KR20090002902A - 인버터 트랜스포머 - Google Patents

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KR20090002902A KR1020070067293A KR20070067293A KR20090002902A KR 20090002902 A KR20090002902 A KR 20090002902A KR 1020070067293 A KR1020070067293 A KR 1020070067293A KR 20070067293 A KR20070067293 A KR 20070067293A KR 20090002902 A KR20090002902 A KR 20090002902A
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Abstract

본 발명의 인버터 트랜스포머는 1차 코일이 권선되며, 관통공이 형성되는 1차 보빈; 2차 코일이 권선되며, 관통공이 형성되는 2차 보빈; 상기 1,2차 보빈이 서로 마주보는 면 사이에 설치되는 별도의 이격부재; 및 상기 1,2차 보빈의 관통공에 삽입되는 한쌍의 U자형 코어;를 포함한다.
인버터 트랜스포머, 1,2차 보빈, 이격부재, 결합수단

Description

인버터 트랜스포머{Inverter transformer}
도 1은 한국공개특허 제2007-76호에 따른 인버터 트랜스포머의 분해상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 트랜스포머의 분해상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 4의 결합상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 트랜스포머의 저면사시도이다.
도 5는 본 발명의 일시예에 따른 인버터 트랜스포머의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일시예에 따른 인버터 트랜스포머의 결합수단을 도시한 도면이다.
*도면중 주요부분에 관한 부호의 설명*
A - 인버터 트랜스포머 100 - 1차 보빈
101 - 절연 슬릿 102 - 1차 코일
103 - 관통공 110 - 리브
120 - 핀 200 - 2차 보빈
201 - 절연 슬릿 202 - 2차 코일
203 - 관통공 210 - 리브
220 - 출력부 230 - 출력부 분리단
231 - 입력 단자 300 - 이격부재
310 - 측면지지부 320 - 단턱부
400 - 코어 500 - 결합수단
본 발명은 인버터 트랜스포머에 관한 것이다.
표시장치의 기술의 발달로 액정 표시장치(LCD)인 모니터가 컴퓨터 또는 기타 표시장치분야에서 점차 널리 사용되는 추세이다. CRT 모니터와 비교할 때, 상기 LCD 모니터는 종단면이 슬림화 되고 깜박임이 줄어드는 장점을 가진다. 상기 LCD 모니터는, LCD 판넬(panel)과 고압으로 구동되는 형광램프가 내장된 백라이트(back-light) 유닛(unit), 그리고 형광램프를 구동하기 위한 인버터를 가진다.
한편, 상기 형광램프를 구동하기 위한 인버터는 절연(isolation) 및 승압(step-up)을 위한 트랜스포머를 가지는데, 이를 인버터 트랜스포머라고 한다.
인버터 트랜스포머는, 1차 측에 인가되는 교류 전압을 승압하여, LCD 판넬(PANEL)을 구성하는 램프에 전압을 공급하는 역할을 한다.
인버터 트랜스포머는, 트랜스포머 2차 측의 누설인덕턴스(leakage inductance)와 램프를 포함한 판넬의 등가 커패시턴스(capacitance)의 공진에 의해, 1차와 2차 간의 권선비 이상으로 트랜스포머 2차 전압을 상승시킬 수 있으므로, 인버터 트랜스포머를 공진형 트랜스포머로 부르기도 한다.
종래의 공진형 인버터 트랜스포머는, 하나의 트랜스포머 출력으로 하나의 램프를 구동하는 개별 구동방식이며, 외부전극 형광램프(EEFL: External Electrode Fluorescent Lamp) 또는 냉음극 형광램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp)를 병렬로 구동하는 경우, 램프 개수에 해당하는 수만큼의 트랜스포머의 출력이 요구된다.
도 1은 한국공개특허 제2007-76호에 따른 인버터 트랜스포머의 분해상태를 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 한국공개특허 제2007-76호는 복수개의 절연 슬릿(11)이 형성되고, 상기 복수개의 절연 슬릿(11) 사이에 1차 코일(12)이 권선되는 1차 보빈(10)과, 복수개의 절연 슬릿(21)이 형성되고, 상기 복수개의 절연 슬릿(21) 사이에 2차 코일(22)이 권선되는 2개의 출력부(20a,20b)를 가지는 2차 보빈(20)과, 상기 1, 2차 보빈(10,20)이 각각 삽입되도록 격리 슬릿(31)을 중앙에 두고 형성된 제 1, 2 보빈 결합부(32,33)를 포함하는 트랜스캡(30) 및 상기 트랜스캡(30)의 양측부를 관통하여 상기 1, 2차 보빈(10,20) 내에 형성된 삽입홀(13,23)에 각각 삽입되는 한쌍의 U자형 코어(40)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 트랜스캡(30)의 하부에는 상기 1, 2차 코일(10,20)에서 발생하는 열을 방출할 수 있는 방열홀(34)이 형성된다.
그러나, 한국공개특허 제2007-46호에 기재된 인버터 트랜스포머는 1,2차 보빈(10,20)을 감싸는 트랜스캡(30)의 밀폐형 구조상 1,2차 보빈(10,20)에서 발생하는 열의 배출이 방열홀(34)에 의존하게 되며, 상기 방열홀(34)에 의한 열 배출은 한계가 있어 1,2차 보빈(10,20)에 의한 발열량이 많아지고, 이에 따라 인버터 트랜스포머의 변환 효율이 낮아지는 문제점이 있었다.
따라서, 상기 인버터 트랜스포머는 트랜스포머의 코어가 갖는 변환 용량에 비해 상대적으로 적은 용량의 백라이트 유닛에만 적용이 가능하다.
본 발명은 인버터 트랜스포머로서 전력변환 시, 1차와 2차 권선 및 코어에서 발생하는 열을 쉽게 발산한다.
본 발명의 인버터 트랜스포머는 1차 코일이 권선되며, 관통공이 형성되는 1차 보빈; 2차 코일이 권선되며, 관통공이 형성되는 2차 보빈; 상기 1,2차 보빈이 서로 마주보는 면 사이에 설치되는 별도의 이격부재; 및 상기 1,2차 보빈의 관통공에 삽입되는 한쌍의 U자형 코어;를 포함한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참 조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 트랜스포머의 분해상태를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 4의 결합상태를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 트랜스포머의 저면사시도이며, 도 5는 본 발명의 일시예에 따른 인버터 트랜스포머의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 일시예에 따른 인버터 트랜스포머의 결합수단을 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 인버터 트랜스포머(A)는 복수개의 절연 슬릿(101)이 형성되고, 상기 복수개의 절연 슬릿(101) 사이에 1차 코일(102)이 권선되며, 중앙으로 관통공(103)이 형성되는 1차 보빈(100)과, 복수개의 절연 슬릿(201)이 형성되고, 상기 복수개의 절연 슬릿(201) 사이에 2차 코일(202)이 권선되며, 중앙으로 관통공(203)이 형성되는 2개의 출력부(220)를 가지는 2차 보빈(200)과, 상기 1,2차 보빈(100,200)간의 절연 이격거리가 확보되도록 상기 1,2차 보빈(100,200)이 서로 마주보는 면 사이에 설치되는 별도의 이격부재(300) 및 상기 1,2차 보빈(100,200)의 관통공(103,203)에 삽입되는 한쌍의 U자형 코어(400)로 구성된다.
여기서, 상기 이격부재(300)는 1차 보빈(100)과 2차 보빈(200) 사이를 이격시킴으로써 권선된 상기 1차 코일(102)과 2차 코일(202)간의 전기적 절연이 확실히 이루어진다. 따라서, 권선된 1,2차 코일(102,202)의 절연을 위해 따로 일정 이격거리를 확보할 필요가 없으므로 권선 면적의 일부가 낭비되는 것을 방지한다.
또한, 본 발명의 이격부재(300)는 도 1의 하우징 형태의 트랜스캡(30)과 같 이 수용하는 형태가 아니므로 1,2차 보빈(100,200)은 외부로 노출된 상태를 유지하기에 발열문제를 근본적으로 해결하여 대용량의 인버터 트랜스포머에 적용 가능하다.
본 실시예에서는 상기 1,2차 보빈(100,200)을 이격부재(300)의 양측에 위치시킨 상태에서 상기 관통공(103,203)에 U자형 코어(400)를 삽입하여 고정한다. 또한, 상기 이격부재(300)와 1,2차 보빈(100,200)의 결합된 상태를 유지하기 위한 별도의 결합수단(500)이 추가로 구비될 수 있다.
예컨데, 상기 결합수단(500)은 1,2차 보빈(100,200)의 상기 이격부재(300)와 마주보는 면에 결합홈(510)이 형성되고, 상기 이격부재(300)의 상기 1,2차 보빈(100,200)과 마주보는 면에 상기 결합홈(510)에 대응되는 결합돌기(520)가 형성되어, 상기 결합홈(510)과 결합돌기(520)는 결합되면 상기 1,2차 보빈(100,200)과 이격부재(300)는 일정한 간격을 유지하며 고정된다.
또한, 상기 1,2차 보빈(100,200)과 별도의 이격부재(300)의 하부 또한 일정한 거리를 유지하기 위해 상기 이격부재(300)의 상기 1,2차 보빈(100,200)과 서로 마주보는 면의 하단으로 절연 연면거리가 확보되도록 이격돌기(330)가 추가로 형성된다.
따라서, 상기 결합수단(500)과 이격돌기(330)에 의해 상기 1,2차 보빈(100,200)과 이격부재(300)는 상,하부로 일정한 간격을 유지하게 된다.
그리고, 상기 결합수단(500)과 이격돌기(330)에 의해 1,2차 보빈(100,200)의 관통공(103,203)은 일정한 위치를 유지하여 U자형 코어(400)의 삽입이 한결 수월해 진다.
또한, 상기 결합홈(510)과 결합돌기(520)는 원형으로 형성되어 1,2차 보빈(100,200)과 이격부재(300)는 양측으로 이탈이 방지되며, 상기 결합돌기(520)는 연성을 가지는 재질로서 상기 결합홈(510)과 수평방향으로 억지 끼움이 가능하며, 또는 결합홈(510)의 상부로 결합돌기(520)를 삽입하여 결합가능하다.
한편, 상기 결합홈(510)과 결합돌기(520)의 형상을 원형으로 한정하는 것은 아니며, 안정적으로 결합가능한 다양한 형상으로 변형가능함을 밝혀둔다.
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이 다른 실시예에 따른 결합수단(500')은 결함홈(510')의 양측으로 고정부(511')가 형성되고, 상기 결합돌기(520')는 중앙으로 분할부(521')가 형성되고, 상기 분할부(521')의 양측으로 상기 고정부(511')에 대응되는 결합턱(522')으로 구성된다.
이와 같이 구성된 결합수단(500')을 자세히 살펴보면, 결합돌기(520')를 결합홈(510')의 수평방향으로 밀어넣는다. 이후에, 결합턱(522')의 경사면이 고정부(511')를 타고 가면서 분할부(521')에 의해 양측의 결합턱(522')이 오므라들며 결합홈(510')으로 삽입되고, 삽입된 결합턱(522')은 고정부(511')에 결합되어 안정적으로 고정된다.
또한, 이와 같은 결합수단(500,500') 외에 또 다른 결합수단(500")으로서, 이격부재(300)의 측면지지부(310)에 체결공(520")이 형성되고, 상기 체결공(520")에 대응되는 부위의 1,2차 보빈(100,200)에는 탄성편(510")이 형성되어 상기 체결공(520")에 탄성편(510")이 삽입되어 고정된다. 상기한 탄성편(510") 및 체결 공(520")의 형성위치는 이격부재(300) 및 1,2차 보빈(100,200)의 측면에 한정하는 것은 아니고 이외에 고정이 가능한 위치에 형성되어도 무방하다.
이와 같은 결합수단(500,500',500")은 필요에 의해 선택적으로 구성되어 사용되거나, 전부를 사용할 수 있다.
그리고, 1,2차 보빈(100,200)은 상기 이격부재(300)에 대응되는 면과 이웃하는 양측면에 상기 이격부재(300)가 결합되는 반대 측단과 관통공(103,203) 사이에 연면거리를 확보하기 위하여 절연 이격거리를 확보하기 위한 리브(110,210)가 추가로 형성된다.
여기서, 연면거리(creepage distance)라 함은, 두 도전 부분 사이의 최단 거리로, 이들 사이에 개재하는 절연물의 표면을 따라서 잰 거리를 의미한다.
이와 같이 충분한 연면거리가 확보됨에 따라 절연을 위한 일정 이격거리를 따로 확보할 필요가 없음에 따라 권선 면적이 넓어지게 되어 권선창 이용률(window utilization factor)이 높아진다.
또한, 이격부재(300)에는 1,2차 보빈(100,200)의 양측을 지지하는 측면지지부(310)가 형성되며, 상기 측면지지지부(110) 상단으로 상기 1,2차 보빈(100,200)의 하단을 지지하는 단턴부(320)가 형성되어 결합수단(500,500'500")과 더불어 상기 이격부재(300)와 상기 1,2차 보빈(100,200)을 더욱 안정적으로 고정시킨다.
그리고 상기 1, 2차 보빈(100,200)의 외면에는, 상기 권선된 1, 2차 코일(102,202)을 고정할 수 있는 복수개의 핀(120,240)도 형성되어있어, 인버터 트랜스포머(A)를 조립한 후에 생길 수 있는 흔들림을 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 2차 보빈(200)은, 입력 단자(231)가 형성된 출력부 분리단(230)을 중앙에 두어 2차 코일(202)이 권선되는 출력부(220)를 2개로 분리함으로써, 1개의 트랜스포머로 2개의 출력을 낼 수 있으며, 좁은 면적에 2개의 트랜스포머를 사용하는 것과 같은 결과를 가져오게 된다.
또한, 상기 한쌍의 코어(400)는, 좌우 동일한 "U" 자 형상으로 된 것을 사용한다. 또한 좌우가 동일하여 코어가 잘못된 위치에 결합될 위험성이 전혀 없으므로 인버터 트랜스포머를 제조하는 공정의 작업성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 이격부재(300)의 양측면으로 1,2차 보빈(100,200)을 결합수단(500,500',500")에 의해 고정결합하고, 이후에 상기 1,2차 보빈(100,200)의 관통공(103,203)에 U자형 코어(400)를 양측에서 삽입하여 본 발명의 인버터 트랜스포머(A)가 구성된다.
또한, 본 발명의 인버터 트랜스포머(A)는 상기 측면지지부(310)를 구비함으로써, 상기 1,2차 보빈(100,200)의 양측을 지지할 뿐만 아니라, 연면거리(creepage distance)를 충분히 확보할 수 있다. 또한, 상기 이격부재(300)의 이격벽(340)을 구비함으로써 공간거리(clearance distance)와 연면거리를 동시에 확보할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
본 발명에 따른 인버터 트랜스포머는 종래의 감싸도록 구성되는 하우징 형태의 트랜스캡을 절연 이격거리를 유지하기 위한 별도의 이격부재로 대체하여 사용함에 따라 1,2차 보빈은 외부로 노출된 상태를 유지하여 열을 안정적으로 외부로 배출하여 인버터 트랜스포머의 변화 효율이 높아지는 효과를 제공한다.
또한, 발열문제를 근본적으로 해결하여 발열량이 상대적으로 많은 대용량의 인버터 트랜스포머에 적용할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 종래의 인버터 트랜스포머에 비해 간단한 구조의 절연용 이격부재를 사용함으로써 제작 및 재료 비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 다양한 결합수단에 의해 인버터 트랜스포머의 조립이 수월해져 생산성이 높아지는 효과를 제공한다.

Claims (12)

1차 코일이 권선되며, 관통공이 형성되는 1차 보빈;
2차 코일이 권선되며, 관통공이 형성되는 2차 보빈;
상기 1,2차 보빈이 서로 마주보는 면 사이에 설치되는 별도의 이격부재; 및
상기 1,2차 보빈의 관통공에 삽입되는 한쌍의 U자형 코어;
를 포함하는 인버터 트랜스포머
제 1항에 있어서,
상기 1,2차 보빈과 이격부재의 결합을 위한 결합수단이 더 구비되는 인버터 트랜스포머.
제 2항에 있어서, 상기 결합수단은
상기 1,2차 보빈의 상기 이격부재와 마주보는 면에 형성되는 결합홈과,
상기 이격부재의 상기 1,2차 보빈과 마주보는 면에 상기 결합홈에 대응되는 결합돌기로 구성되는 인버터 트랜스포머.
제 3항에 있어서,
상기 결함홈과 결합돌기는 원형으로 형성되어 상기 1,2차 보빈과 이격부재가 양측으로 이탈이 방지되는 인버터 트랜스포머.
제 3항에 있어서,
상기 결함홈은 양측으로 고정부가 형성되고,
상기 결합돌기는 중앙으로 분할부가 형성되고, 상기 분할부의 양측으로 고정부에 대응되는 결합턱이 형성되는 인버터 트랜스포머.
제 2항에 있어서, 상기 결합수단은
상기 1,2차 보빈에 형성되는 체결공과,
상기 체결공과 대응되는 부위의 상기 이격부재에 형성되는 탄성편을 포함하는 인버터 트랜스포머.
제 1항에 있어서,
상기 1,2차 보빈은 상기 이격부재에 대응되는 면과 이웃하는 양측면에 상기 이격부재가 결합되는 반대 측단과 관통공 사이에 절연 이격거리를 확보하기 위한 리브가 추가로 형성되는 인버터 트랜스포머.
제 1항에 있어서,
상기 이격부재에는 상기 1,2차 보빈의 양측을 지지하는 측면지지부가 형성되는 인버터 트랜스포머
제 8항에 있어서,
상기 측면지지지부 상단으로 상기 1,2차 보빈의 하단을 지지하는 단턴부가 형성되는 트랜스포머.
제 1항에 있어서,
상기 관통공은 상기 보빈 중앙에 형성되는 인버터 트랜스포머.
제 1항에 있어서,
상기 이격부재는 상기 1,2차 보빈간의 절연 이격거리가 확보되도록 상기 1,2차 보빈이 서로 마주보는 면 사이에 설치되는 인버터 트랜스포머.
제 1항에 있어서,
상기 이격부재의 상기 1,2차 보빈과 서로 마주보는 면의 하단으로 절연 연면거리를 확보하는 이격돌기를 더 포함하는 인버터 트랜스포머.
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