적용되는 것으로서, 본 발명의 사상을 한정하지 않는다.
또한, 본 명세서에서의 복수의 구성요소 중 "적어도 하나(at least one)"라는 표현이 나오는 경우에, 본 표현은 복수의 구성요소 전체 뿐만 아니라, 복수의 구성요소 중 나머지를 배제한 각 하나 혹은 이들의 조합 모두를 지칭한다.
도 1은 전자장치의 구성 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전자장치(1)는 예를 들면 디스플레이장치로 구현된다. 그러나, 본 실시예와 같은 경우는 전자장치(1)의 다양한 구현 예시 중에 하나에 불과하다. 전자장치(1)의 종류는 한정되지 않으며, TV, 모니터, 디지털 사이니지(signage), 전자칠판, 전자액자, 비디오 월(video wall) 등을 포함하는 고정형 디스플레이장치이거나; 셋탑박스, 광학미디어 재생기기 등을 포함하는 영상처리장치이거나; 컴퓨터본체, 랩탑 컴퓨터 등을 포함하는 정보처리장치이거나; 스마트폰, 태블릿기기, 휴대용 멀티미디어 재생기기 등을 포함하는 모바일기기이거나; 웨어러블 디바이스이거나; 냉장고, 세탁기, 공기조화기, 식기세척기 등을 포함하는 생활가전 등의 다양한 종류의 장치로 구현될 수 있다.
전자장치(1)는 인터페이스부(10)를 포함할 수 있다. 인터페이스부(10)는 전자장치(1)가 외부장치(205)를 비롯한 다양한 종류의 장치 및 서버와 통신을 수행하고, 또한 데이터를 송수신하기 위한 인터페이스 회로를 포함한다. 인터페이스부(10)는 접속 방식에 따라서, 유선 통신연결을 위한 하나 이상의 유선인터페이스부(11)와, 무선 통신연결을 위한 하나 이상의 무선인터페이스부(12)를 포함한다.
유선인터페이스부(11)는 기 정의된 전송규격의 케이블이 접속되는 커넥터 또는 포트를 포함한다. 예를 들면, 유선인터페이스부(11)는 방송신호를 수신하도록 지상파 또는 위성방송 안테나에 접속되거나 케이블방송의 케이블이 접속되는 포트를 포함한다. 또는, 유선인터페이스부(11)는 다양한 영상처리장치와 접속하도록 HDMI, DP, DVI, 컴포넌트, 컴포지트, S-Video, 썬더볼트 등 다양한 유선전송규격의 케이블이 접속되는 포트를 포함한다. 또는, 유선인터페이스부(11)는 USB 기기와 접속하기 위한 USB 규격의 포트를 포함한다. 또는, 유선인터페이스부(11)는 광케이블이 접속되는 광포트를 포함한다. 또는, 유선인터페이스부(11)는 외부 마이크로폰이 접속되는 오디오 입력 포트와, 헤드셋, 이어폰, 외부 스피커 등이 접속되는 오디오 출력 포트를 포함한다. 또는, 유선인터페이스부(11)는 광역 네트워크에 접속하기 위해 게이트웨이, 라우터, 허브 등에 접속하는 이더넷 포트를 포함한다.
무선인터페이스부(12)는 다양한 종류의 무선통신 프로토콜에 대응하는 통신모듈, 통신칩 등의 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하는 양방향 통신회로를 포함한다. 예를 들면, 무선인터페이스부(12)는 와이파이 방식에 따라서 AP와 무선통신을 수행하는 와이파이 통신칩과, 블루투스, Zigbee, Z-Wave, WirelessHD, WiGig, NFC 등의 무선통신을 수행하는 통신칩, IR 통신을 위한 IR 모듈, 모바일기기와 이동통신을 수행하는 이동통신칩 등을 포함한다.
전자장치(1)는 디스플레이부(20)를 포함할 수 있다. 디스플레이부(20)는 화면 상에 영상을 표시할 수 있는 디스플레이 패널을 포함한다. 디스플레이 패널은 액정 방식과 같은 수광 구조 또는 OLED 방식과 같은 자발광 구조로 마련된다. 디스플레이부(20)는 디스플레이 패널의 구조에 따라서 부가적인 구성을 추가로 포함할 수 있는데, 예를 들면 디스플레이 패널이 액정 방식이라면, 디스플레이부(20)는 액정 디스플레이 패널과, 광을 공급하는 백라이트유닛과, 액정 디스플레이 패널의 액정을 구동시키는 패널구동기판을 포함한다.
전자장치(1)는 사용자입력부(30)를 포함할 수 있다. 사용자입력부(30)는 사용자의 입력을 수행하기 위해 사용자가 조작할 수 있도록 마련된 다양한 종류의 사용자 입력 인터페이스 관련 회로를 포함한다. 사용자입력부(30)는 전자장치(1)의 종류에 따라서 여러 가지 형태의 구성이 가능하며, 예를 들면 전자장치(1)의 기계적 또는 전자적 버튼부, 터치패드, 센서, 카메라, 터치스크린, 전자장치(1)의 본체와 분리된 리모트 컨트롤러 등이 있다.
전자장치(1)는 저장부(40)를 포함할 수 있다. 저장부(40)는 디지털화된 데이터를 저장한다. 저장부(40)는 전원의 제공 유무와 무관하게 데이터를 보존할 수 있는 비휘발성 속성의 스토리지(storage)와, 프로세서(60)에 의해 처리되기 위한 데이터가 로딩되며 전원이 제공되지 않으면 데이터를 보존할 수 없는 휘발성 속성의 메모리(memory)를 포함한다. 스토리지에는 플래시메모리(flash-memory), HDD(hard-disc drive), SSD(solid-state drive) ROM(Read Only Memory) 등이 있으며, 메모리에는 버퍼(buffer), 램(RAM; Random Access Memory) 등이 있다.
전자장치(1)는 전원공급부(50)를 포함할 수 있다. 전원공급부(50)는 입력되는 외부 전원의 전력 특성을 전자장치(1)의 각 구성요소들에 대응하도록 조정하여 해당 구성요소들에게 전달한다. 예를 들면, 전원공급부(50)는 외부 전원으로부터 입력되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하고, 전자장치(1)의 각 구성요소에 맞는 전류 또는 전압으로 조정된 전력을 출력한다. 이를 위하여, 전원공급부(50)는 SMPS를 포함할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 전원공급부(50)는 모듈화된 복수의 트랜스포머를 포함하는데, 트랜스포머에 관한 설명은 후술한다.
전자장치(1)는 프로세서(60)를 포함할 수 있다. 프로세서(60)는 인쇄회로기판 상에 장착되는 CPU, 칩셋, 버퍼, 회로 등으로 구현되는 하나 이상의 하드웨어 프로세서를 포함하며, 설계 방식에 따라서는 SOC(system on chip)로 구현될 수도 있다. 프로세서(60)는 전자장치(1)가 디스플레이장치로 구현되는 경우에 디멀티플렉서, 디코더, 스케일러, 오디오 DSP(Digital Signal Processor), 앰프 등의 다양한 프로세스에 대응하는 모듈들을 포함한다. 여기서, 이러한 모듈들 중 일부 또는 전체가 SOC로 구현될 수 있다. 예를 들면, 디멀티플렉서, 디코더, 스케일러 등 영상처리와 관련된 모듈이 영상처리 SOC로 구현되고, 오디오 DSP는 SOC와 별도의 칩셋으로 구현되는 것이 가능하다.
이하, 이러한 전자장치(1)의 전원공급부(50)에 적용되는 트랜스포머의 구조에 관해 설명한다.
도 2는 모듈화된 복수의 트랜스포머 디바이스 중 하나의 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 트랜스포머 디바이스(1000)는 디바이스본체(1100)를 포함한다. 디바이스본체(1100)는 육면체의 외형을 가진 하우징 내에, 후술할 트랜스포머 회로(1200)를 내장한다. 본 실시예에서는 디바이스본체(1100)의 X 방향 모서리의 길이 및 Y 방향 모서리의 길이가 실질적으로 동일한 정사각형의 판면을 가진다. 다만, 이는 설계방식에 따라서 달라질 수 있는 사항이며, 디바이스본체(1100)의 X 방향 모서리의 길이 및 Y 방향 모서리의 길이가 서로 상이할 수도 있다. 즉, 설계방식에 따라서, 디바이스본체(1100)는 X-Y 평면에 평행한 판면이 정사각형을 가질 수도 있고, 직사각형을 가질 수도 있다.
트랜스포머 회로(1200)는 인가되는 교류 전압을 조정하여 출력한다. 트랜스포머 회로(1200)는 코어에 상호 절연된 한 쌍의 코일이 각기 권선되어 있는 구조를 가지는데, 이에 관한 자세한 설명은 후술한다.
트랜스포머 디바이스(1000)는 디바이스본체(1100)의 4방향 모서리, 구체적으로는 디바이스본체(1100)에서 Z 방향을 따라서 기립된 4방향 모서리의 측벽에 각기 마련된 커넥터(1310, 1320, 1330, 1340)를 포함한다. 본 실시예에서 트랜스포머 디바이스(1000)는, 디바이스본체(1100)의 -Y 방향 모서리에 마련된 제1커넥터(1310), 디바이스본체(1100)의 Y 방향 모서리에 마련된 제2커넥터(1320), 디바이스본체(1100)의 -X 방향 모서리에 마련된 제3커넥터(1330), 디바이스본체(1100)의 X 방향 모서리에 마련된 제4커넥터(1340)를 포함한다. 즉, 트랜스포머 디바이스(1000)의 평면 모습은, 디바이스본체(1100)로부터 4방향 모서리로부터 총 4개의 커넥터(1310, 1320, 1330, 1340)가 디바이스본체(1100)의 주위를 향해 연장된 형상을 가진다.
커넥터(1310, 1320, 1330, 1340)의 세부적인 구조는 설계방식에 따라서 다양하게 마련될 수 있다. 커넥터(1310, 1320, 1330, 1340)의 한 가지 예시로서, 커넥터(1310, 1320, 1330, 1340)는 디바이스본체(1100) 내부의 트랜스포머 회로(1200)와 전기적으로 연결된 인쇄회로기판을 포함한다. 인쇄회로기판은 하나 이상의 배선이 프린팅되며, 해당 배선을 통해 트랜스포머 회로(1200)로부터 전력이 출력되거나 또는 외부로부터의 전력이 트랜스포머 회로(1200)에 인가된다.
전자장치에는 복수의 트랜스포머 디바이스(1000)가 함께 사용된다. 트랜스포머 디바이스(1000)에 마련된 각 커넥터(1310, 1320, 1330, 1340)를 통해, 복수의 트랜스포머 디바이스(1000) 각각에 마련된 트랜스포머 회로(1200)가 상호 전기적으로 연결된다. 복수의 트랜스포머 디바이스(1000)의 상호 연결을 통해, 높은 출력전압 또는 높은 출력전류를 달성할 수 있도록 마련된다.
이하, 복수의 트랜스포머 디바이스(1000)를 상호 연결하는 방식에 관해 설명한다.
도 3은 두 개의 트랜스포머 디바이스를 상호 연결한 모습을 나타내는 측면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1트랜스포머 디바이스(1000)는 제1디바이스본체(1100) 및 복수의 커넥터(1310, 1320)를 가진다. 제2트랜스포머 디바이스(2000)는 제1트랜스포머 디바이스(1000)와 실질적으로 동일한 구조를 가지는 바, 제2트랜스포머 디바이스(2000)는 제2디바이스본체(2100) 및 복수의 커넥터(2310, 2320)를 가진다. 제1트랜스포머 디바이스(1000) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)는 케이블(5100)에 의해 상호 전기적으로 연결된다.
케이블(5100)의 제1단(5110)은 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 어느 한 커넥터(1320)에 결합되며, 케이블(5100)의 제2단(5120)은 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 어느 한 커넥터(2310)에 결합된다. 케이블(5100)은 전기적인 연결을 가능하게 하는 범위 내에서 다양한 구조가 적용될 수 있는데, 본 실시예에서는 케이블(5100)이 플렉서블 케이블(flexible cable)로 마련된다.
제1트랜스포머 디바이스(1000)의 커넥터(1310, 1320)는 케이블(5100)의 결합을 보다 안정적으로 하도록 추가적인 구성이 적용될 수 있다. 예를 들면, 커넥터(1310, 1320)는 케이블(5100)의 제1단(5110)이 결합된 상태에서, 케이블(5100)의 제1단(5110)을 덮도록 회동하여 커넥터(1310, 1320)로부터 케이블(5100)이 빠지지 않도록 하는 덮개를 추가로 가질 수 있다. 또는, 커넥터(1310, 1320) 자체가 제1디바이스본체(1100)에 대해 회동 가능하게 마련될 수 있다. 이 경우에, 커넥터(1310, 1320)는 케이블(5100)의 제1단(5110)이 용이하게 결합되도록 제1디바이스본체(1100)로부터 개방되도록 회동되고, 케이블(5100)의 제1단(5110)이 결합된 이후에는 제1디바이스본체(1100)에 근접하도록 회동되게 마련된다. 상기한 덮개는 커넥터(1310, 1320)에 결합된 케이블(5100)의 이탈을 방지하도록 록킹(locking)한다. 예를 들면, 케이블(5100)의 제1단(5110)이 커넥터(1320)에 결합되고 덮개가 제1디바이스본체(1100)에 근접하도록 회동하면, 케이블(5100)이 커넥터(1320)로부터 이탈되지 않도록 록킹된다. 반면, 덮개가 제1디바이스본체(1100)로부터 개방되도록 회동하면, 케이블(5100)의 제1단(5110)은 외력에 의해 커넥터(1320)로부터 용이하게 이탈될 수 있게 된다.
플렉서블한 케이블(5100)이 제1트랜스포머 디바이스(1000) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)를 연결하는 구조가 적용됨으로써, 전자장치의 슬림화를 실현하면서도 외부 압력에 대하여 트랜스포머의 강도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어 -Z 방향으로 제1트랜스포머 디바이스(1000)에 외력이 작용함으로써 제1트랜스포머 디바이스(1000)가 -Z 방향으로 소정 간격 이동하더라도, 케이블(5100) 때문에 제2트랜스포머 디바이스(2000)는 원 위치에서 이동하지 않을 수 있다. 즉, 전자장치에 적용되는 트랜스포머를 복수의 트랜스포머 디바이스(1000, 2000)로 모듈화한 상태에서 플렉서블한 케이블(5100)로 상호 연결시키므로, 외력에 대해 보다 유연하게 변형할 수 있다. 이로써, 슬림화된 전자장치에 대응하여 트랜스포머를 슬림화된 구조로 구현시켰을 때에, 두께방향으로 작용하는 외력에 대한 강도를 높이고 크랙을 방지할 수 있다.
한편, 플렉서블한 케이블(5100)을 적용함으로써, 벤딩 가능하도록 플렉서블하게 구현된 전자장치에도 본 실시예에 따른 트랜스포머의 구조를 적용할 수 있다. 이하, 이러한 실시예에 관해 설명한다.
도 4는 케이블에 의해 연결되는 복수의 트랜스포머 디바이스를 벤딩시키는 모습을 나타내는 측면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, Y 방향으로 제1트랜스포머 디바이스(1000), 제2트랜스포머 디바이스(2000), 제3트랜스포머 디바이스(3000)가 순차적으로 배치된다. 제1트랜스포머 디바이스(1000) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000) 사이와, 제2트랜스포머 디바이스(2000) 및 제3트랜스포머 디바이스(3000) 사이는, 각각 케이블(5100, 5200)에 의해 연결된다. 제1트랜스포머 디바이스(1000), 제2트랜스포머 디바이스(2000), 제3트랜스포머 디바이스(3000) 중 적어도 하나는 별도의 회로기판(6100, 6200)에 연결될 수 있다. 제1트랜스포머 디바이스(1000) 및 제1회로기판(6100) 사이와, 제3트랜스포머 디바이스(3000) 및 제2회로기판(6200) 사이는, 각각 케이블(5300, 5400)에 의해 연결된다.
본 구조는 Y 방향을 따라서 평행하게 연장될 수도 있고, 외력이 작용하면 플렉서블한 케이블(5100, 5200, 5300, 5400)에 의해 전체적으로 벤딩될 수 있다. 즉, 케이블(5100, 5200, 5300, 5400)은 특정 영역에서 발생하는 외력으로 인해 크랙이 발생하는 것을 방지할 뿐만 아니라, 벤딩이 가능하도록 함으로써 플렉서블한 전자장치에도 적용될 수 있다.
이하, 복수의 트랜스포머 디바이스를 상호 연결시킨 구조에 관해 설명한다.
도 5는 복수의 트랜스포머 디바이스를 매트릭스 형태로 상호 연결시킨 모습을 나타내는 평면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, X-Y 평면 상에서 복수의 트랜스포머 디바이스(1000)는 X 방향 또는 이에 수직한 Y 방향을 따라서, 케이블(5100, 5200)을 사용하여 상호 연결될 수 있다. 각 트랜스포머 디바이스(1000)는 사각형(정사각형 또는 직사각형)의 판면을 가지므로, 케이블(5100, 5200)에 의해 연결된 복수의 트랜스포머 디바이스(1000)는 전체적으로 매트릭스의 형태를 나타낸다.
이와 같이 복수의 트랜스포머 디바이스(1000)는 전기적으로 상호 연결됨으로써, 인가되는 전압의 특성을 변경시켜 부하에 출력한다. 이를 위해, 복수의 트랜스포머 디바이스(1000)는 케이블(5100, 5200)을 통해 부하에 연결된 별도의 PCB에 연결될 수 있다.
여기서, 복수의 트랜스포머 디바이스(1000)는 어느 방향으로 상호 연결되는가에 따라서, 부하에 출력되는 전압의 특성이 달라진다. 예를 들어, 본 도면에서 트랜스포머 디바이스(1000)의 Y 방향에 따라서 상호 마주하는 제1모서리 및 제2모서리가 있고, X 방향에 따라서 상호 마주하는 제3모서리 및 제4모서리가 있다고 한다. 트랜스포머 디바이스(1000)의 제1모서리 또는 제2모서리에 대해 타 트랜스포머 디바이스(1000)의 제1모서리 또는 제2모서리가 연결되도록 하면, 직렬 연결이 된다. 반면에, 트랜스포머 디바이스(1000)의 제3모서리 또는 제4모서리에 대해 타 트랜스포머 디바이스(1000)의 제3모서리 또는 제4모서리가 연결되도록 하면, 병렬 연결이 된다. 물론, 이러한 연결 방식은 설계변경 시의 선택사항으로서, 직렬 연결 및 병렬 연결이 반대의 경우로 대체될 수도 있다.
직렬 연결 및 병렬 연결을 구분하기 위해서는 트랜스포머 디바이스(1000)의 방위(orientation)가 식별될 필요가 있으므로, 트랜스포머 디바이스(1000)의 일측에는 트랜스포머 디바이스(1000)의 방위를 식별하도록 안내하는 마커(1110)가 마련될 수 있다. 마커(1110)는 그래픽디자인, 아이콘, 메시지 등 다양한 방식으로 마련될 수 있다. 타 트랜스포머 디바이스(1000)와 연결되는 트랜스포머 디바이스(1000)의 방위에 따라서, 직렬로 연결되는 경우와 병렬로 연결되는 경우가 달라진다. 마커(1110)는 직렬 연결을 위한 트랜스포머 디바이스(1000)의 방위와, 병렬 연결을 위한 트랜스포머 디바이스(1000)의 방위를 사용자가 용이하게 구분할 수 있도록 제공된다.
또는, 마커(1110)는 트랜스포머 디바이스(1000)의 평면 상에서 일측에 편향되도록 배치된 이미지로 구현됨으로써, 트랜스포머 디바이스(1000)의 특정 방위를 용이하게 식별가능하도록 마련될 수도 있다. 예를 들어, 마커(1110)는 트랜스포머 디바이스(1000)의 제1모서리 및 제3모서리 사이의 꼭지점에 근접한 위치에 마련된 이미지를 포함할 수 있다. 이로써, 사용자는 복수의 트랜스포머 디바이스(1000)의 특정 방향에 따른 오리엔테이션을 용이하게 식별할 수 있다.
또는, 케이블(5100, 5200)이 결합되는 트랜스포머 디바이스(1000)의 4방향 커넥터(1310, 1320, 1330, 1340) 중에서, 직렬 연결에 대응하는 제1커넥터(1310) 및 제2커넥터(1320)와, 병렬 연결에 대응하는 제3커넥터(1330) 및 제4커넥터(1340)는 서로 상이한 결합 형상을 가질 수 있다. 이러한 경우에, 케이블(5100)은 제1커넥터(1310) 또는 제2커넥터(1320)에 결합시킬 수 있지만, 제3커넥터(1330) 또는 제4커넥터(1340)에 결합시킬 수 없다. 반면에, 케이블(5200)은 제3커넥터(1330) 또는 제4커넥터(1340)에 결합시킬 수 있지만, 제1커넥터(1310) 또는 제2커넥터(1320)에 결합시킬 수 없다. 이러한 구조에 따라서, 복수의 트랜스포머 디바이스(1000) 간에 잘못 연결될 수 있는 소지가 미연에 방지될 수 있다. 그러나, 이는 설계 방식의 한 가지 예시일 뿐으로서, 복수의 커넥터(1310, 1320, 1330, 1340)가 모두 동일한 결합 형상을 가질 수도 있다.
이하, 트랜스포머 디바이스(1000) 내부의 회로 및 배선 구조에 관해 설명한다.
도 6은 트랜스포머 디바이스 내부의 트랜스포머 회로의 측단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 디바이스본체 내부의 트랜스포머 회로(1200)는 코어(1210)를 포함한다. 또한, 트랜스포머 회로(1200)는, 코어(1210)에 권선된 입력측 코일(1220)과, 코어(1210)에 권선되며 입력측 코일(1220)에 대해 절연된 출력측 코일(1230)을 포함한다. 입력측 코일(1220)에 입력 전압이 인가되면, 전자기 유도에 의해 출력측 코일(1230)로부터 입력 전압이 조정된 출력 전압이 출력된다.
코어(1210)는 예를 들면 페라이트(ferrite) 또는 강철 재질을 포함한다. 코어(1210)는 입력측 코일(1220) 및 출력측 코일(1230)이 각기 권선되는 보빈(bobbin)을 역할을 수행하는 한편, 전자기 유도에 의한 자속의 이동을 활발하게 함으로써 자기장의 활성화에 기여한다.
손실을 고려하지 않은 이상적인 경우에, 트랜스포머 회로(1200)의 전압은 입력측 코일(1220)의 권선 수 및 출력측 코일(1230)의 권선 수의 비에 따른다. 예를 들면, 출력전압을 입력전압의 1/2로 낮추고자 한다면, 출력측 코일(1230)의 권선 수를 입력측 코일(1220)의 권선 수의 1/2로 하면 된다. 다만, 입력측 코일(1220)로부터 출력측 코일(1230)에 전압이 전달되는 과정에서, 자력선의 변화에 의해 코어(1210) 내부에 생기는 소용돌이 모양의 유도전류에 의한 손실과, 입력측 코일(1220) 및 출력측 코일(1230) 자체의 저항에 의한 손실이 발생한다. 이 때문에, 실질적인 출력전압의 레벨은 이상적인 경우와 다소 차이가 발생한다. 따라서, 이러한 점을 고려하여 권선의 수가 결정된다.
도 7은 트랜스포머 디바이스 내부의 트랜스포머 회로 및 단자 구조를 나타내는 예시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 트랜스포머 디바이스(1000)의 디바이스본체(1100) 내부에는 트랜스포머 회로(1200)가 마련된다. 트랜스포머 회로(1200)는 입력 전압이 인가되고 자기장을 형성하는 입력측 코일(1220)과, 형성된 자기장에 의해 출력 전압을 생성하여 출력하는 출력측 코일(1230)을 포함한다. 디바이스본체(1100)의 4방향 모서리에는 복수의 단자가 마련되는데, 이들 단자는 입력측 코일(1220) 또는 출력측 코일(1230)에 전기적으로 연결되는 한편, 커넥터(1310, 1320, 1330, 1340; 도 2 참조)에 전기적으로 연결된다.
이들 단자 중에서, D11 단자, D12 단자, A11 단자, A12 단자, A13 단자, A14 단자는 입력측 코일(1220)에 연결된 단자이다. 한편, D21 단자, D22 단자, A21 단자, A22 단자, A23 단자, A24 단자는 출력측 코일(1230)에 연결된 단자이다. 입력측 코일(1220)에 연결된 단자들 및 출력측 코일(1230)에 연결된 단자들은 상호 절연된다.
또한, 이들 단자 중에서, D11 단자, D12 단자, D21 단자, D22 단자는 직렬 연결에 관련된 단자이다. 한편, A11 단자, A12 단자, A13 단자, A14 단자, A21 단자, A22 단자, A23 단자, A24 단자는 병렬 연결에 관련된 단자이다.
또한, 이들 단자 중에서, D11 단자, D21 단자는 디바이스본체(1100)의 제1모서리(예를 들면, -Y 방향의 측면)에 마련된다. D12 단자, D22 단자는 디바이스본체(1100)의 제2모서리(예를 들면, Y 방향의 측면)에 마련된다. A11 단자, A13 단자, A21 단자, A23 단자는 디바이스본체(1100)의 제3모서리(예를 들면, -X 방향의 측면)에 마련된다. A12 단자, A14 단자, A22 단자, A24 단자는 디바이스본체(1100)의 제4모서리(예를 들면, X 방향의 측면)에 마련된다.
D11 단자는 입력측 코일(1220)의 일단부에 연결된 노드(node)인 N11 노드에 연결된다. D12 단자는 입력측 코일(1220)의 타단부에 연결된 노드인 N12 노드에 연결된다. A11 단자 및 A12 단자는 N11 노드에 각기 연결된다. A13 단자 및 A14 단자는 N12 노드에 각기 연결된다. 즉, N11 노드로부터 A11 단자 및 A12 단자로 분기되며, N12 노드로부터 A13 단자 및 A14 단자로 분기된다.
D21 단자는 출력측 코일(1230)의 일단부에 연결된 노드인 N21 노드에 연결된다. D22 단자는 출력측 코일(1230)의 타단부에 연결된 노드인 N22 노드에 연결된다. A21 단자 및 A22 단자는 N21 노드에 각기 연결된다. A23 단자 및 A24 단자는 N22 노드에 각기 연결된다. 즉, N21 노드로부터 A21 단자 및 A22 단자로 분기되며, N22 노드로부터 A23 단자 및 A24 단자로 분기된다.
이러한 트랜스포머 회로(1200)를 가진 트랜스포머 디바이스(1000)는 동일한 구조를 가진 하나 이상의 타 트랜스포머 디바이스(2000, 도 3 참조)와, 케이블(5100, 도 3 참조)을 통해 연결될 수 있다. 이 때, 케이블(5100, 도 3 참조)이 트랜스포머 디바이스(1000)의 복수의 단자 및 타 트랜스포머 디바이스(2000, 도 3 참조)의 복수의 단자 중에서, 어느 단자들을 상호 연결시키는가에 따라서, 최종적으로 부하에 출력되는 전력의 특성이 달라진다.
이하, 트랜스포머 디바이스(1000) 및 타 트랜스포머 디바이스(2000, 도 3 참조) 사이의 두 가지 연결방식에 관해 설명한다.
도 8은 두 트랜스포머 디바이스를 직렬로 연결시키는 경우의 연결형태를 나타내는 예시도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1트랜스포머 디바이스(1000) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)는 실질적으로 동일한 구조를 가진다. 이와 같이, 동일한 구조를 가진 복수의 트랜스포머 디바이스(1000, 2000)가 연결되어 사용됨으로써, 다양한 전력 요구특성을 가진 전자장치에도 공통적으로 대응할 수 있다. 또한, 트랜스포머 디바이스(1000, 2000)는 케이블(5100)에 의한 연결을 용이하게 하고, 연결된 상태의 기능을 용이하게 식별할 수 있도록, 사각형의 형상을 가진다. 본 실시예에서는 복수의 트랜스포머 디바이스(1000, 2000)를 Y 방향을 따라서 연결함으로써 직렬 연결에 대응한 경우를 나타내고 있다.
케이블(5100)은 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 제2모서리에 마련된 D12 단자 및 D22 단자를, 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 제1모서리에 마련된 D11 단자 및 D21 단자에 각기 연결시킨다. 이에, 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 제1트랜스포머 회로(1200) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 제2트랜스포머 회로(2200)가 직렬로 연결된다. 입력 전압은 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 D11 단자 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 D12 단자에 인가된다. 출력 전압은 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 D21 단자 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 D22 단자로부터 출력된다.
보다 구체적으로, 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 제1입력측 코일(1220) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 제2입력측 코일(2220)은, 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 D12 단자, 케이블(5100) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 D11 단자를 통해 직렬로 연결된다. 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 제1출력측 코일(1230) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 제2출력측 코일(2230)은, 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 D22 단자, 케이블(5100) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 D21 단자를 통해 직렬로 연결된다.
이러한 제1트랜스포머 디바이스(1000) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 조합에 있어서, 전압이 인가되는 입력측 코일의 권선 수는 제1입력측 코일(1220)의 권선 수 및 제2입력측 코일(2220)의 권선 수의 합에 해당한다. 또한, 전압이 출력되는 출력측 코일의 권선 수는 제1출력측 코일(1230)의 권선 수 및 제2출력측 코일(2230)의 권선 수의 합에 해당한다. 이와 같이, 입력측 코일의 직렬로 연결된 권선 수와 출력측 코일의 직렬로 연결된 권선 수가 증가하게 되므로, 본 실시예와 같은 구조에 의해, 제1트랜스포머 디바이스(1000) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 조합은 높은 전압을 필요로 하는 부하에 대응할 수 있다.
도 9는 두 트랜스포머 디바이스를 병렬로 연결시키는 경우의 연결형태를 나타내는 예시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 복수의 트랜스포머 디바이스(1000, 2000)를 X 방향을 따라서 연결함으로써 병렬 연결에 대응한 경우를 나타내고 있다.
케이블(5200)은 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 제4모서리에 마련된 A12 단자, A22 단자, A14 단자 및 A24 단자를, 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 제3모서리에 마련된 A11 단자, A21 단자, A13 단자 및 A23 단자에 각기 연결시킨다. 이에, 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 제1트랜스포머 회로(1200) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 제2트랜스포머 회로(2200)가 병렬로 연결된다. 입력 전압은 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 A11 단자 및 A13 단자에 각기 인가된다. 출력 전압은 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 A22 단자 및 A24 단자로부터 출력된다.
보다 구체적으로, 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 제1입력측 코일(1220)의 일단부 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 제2입력측 코일(2220)의 일단부는, 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 A12 단자, 케이블(5200) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 A11 단자를 통해 병렬로 연결된다. 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 제1입력측 코일(1220)의 타단부 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 제2입력측 코일(2220)의 타단부는, 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 A14 단자, 케이블(5200) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 A13 단자를 통해 병렬로 연결된다.
제1트랜스포머 디바이스(1000)의 제1출력측 코일(1230)의 일단부 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 제2출력측 코일(2230)의 일단부는, 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 A22 단자, 케이블(5200) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 A21 단자를 통해 병렬로 연결된다. 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 제1출력측 코일(1230)의 타단부 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 제2출력측 코일(2230)의 타단부는, 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 A24 단자, 케이블(5200) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 A23 단자를 통해 병렬로 연결된다.
이러한 제1트랜스포머 디바이스(1000) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 조합에 있어서, 부하에 대해 입력측 코일 및 출력측 코일의 병렬로 연결된 개수가 증가하게 된다. 따라서, 본 실시예와 같은 구조에 의해, 제1트랜스포머 디바이스(1000) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 조합은 높은 전류를 필요로 하는 부하에 대응할 수 있다.
상기한 두 가지 실시예에서 설명한 바와 같이, 공통된 구조를 가진 복수의 트랜스포머 디바이스(1000, 2000)의 연결 조합을 상이하게 함으로써, 높은 전압에 대응하는 경우 및 높은 전류에 대응하는 경우 각각에 맞게 적용할 수 있다. 본 실시예에서는 두 개의 트랜스포머 디바이스(1000, 2000)를 조합하는 경우에 관해서만 설명하였으나, 대응하여야 하는 전압 또는 전류의 특성에 따라서, 셋 이상의 트랜스포머 디바이스(1000, 2000)를 직렬 연결시키거나 또는 병렬 연결시킬 수 있다.
한편, 앞선 실시예에서는 두 트랜스포머 디바이스(1000, 2000)를 상호 연결시킴에 있어서, 두 입력측 코일(1220, 2220) 사이의 연결방식 및 두 출력측 코일(1230, 2230) 사이의 연결방식을 동일하게 하는 경우에 관해 설명하였다. 즉, 두 입력측 코일(1220, 2220) 사이가 직렬로 연결되어 있으면 두 출력측 코일(1230, 2230) 사이도 직렬로 연결되며, 두 입력측 코일(1220, 2220) 사이가 병렬로 연결되어 있으면 두 출력측 코일(1230, 2230) 사이도 병렬로 연결된다.
그러나, 두 트랜스포머 디바이스(1000, 2000)를 상호 연결시킬 때, 설계 방식에 따라서는 입력측 코일들(1220, 2220)을 직렬로 연결하는 동시에 출력측 코일들(1230, 2230)을 병렬로 하는 구조도 가능하다. 이하, 이러한 실시예에 관해 설명한다.
도 10은 두 트랜스포머 디바이스를 연결할 때, 입력측 코일들을 직렬로 연결하고 출력측 코일들을 병렬로 연결하는 구조를 나타내는 예시도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제1트랜스포머 디바이스(1000) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)을 상호 연결시킬 때, 추가적인 PCB(6300)을 통해 두 입력측 코일(1220, 2220)을 직렬로 연결시키는 한편 두 출력측 코일(1230, 2230)을 병렬로 연결시키는 구조가 가능하다. 이러한 구조는, 예를 들면 전력의 입력측에서는 높은 전압의 대응이 요구되는 반면에 전력의 출력측에서는 높은 전류의 대응이 요구되는 경우에 필요할 수 있다.
제1케이블(5500)에 의해, 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 D12 단자 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 D11 단자가 연결된다. 이에, 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 제1입력측 코일(1220) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 제2입력측 코일(2220)이 직렬 연결됨으로써, 입력측 코일이 높은 전압에 대응하도록 연결된다. 한편, 제1케이블(5500)에 의해, 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 D22 단자 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 D21 단자가 연결되지 않는다. 이에, 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 제1출력측 코일(1230) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 제2출력측 코일(2230)은 제1케이블(5500)에 의해 직렬 연결되지 않는다.
PCB(6300)는 제2케이블(5600) 및 제3케이블(5700)이 결합되기 위한 커넥터 구조를 추가적으로 가진다.
제2케이블(5600)에 의해 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 A22 단자 및 A24 단자가 PCB(6300)에 연결된다. 한편, 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 A12 단자 및 A14 단자는 제2케이블(5600)에 의해 PCB(6300)에 연결되지 않는다. 이로써, 제1출력측 코일(1230)은 제2케이블(5600)을 통해 PCB(6300)에 연결되는 반면, 제1입력측 코일(1220)은 제2케이블(5600)을 통해 PCB(6300)에 연결되지 않는다.
또한, 제3케이블(5700)에 의해 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 A22 단자 및 A24 단자가 PCB(6300)에 연결된다. 한편, 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 A12 단자 및 A14 단자는 제3케이블(5700)에 의해 PCB(6300)에 연결되지 않는다. 이로써, 제2출력측 코일(2230)은 제3케이블(5700)을 통해 PCB(6300)에 연결되는 반면, 제2입력측 코일(2220)은 제3케이블(5700)을 통해 PCB(6300)에 연결되지 않는다.
PCB(6300)는 제1트랜스포머 디바이스(1000) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 조합으로부터 출력되는 출력 전압을 부하에 전달하게 마련된다. 여기서, PCB(6300)는 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 제1출력측 코일(1230) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 제2출력측 코일(2230)을 병렬 연결시킴으로써, 출력측 코일이 높은 전류에 대응하도록 한다. 구체적으로는, PCB(6300)는 제1출력측 코일(1230)의 일단부에 연결된 A22 단자 및 제2출력측 코일(2230)의 일단부에 연결된 A22 단자를 연결시키고, 제1출력측 코일(1230)의 타단부에 연결된 A24 단자 및 제2출력측 코일(2230)의 타단부에 연결된 A24 단자를 연결시킨다.
즉, 본 실시예에 따르면, 제1케이블(5500)에 의해 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 제1입력측 코일(1220) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 제2입력측 코일(2230)을 직렬 연결시키되, 부하에 연결된 PCB(6300)의 배선에 의해 제1트랜스포머 디바이스(1000)의 제1출력측 코일(1230) 및 제2트랜스포머 디바이스(2000)의 제2출력측 코일(2230)을 병렬 연결시킨다. 이로써, 입력측 전력에 높은 전압 대응이 요구되고 출력측 전력에 높은 전류 대응이 요구되는 경우에, 본 실시예에 따른 구조가 대처할 수 있다.
한편, 앞선 실시예들에 따른 트랜스포머 디바이스는 직렬 연결의 경우 및 병렬 연결의 경우에 모두 대응하기 위한 구조를 가진다. 즉, 상기한 트랜스포머 디바이스는 직렬 연결의 경우 및 병렬 연결의 경우에 공통적으로 사용되며, 케이블로 어느 커넥터를 연결하는가에 따라서 연결 방식이 달리지는 구조를 가진다.
다만, 설계 방식에 따라서는, 트랜스포머 디바이스가 직렬 연결 및 병렬 연결 중 어느 하나에만 대응하는 구조로 마련될 수도 있다. 이하, 이러한 실시예에 관해 설명한다.
도 11은 직렬 연결에 대응하도록 마련된 트랜스포머 디바이스의 내부 회로를 나타내는 예시도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 트랜스포머 디바이스(7000)는 입력측 코일(7100) 및 출력측 코일(7200)을 포함한다. 트랜스포머 디바이스(7000)의 제1모서리에는, 입력측 코일(7100)의 일단부에 연결된 D11 단자와, 출력측 코일(7200)의 일단부에 연결된 D21 단자가 마련된다. 트랜스포머 디바이스(7000)의 제2모서리에는, 입력측 코일(7100)의 타단부에 연결된 D12 단자와, 출력측 코일(7200)의 타단부에 연결된 D22 단자가 마련된다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 트랜스포머 디바이스(7000)는 앞선 실시예에서의 경우로부터 병렬 연결에 대응하는 구조를 빼고, 직렬 연결에 대응하는 구조만을 포함한다.
트랜스포머 디바이스(7000)를 동일 구조를 가진 타 트랜스포머 디바이스에 연결시키고자 하는 경우에, 예를 들면 케이블에 의해 트랜스포머 디바이스(7000)의 D12 단자가 타 트랜스포머 디바이스의 D11 단자에 연결되고, 트랜스포머 디바이스(7000)의 D22 단자가 타 트랜스포머 디바이스의 D21 단자에 연결된다. 복수의 트랜스포머 디바이스(7000)의 직렬 연결에 관해서는 앞선 실시예에서 이미 설명한 바와 같으므로, 본 실시예에서는 추가적인 설명을 생략한다.
다만, 본 도면에서는 도시되지 않았으나, 트랜스포머 디바이스(7000)는, 제1모서리에 마련되며 D11 단자 및 D12 단자와 각기 연결된 제1커넥터와, 제2모서리에 마련되며 D12 단자 및 D22 단자와 각기 연결된 제2커넥터를 가진다. 제1커넥터 및 제2커넥터는, 플렉서블 케이블이 결합됨으로써 타 트랜스포머 디바이스와 전기적으로 연결되도록 한다.
도 12는 병렬 연결에 대응하도록 마련된 트랜스포머 디바이스의 내부 회로를 나타내는 예시도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 트랜스포머 디바이스(8000)는 입력측 코일(8100) 및 출력측 코일(8200)을 포함한다. 트랜스포머 디바이스(8000)의 제3모서리에는, 입력측 코일(8100)의 일단부에 연결된 A11 단자와, 입력측 코일(8100)의 타단부에 연결된 A13 단자와, 출력측 코일(8200)의 일단부에 연결된 A21 단자와, 출력측 코일(8200)의 타단부에 연결된 A23 단자가 마련된다. 한편, 트랜스포머 디바이스(8000)의 제4모서리에는, 입력측 코일(8100)의 일단부에 연결된 A12 단자와, 입력측 코일(8100)의 타단부에 연결된 A14 단자와, 출력측 코일(8200)의 일단부에 연결된 A22 단자와, 출력측 코일(8200)의 타단부에 연결된 A24 단자가 마련된다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 트랜스포머 디바이스(8000)는 앞선 실시예에서의 경우로부터 직렬 연결에 대응하는 구조를 빼고, 병렬 연결에 대응하는 구조만을 포함한다.
트랜스포머 디바이스(8000)를 동일 구조를 가진 타 트랜스포머 디바이스에 연결시키고자 하는 경우에, 예를 들면 케이블에 의해 트랜스포머 디바이스(8000)의 A12 단자가 타 트랜스포머 디바이스의 A11 단자에 연결되고, 트랜스포머 디바이스(8000)의 A14 단자가 타 트랜스포머 디바이스의 A13 단자에 연결되고, 트랜스포머 디바이스(8000)의 A22 단자가 타 트랜스포머 디바이스의 A21 단자에 연결되고, 트랜스포머 디바이스(8000)의 A24 단자가 타 트랜스포머 디바이스의 A23 단자에 연결된다. 복수의 트랜스포머 디바이스(8000)의 병렬 연결에 관해서는 앞선 실시예에서 이미 설명한 바와 같으므로, 본 실시예에서는 추가적인 설명을 생략한다.
다만, 본 도면에서는 도시되지 않았으나, 트랜스포머 디바이스(8000)는, 제3모서리에 마련되며 A11 단자, A21 단자, A13 단자 및 A23 단자와 각기 연결된 제1커넥터와, 제4모서리에 마련되며 A12 단자, A22 단자, A14 단자 및 A24 단자와 각기 연결된 제2커넥터를 가진다. 제1커넥터 및 제2커넥터는, 플렉서블 케이블이 결합됨으로써 타 트랜스포머 디바이스와 전기적으로 연결되도록 한다.
한편, 앞선 실시예에서는 트랜스포머 디바이스가 케이블을 통해 타 트랜스포머 디바이스 또는 PCB에 연결되는 경우에 관해 설명하였다. 그러나, 트랜스포머 디바이스가 케이블을 사용하지 않고 타 트랜스포머 디바이스에 연결되는 구조도 가능한 바, 이하 이러한 실시예에 관해 설명한다.
도 13은 트랜스포머 디바이스가 PCB에 실장되는 전원공급부의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 전원공급부는 트랜스포머 디바이스(9000) 및 PCB(9400)를 포함한다. 트랜스포머 디바이스(9000)는 디바이스본체(9100)를 포함한다. 디바이스본체(9100)에 관해서는 앞선 실시예에서의 구조와 실질적으로 동일하므로, 자세한 설명을 생략한다. 디바이스본체(9100)의 4방향 모서리에는 복수의 리드(lead)(9200, 9300)가 마련된다. 복수의 리드(9200, 9300)는, 디바이스본체(9100) 내 트랜스포머 회로에 대한 직렬 연결에 대응하는 복수의 직렬용 리드(9200)와, 트랜스포머 회로에 대한 병렬 연결에 대응하는 복수의 병렬용 리드(9300)를 포함한다.
복수의 직렬용 리드(9200)는 앞선 실시예에서의 D11 단자, D21 단자, D12 단자, D22 단자(도 7 참조)에 각기 연결된다. 한편, 복수의 병렬용 리드(9300)는 앞선 실시예에서의 A11 단자, A21 단자, A13 단자, A23 단자, A12 단자, A22 단자, A14 단자, A24 단자(도 7 참조)에 각기 연결된다. 즉, 본 실시예에서의 트랜스포머 디바이스(9000)는 앞선 실시예에서의 복수의 커넥터(1310, 1320, 1330, 1340; 도 1 참조)를 포함하지 않고, 상기한 각 단자로부터 디바이스본체(9100) 외부로 연장된 복수의 리드(9200, 9300)를 포함하는 구조를 가진다. 복수의 리드(9200, 9300)는 디바이스본체(9100)의 측벽으로부터 하향 절곡되도록 연장된다. 즉, 각 리드(9200, 9300)는 그 단부가 -Z 방향을 향하도록 절곡 연장된다.
한편, PCB(9400)는 판면 상에 리드(9200, 9300)의 단부가 수용되는 리드수용홀(9410)을 포함한다. 각 리드(9200, 9300)는 PCB(9400)의 상측으로부터 리드수용홀(9410)에 그 단부가 수용되며, 이 상태에서 리드(9200, 9300)의 단부가 리드수용홀(9410)에 솔더링(soldering)됨으로써 트랜스포머 디바이스(9000)가 PCB(9400)에 실장된다. 이로써, PCB(9400)의 배선이 트랜스포머 디바이스(9000)에 전기적으로 연결된다. 또한, 리드수용홀(9410)은 솔더링 시에 리드(9200, 9300)가 PCB(9400)로부터 이탈하는 것을 방지하는 역할도 수행한다.
PCB(9400)는 트랜스포머 디바이스(9000)가 수용되는 디바이스수용홀(9420)을 더 포함할 수도 있다. 만일 디바이스수용홀(9420)이 없으면 트랜스포머 디바이스(9000)는 PCB(9400)의 상판면에 안착되는 형태로 PCB(9400)에 실장될 것이다. 반면, 트랜스포머 디바이스(9000)가 디바이스수용홀(9420)에 수용된 상태로 PCB(9400)에 실장되면, PCB(9400)의 두께만큼 전원공급부의 두께를 줄일 수 있다.
도 14는 도 13과 같은 PCB 상에 복수의 트랜스포머 디바이스가 실장된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, PCB(9400) 상에 복수의 트랜스포머 디바이스(9000)가 실장됨으로써 전원공급부가 구성될 수 있다. 각 트랜스포머 디바이스(9000)의 직렬용 리드(9200) 및 병렬용 리드(9300)는 앞선 도 13의 구조에 따라서 PCB(9400)에 전기적으로 연결된다. PCB(9400) 상의 배선은 각 트랜스포머 디바이스(9000)의 직렬용 리드(9200) 또는 병렬용 리드(9300)를 타 트랜스포머 디바이스(9000)와 상호 연결시키도록 마련된다. 복수의 트랜스포머 디바이스(9000)가 PCB(9400)에 어떻게 실장되는가에 따라서, 복수의 트랜스포머 디바이스(9000)는 직렬로 연결되거나 또는 병렬로 연결될 수 있다.
복수의 트랜스포머 디바이스(9000)의 직렬 연결 또는 병렬 연결에 따른 회로의 동작은 앞선 실시예에서 설명하였으므로, 본 실시예에서 추가 설명은 생략한다.

Claims (13)

  1. 트랜스포머 디바이스에 있어서,
    타 트랜스포머 디바이스와 연결 가능한 형태로 배열 가능한 형상을 가진 트랜스포머 회로와,
    상기 트랜스포머 회로가 상기 타 트랜스포머 디바이스에 연결된 케이블에 연결되도록, 상기 트랜스포머 회로의 일측에 마련된 커넥터를 포함하며,
    상기 케이블을 통해 상호 연결된 상기 트랜스포머 회로 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 트랜스포머 회로가 부하에 제공되는 전압 또는 전류를 상승시키는 트랜스포머 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 케이블은 플렉서블 케이블을 포함하는 트랜스포머 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 트랜스포머 회로 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 트랜스포머 회로를 직렬로 연결시킴으로써 부하에 제공되는 전압을 상승시키도록 마련된 트랜스포머 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 트랜스포머 회로 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 트랜스포머 회로를 병렬로 연결시킴으로써 부하에 제공되는 전류를 상승시키도록 마련된 트랜스포머 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터는 복수 개가 마련되며,
    상기 복수의 커넥터는, 상기 트랜스포머 회로 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 트랜스포머 회로를 직렬로 연결시키도록 마련된 하나 이상의 제1커넥터와, 상기 트랜스포머 회로 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 트랜스포머 회로를 병렬로 연결시키도록 마련된 하나 이상의 제2커넥터를 포함하는 트랜스포머 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1커넥터는, 상기 트랜스포머 회로의 제1모서리와, 상기 제1모서리와 마주하는 상기 트랜스포머 회로의 제2모서리에 각각 마련되는 한 쌍의 제1커넥터를 포함하는 트랜스포머 디바이스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제2커넥터는, 상기 트랜스포머 회로의 제1모서리에 직교하는 상기 트랜스포머 회로의 제3모서리와, 상기 제3모서리와 마주하는 상기 트랜스포머 회로의 제4모서리에 각각 마련되는 한 쌍의 제2커넥터를 포함하는 트랜스포머 디바이스.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 트랜스포머 회로는, 상기 제1커넥터 및 상기 제2커넥터의 위치를 식별하도록 마련된 마커를 포함하는 트랜스포머 디바이스.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1커넥터 및 상기 제2커넥터는 서로 상이한 형상을 가지도록 마련된 트랜스포머 디바이스.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 트랜스포머 회로는,
    입력 전압이 인가되는 입력측 코일과,
    상기 입력측 코일과 절연되며 상기 입력 전압이 조정된 출력 전압을 출력하는 출력측 코일을 포함하는 트랜스포머 디바이스.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1커넥터 및 상기 제2커넥터는, 상기 케이블에 의해 상기 트랜스포머 회로의 입력측 코일 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 입력측 코일 상호 간과, 상기 트랜스포머 회로의 출력측 코일 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 출력측 코일 상호 간을 각기 직렬 또는 병렬로 연결시키도록 마련된 트랜스포머 디바이스.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 케이블은 제1케이블과, 한 쌍의 제2케이블을 포함하고,
    상기 제1케이블은 상기 제1커넥터를 통해 상기 트랜스포머 회로의 입력측 코일 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 입력측 코일이 직렬로 연결되고, 상기 트랜스포머 회로의 출력측 코일 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 출력측 코일이 상호 직렬 연결되지 않도록 하며,
    상기 한 쌍의 제2케이블은 각 일단이 회로기판을 거쳐 상호 연결되고, 각 타단은 상기 트랜스포머 회로의 출력측 코일 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 출력측 코일을 병렬로 연결시키도록 상기 제2커넥터에 연결되는 트랜스포머 디바이스.
  13. 전자장치에 있어서,
    복수의 트랜스포머 디바이스를 가지고 전압을 공급하는 전원공급부를 포함하며,
    각각의 상기 트랜스포머 디바이스는,
    상기 복수의 트랜스포머 디바이스 중 타 트랜스포머 디바이스와 연결 가능한 형태로 배열 가능한 형상을 가진 트랜스포머 회로와,
    상기 트랜스포머 회로가 상기 타 트랜스포머 디바이스에 연결된 케이블에 연결되도록, 상기 트랜스포머 회로의 일측에 마련된 커넥터를 포함하며,
    상기 케이블을 통해 상호 연결된 상기 트랜스포머 회로 및 상기 타 트랜스포머 디바이스의 트랜스포머 회로가 부하에 제공되는 전압 또는 전류를 상승시키는 전자장치.
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