KR100232024B1

KR100232024B1 - 유도 장치

Info

Publication number: KR100232024B1
Application number: KR1019900012781A
Authority: KR
Inventors: 아돌프 물더 스테파누스; 니코 빠세 파울; 후베르투스 토벤 요한네스; 게르벤 비쎄르 엘코
Original assignee: 요트.게.아. 롤페즈; 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 1989-08-22
Filing date: 1990-08-20
Publication date: 1999-12-01
Also published as: EP0414315B1; DE69004192T4; JP3007930B2; NL8902111A; JPH0389503A; EP0414315A1; US5140291A; DE69004192D1; ES2048959T3; KR910005335A; DE69004192T2; DE9011875U1; HK177995A

Abstract

요크(9)에 의해 상호접속된, 평행한 2개의 외부림(5) 및 1개의 중앙림(7)을 가지며, 상기 림의 자유단부에 의해 서로 대향배치된, 2개의 E형 코어 하프로 이루어진 연성자기코어를 포함하며; 상기 중앙림(7)은 권선(29)이 형성된 코일포머(3: a coil former)에 의해 둘러싸여 있으며, 상기 외부림(5)은 상부 경계면(25)과 하부 경계면(27) 사이로 연장되고, 상기 경계면들은 상기 림과 요크의 종방향에 평행하게 연장되며, 상기 경계면들 사이의 거리(d)는 경계면에 수직한 방향으로 외부림의 칫수에 의해 결정되고 경계면에 평행하게 연장하는 대칭면(31)을 가진 중앙림의 높이(y) 보다 큰 외부림의 높이(x)이며, 상기 코일포머는 전기 접촉부를 가진 접촉부재(17)를 갖고 코일포머(3)의 하부 경계면(34)과 외부림(5)의 하부 경계면(27) 사이로 연장하는 높이를 가지며, 유도장치의 총 높이는 접촉부재(17)의 높이와 외부림(5)의 높이(x)의 합에 의해 결정되며, 상기 권선(29)는 상기 코일포머(3)의 하부 경계면위에서, 상기 총 높이에 비해 비교적 작은 거리에 위치된 하부 경계면(33)을 갖고, 중앙림(7)의 대칭면(31)은 권선(29)의 하부 경계면(33)과 외부림(5)의 상부 경계면(25) 사이의 중간에 위치되어 있는, 유도장치에 있어서,

상기 중앙림(7)의 하부 경계면은 외부림(5)의 하부 경계면(27) 위 또는 아래에 위치되고, 권선(29)의 하부 경계면(33)은 코일포머(3)의 하부 경계면(34)위에 0.1 내지 1㎜로 배치된 것을 특징으로 하는 유도장치에 관한 것이다.

Description

유도 장치

제1도는 본 발명에 따른 변압기(transformer)의 제1실시예의, 두개의 코어 하프를 포함하는 코일 포머(coil former)의 분해도.

제2도는 제1도에 도시된 하나의 코어 하프의 단면도.

제3도는 제2도에 도시된 코어 하프의 평면도.

제4도는 완성된 제1실시예의 개략 단면도.

제5도는 본 발명에 따른 변압기의 제2실시예로서, 제1도에 대응하는 부품의 분해도.

제6도는 제2실시예 코어 하프의 제2도에 대응하는 단면도.

제7도는 제2실시예의 제4도에 대응하는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 코어 하프 3 : 코일 포머

5,7 : 림 9 : 요크

11 : 중앙부 13 : 공동부

15 : 플랜지 17 : 스트립

19 : 접속핀 29 : 권선

31 : 대칭평면

본 발명은 요크에 의해 상호접속된, 평행한 2개의 외부림 및 1개의 중앙림을 가지며, 상기 림의 자유단부에 의해 서로 대향 배치된, 2개의 E형 코어 하프로 이루어진 연성자기코어를 포함하며; 상기 중앙림은 권선이 형성된 코일포머(a coil former)에 의해 둘러싸여 있으며, 상기 외부림은 상부 경계면과 하부 경계면 사이로 연장되고, 상기 경계면들은 상기 림과 요크의 종방향에 평행하게 연장되며, 상기 경계면들 사이의 거리는 경계면에 수직한 방향으로 외부림의 칫수에 의해 결정되고 경계면에 평행하게 연장하는 대칭면을 가진 중앙림의 높이 보다 큰 외부림의 높이이며, 상기 코일포머는 전기 접촉부를 가진 접촉부재를 갖고 코일포머의 하부경계면과 외부림의 하부 경계면 사이로 연장하는 높이를 가지며, 유도장치의 총 높이는 접촉부재의 높이와 외부림의 높이의 합에 의해 결정되며, 상기 권선은 상기 코일포머의 하부 경계면위에서, 상기 총 높이에 비해 비교적 작은 거리에 위치된 하부 경계면을 갖고, 중앙림의 대칭면은 권선의 하부 경계면과 외부림의 상부 경계면 사이의 중간에 위치되어 있는, 유도장치에 관한 것이다.

상기 유도장치는 예를들어, 변압기 또는 쵸크코일(choke coil)일수 있다. 이러한 종류의 변압기는 영국특허 GB 2 211 669호 특히, 이 공보의 제17도 내지 제19도 및 제1 페이지 11행 내지 제2 페이지 18행에 공지되어 있다. 이러한 종류의 변압기는 특히, 인쇄회로기판상의 장착용으로, 외부림의 경계면이 상기 기판의 평면에 평행하게 연장되어 있다. 코일포머의 접촉부재는 권선의 인출부에 접속되고 상기 경계면에 수직인 방향으로 코일포머의 하부 경계면 아래로 돌출하는 접속핀을 가진 접속 스트립을 갖고 있다. 코일포머의 하부 경계면은 상기 기판의 표면에 지지되어 있다. 공지된 유도장치에서, 중앙림의 높이는 외부림의 높이 보다 작고, 중앙림의 하부 경계면은 외부림의 하부 경계면과 일치된다. 중앙림의 대칭면은 권선의 하부 경계면과 외부림의 상부 경계면 사이의 도중에 위치된다. 중앙림의 높이가 외부림의 높이 보다 작은 이유는 코어의 구조높이가 종래의 E형 코어 보다 작기 때문이다. 이러한 사실은 인쇄회로기판이 종종 하나가 다른 하나 위에 장착되고, 이웃하는 기판 사이의 거리가 가능한 작은 예를들면 25.4㎜ 이어야 하기 때문에 중요하다. 변압기가 종종 이러한 기판상에 가장 큰(가장 높은) 부품이기 때문에, 그 높이는 가능한 한 작아야 한다.

본 발명의 목적은 변압기의 구조적인 높이를 작게 유지하면서, 다른 적용예에서의 변압기의 특성에 용이하게 적용될 수 있도록 변압기의 설계상의 자유도가 높은 변압기를 제공하는 것이다. 이를 성취하기 위해, 본 발명에 따른 변압기는 중앙림의 하부 경계면이 외부림의 하부 경계면 위 또는 아래에 위치되고, 권선의 하부 경계면이 코일포머의 하부 경계면위에 0.1 내지 1㎜로 배치된 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따른 변압기의 설계자에 대한 높은 설계 자유도는 코어 하프의 형태 및 크기의 선택 특히, 예시된 적용을 위해 요구되는 장치의 전자기 특성에 대한 코어 하프의 외부리의 형태 및 크기를 적용시키기 위한 고 자유도에 달려있다. 그 결과, 변압기는 다른 적용예에서 요구되는 필요조건에 비교적 쉽게 충족될 수 있다. 본 발명에 따른 변압기에서, 중앙림이 요크에 대해(코일포머에 대해) 수직방향으로 이동되므로, 실제로 동일한 권선공간이 모든 방향에서 이용될 수 있으며, 이 공간은 완전히 채워질 수 있게 된다. 권선공간의 크기는 중앙림의 상부 경계면과 코어의 상부 경계면 사이의 간격에 의해 결정된다. 코어 하프와 권선공간의 크기 및 형상은 설계자에 의해 비교적 임의로 선택될 수 있으며, 그후, 외부림의 하부 경계면의 위 또는 아래의 중앙림의 수직 위치는 코어 하프의 칫수로 채택될 수 있고, 그래서, 권선공간이 결정된다. 중앙림의 하부 경계면과 상기 하부 경계면 사이의 거리는 양호하게는 0.2㎜이상이다.

권선공간의 측면칫수는 외부림과 중앙림의 대향 측면 사이의 거리에 의해 결정된다. 사용된 코어 재료의 양을 최소화시키도록 상기 거리를 최소화하고, 기판상의 변압기에 의해 점유된 표면을 최소화시키는 것이 바람직하다. 한편, 상기 거리는 권선에 제공된 코일포머가 중앙림에서 쉽게 미끄러질 수 있도록 커야한다. 이를 성취하기 위해서, 본 발명에 따른 변압기의 양호한 실시예는 외부림과 중앙림의 대향 측면 사이의 거리가 상기 상부 경계면과 중앙림의 상측부 사이의 거리 보다 0.1 내지 0.2㎜ 더 큰 것을 특징으로 한다. 0.1 내지 0.2㎜의 간극은 권선을 가진 코일포머가 중앙림에서 용이하게 미끄러질 수 있기에 충분하고, 이러한 간극의 도입으로 인한 변압기의 폭의 증가는 매우 작게된다.

본 발명의 이러한 양태는 도면을 참조로 이후에 상세히 후술된다.

제1도는 두개의 동일한 코어 하프(1)와 코일 포머(3)의 분해도이다. 코어하프(1)는 페라이트와 같은 연성 자기 재료로 제조된다. 코어 하프는 두개의 외부림(5)과 중앙림(7)으로 형성된 E형태로 되어 있다. 세개의 림(5,7)은 서로 평행하게 연장되며, 림에 수직으로 연장하는 요크(9)에 의해 서로 접속되어져 있다. 코일 포머(3)는 중앙림(7)의 단면에 대응하는 단면 형태를 가진 관통 공동부(13)가 있는 관형 중앙부(11)를 포함하고 있다. 중앙부(11)의 양쪽 단부에는 중앙부의 종축선에 수직으로 연장하고 그 하측부에서 접속 스트립(17)을 지지하며 코일포머의 접촉부재를 구성하는 두개의 플랜지(15)가 설치되어 있다. 코일 포머는 예를들어, 사출 성형에 의한 적절한 전기 절연 플라스틱제의 일체식 유니트로서 형성되어 있다. 접속 스트립(17)에는 금속제의 접속핀(19)이 설치되어 있다. 변압기 제조중에, 복수개의 코일(제1도에 도시 않음)로 구성된 변압기 권선이 플랜지(15) 사이의 중앙부(11)에 제공된다. 예를들어, 쵸크 코일의 제조를 위해서는, 단일 코일로 구성된 권선을 사용해도 충분하다. 다음에, 두개의 코어 하프(1)의 중앙림(7)은 두 개의 코어 하프의 대응하는 림의 자유단부가 서로 접촉될 때까지, 공동부(13)에서 화살표(21,23) 방향으로 미끄러질 수 있게 되어 있다. 상기 코어 하프(1)는 예를들어 접착제 또는 탄성 수단(도시 않음)에 의해 상기 위치에 고정되어진다.

제2도와 제3도는 각각 하나의 코어 하프(1)의 단면도와 평면도이다. 각각의 코어 하프(1)의 외부림(5)은 상부 경계면(25)과 하부 경계면(27) 사이로 연장되어 있다. 이들 경계면이 제2도에서는 일점쇄선으로 표기되어 있다. 상부 경계 면(25)은 림(5, 7)과 요크(9)의 종방향에 대해 평행하게 연장하며, 그 위치는 외부림(5)의 상측부에 의해 결정된다. 하부 경계면(27)은 상부 경계면(25)에 대해 평행하게 연장하고, 그 위치는 외부림(5)의 하측부에 의해 결정된다. 따라서, 두 경계면(25, 27) 사이의 거리(d)는 상기 경계면에 수직인 치수에 의해, 즉, 두개의 외부림(5)의 높이(x)에 의해 정해진다. 두개의 코어 하프(1)가 동일하기 때문에, 상부 경계면(25)는 두개의 하부 경계면(27)처럼, 변압기의 조립후에는 동시에 같은 공간을 차지하고 있다. 본원에서, “상부”, “하부”, 및 “높이”와 같은 용어는 단지 상대적인 의미로서 사용하고 있는 것이다. 변압기의 하측부는, 변압기가 예를들어 인쇄 회로 기판상에 장착되면, 기판에 대향하는 측부로 된다. 본 실시예에서는, 이는 접촉 스트립(17)이 배치된 측부이다. 따라서, “변압기의 하측부”는 변압기가 예를들어 수직 위치로 도시된 위치와는 다른 위치에 장착되어도 동일하게 유지된다.

제5도는 3개의 림(5, 7)의 길이를 동일하게 도시한 것으로서, 두개의 코어 하프의 림의 단부들이 코어 하프가 중앙림(7)을 경유하여 공동부(13)내로 미끄러질때 서로 동시에 접해지게 된다. 상기 코어가 에어 갭을 갖고 있다면, 중앙림(7)의 길이는 외부림(5)의 길이 보다 약간 작게 선택되어질 수 있다. 제2도에는 중앙림(7)의 높이(y)가 외부림(5)의 높이(x) 보다 낮고, 중앙림의 높이(y)가 중앙림의 폭(z) 보다 작게 도시되어 있다.

제4도는, 코일 포머(3)의 중앙부(11)를 둘러싸고 배치된 권선(9)이 있는 완성된 변압기로서, 제2도에 대응하는 단면도이다. 중앙림(7)은, 경계면(25, 27)에 대해 평행하게 연장하고, 경계면에 대해 평행하게 연장하는 상부 경계면(25)과 평면(33) 사이 중간에 배치되고, 코일 포머(3)의 하부 경계층(34) 위로 0.1 내지 1㎜로 배치된 대칭 평면(31)을 구비하고 있다. 도시된 실시예에서, 코일 포머(3)의 하부 경계층(34)은 접촉 스트립(17)의 하측부와 일치한다. 또한, 접촉 스트립(17)의 하측부는, 하부 경계층(34)(도시 않음)을 한정하는 하측부를 가진 돌출부에 설치하는 것을 가능하게 한다. 코일 포머(3)의 하부 경계층(34) 평면(33) 사이에 거리는 양호하게 0.5㎜에 이른다. 평면(31, 33)은 제4도에서 일점쇄선으로 표시되어 있다. 중앙림(7)의 하부 경계층은 제3도에 도시된 바와같이 하부 경계 평면(27)위에 배치된다. 상기 거리는 양호하게는 0.2㎜ 이상이고, 소정의 권선 공간과 코어의 치수에 따라 보다 크게 (대략 2㎜ 까지) 선택될 수 있다. 전술된 상기 구조에 따라, 권선(29)은 평면(25,33) 사이로 연장되고, 상,하 측부에 유효공간을 완전히 채우고 있다. 따라서, 변압기의 전체 높이를 증가시킬 공간이 권선의 위. 아래에는 있지 않게 된다. 코일 포머(3)의 하측부(34)와 평면(33) 사이에 존재하는 0.1 내지 1㎜의 거리는, 인쇄 회로 기판상에 변압기를 장착시킨 후에, 냉각을 목적으로 공기를 권선 둘레로 흐르게 하도록 권선(29)과 기판 사이의 약간의 간극을 유지시킬 필요가 있다. 이러한 사실은, 코일 포머의 하측부(34)가 일반적으로 기판에 대항하여 장착되기 때문이다.

코일 포머 측부면에 접하는 중앙림(7)의 측면(37)과 외부림(5)의 측면(35) 사이의 거리는 상부 경계면(25)과 중앙림의 상측부간의 거리 보다 큰 0.1 내지 0.2㎜이다. 중앙림(7)과 외부림(5)사이의 양호한 간극은 권선(29)이 있는 코일 포머를 중앙림에서 용이하게 미끄러질 수 있게 한다. 이렇게 간극이 더 크게 되면, 공간이 권선(29)에 이해 완전히 채워지지 않으므로, 변압기의 폭이 불필요하게 넓게 된다. 그결과, 더 많은 재료가 코어 형성을 위하여 소요될 것이고, 변압기는 인쇄 회로 기판상에서 더 넓은 표면 구역을 점유하게 될 것이다.

권선(29)이 유효 공간에 완전히 채워져 있기 때문에, 권선으로부터 접속핀(19)으로의 권선 도입을 안내하기 위한 상기 권선의 위. 아래에 공간은 거의 없다. 따라서, 요크(9)의 중간에서 리세스(39)는 인출 도선(도시 않음)이 안내되어지는 상측부에 제공된다. 대응 리세스(41)는 플랜지(15)의 상측부에 설치된다.

제5도 내지 제7도는 본 발병에 따르는 변압기의 제2실시예를 도시하고 있다. 제1실시예의 요소들에 대응하는 상기 도면내의 요소는 제1도, 제2도 및 제4도에서 사용된 동일한 도면 번호에 악센트 부호를 병기하였다.

제1실시예와 비교되는 주요 차이점은, 중앙림(7′)의 하부 경계층이 상기 평면(제6도 도시)위를 대신하여, 하부 경계면(27′) 아래에 배치된다는 점이다. 이러한 경우에도 상기 거리는 0.2 내지 2㎜로 된다. 외부림(5′)의 높이(x′)는 제1실시예의 높이(x) 보다 낮다. 따라서, 접속 스트립(17′)의 높이가 커지게 되므로, 제2실시예에서는 대칭면(31′)이 경계면(25′, 27′)에 대해 평행하게 연장하고 코일 포머(3′)의 하부 경계층(34′)위에서 0.1 내지 1㎜로 배치된 평면(33′)과 상부 경계면(25′) 사이의 중간에 배치된다. 제7도에서 명료하게 도시된 바와같이, 제2실시예에서 권선(29′)은 평면(25′, 33′) 사이에 유효 공간을 완전히 채우고 있다.

제5도는 외부림(5′)과 요크(′) 아래에 위치된 부분(43)을 포함하고 있는 중앙림(7′)을 도시하고 있다. 상부 중앙에서, 접속 스트립(17′)에는, 공동부(13′)가 보다 높은 높이로 인해 부분적으로 폐쇄되는 것을 방지하기 위하여 리세스(45)가 설치되어 있다.

상술된 두 실시예는 본 발명에 따른 변압기의 디자이너가 코어 하프의 형태의 선택과 관련하여 고자유도 특히, 장치의 필요한 전자기 특성에 코어 하프의 요크와 림의 칫수를 적용시키는 고자유도를 갖고 있음을 증명하고 있다. 그결과, 상기 변압기는 다른 적용예에서 요구되는 필요 조건에 비교적 용이하게 채택 적용될 수 있다.

Claims

요크(9)에 의해 상호접속된, 평행한 2개의 외부림(5) 및 1개의 중앙림(7)을 가지며, 상기 림의 자유단부에 의해 서로 대향배치된, 2개의 E형 코어 하프로 이루어진 연성자기코어를 포함하며; 상기 중앙림(7)은 권선(29)이 형성된 코일포머(3: a coil former)에 의해 둘러싸여 있으며, 상기 외부림(5)은 상부 경계면(25)과 하부 경계면(27) 사이로 연장되고, 상기 경계면들은 상기 림과 요크의 종방향에 평행하게 연장되며, 상기 경계면들 사이의 거리(d)는 경계면에 수직한 방향으로 외부림의 칫수에 의해 결정되고 경계면에 평행하게 연장하는 대칭면(31)을 가진 중앙림의 높이(y) 보다 큰 외부림의 높이(x)이며, 상기 코일포머는 전기 접촉부를 가진 접촉부재(17)를 갖고 코일포머(3)의 하부 경계면(34)과 외부림(5)의 하부 경계면(27) 사이로 연장하는 높이를 가지며, 유도장치의 총 높이는 접촉부재(17)의 높이와 외부림(5)의 높이(x)의 합에 의해 결정되며, 상기 권선(29)는 상기 코일포머(3)의 하부 경계면위에서, 상기 총 높이에 비해 비교적 작은 거리에 위치된 하부 경계면(33)을 갖고, 중앙림(7)의 대칭면(31)은 권선(29)의 하부 경계면(33)과 외부림(5)의 상부 경계면(25) 사이의 중간에 위치되어 있는, 유도장치에 있어서, 상기 중앙림(7)의 하부 경계면은 외부림(5)의 하부 경계면(27) 위 또는 아래 에 위치하고, 권선(29)의 하부 경계면(33)은 코일포머(3)의 하부 경계면(34)위에 0.1 내지 1㎜로 배치된 것을 특징으로 하는 유도장치.
제1항에 있어서, 상기 하부 경계면(27)과 중앙림(7)의 하부 경계층 사이의 거리는 0.2㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 유도 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외부림(5)과 중앙림(7)의 대향 측면(35,37) 사이의 거리는 상부 경계면(25)과 중앙림의 상측부 사이의 거리 보다 0.1 내지 0.2㎜ 더 큰 것을 특징으로 하는 유도 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서 청구된 유도 장치의 제조에 적합한 코일 포머와 연성 자기 코어의 콤비네이션.