KR101009650B1 - 집약형 평면 트랜스포머 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프린트기판들로 다층을 구성하는 프린트기판조립체로 구성되고, 각 프린트 기판에 고정패턴과 변형패턴으로 구성되는 패턴설계를 하고 이 패턴들을 이용하여 축조한 고압 고출력의 집약형 평면트랜스포머를 제공하는 데 있다.

집약형 평면 트랜스포머는 프린트기판조립체가 상하단 분리층과 다수의 1차 권선층으로 이루어진 1차 권선부와 다수의 2차 권선층으로 이루어진 2차 권선부로 구성되고, 상기의 모든 권선층에는 전원을 인가하는 제1의 고정패턴; 1차 권선부의 1차 권선층들과 2차 권선부의 2차 권선층들간에 전기적 연결을 위하여 소정크기의 6개의 관통공을 하나의 군으로 하여 4개군을 한열로 4열을 배열되게 하고, 이 관통공들을 랜딩처리하여 프린트기판상의 전기적 접촉부로 구성하고 메탈플로링 처리하여 그들 내부로 심봉을 형성하여 밀봉되게 한 제2 고정패턴과; 제1및 제2 패턴들을 이용하여 1차 및 2차 권선부들의 모든 1차 권선층 및 2차 권선층들간에 전기적 연결이 되게 하는 변형패턴들로 구성된다.

이와 같이 구성되는 1차 권선부와 2차 권선부들은 그들의 전기적 연결에 따른 특성 및 속성에 따라 1차 권선층과 2차 권선층들에 대한 배열에 대하여 다양한 선택이 가능하게 한다.

트랜스포머, 프린트기판, 전원단자, 연결단자, 패턴, 동박, 도금, 심봉

Description

집약형 평면 트랜스포머{Compacted Plannar Transformer}

본 발명은 프린트기판(PCB)을 이용한 트랜스포머에 관한 것으로, 특히 다층으로 프린트기판을 적층 한 프린트기판조립체로 구성되고 각 프린트기판에 고정패턴과 변형패턴으로 구성되는 패턴설계를 하고 이 패턴들을 이용하여 축조한 고압 고출력의 집약형 평면트랜스포머를 제공하는 데 있다.

종래기술에서 PCB를 이용한 고전압 평면 트랜스포머를 개시한 대표적인 것은 미국특허 제6,211,767호가 있다.

이 미국특허는 저전압으로부터 고전압 전원장치, 컨버터 등 다양한 응용이 가능하고 저가에 모듈형식으로 제조된다. 이 특허는 1차 권선이 프린트회로기판(PCB:Print Circuit Board)의 내부층들로 축조되고 권선수에 따라 상이한 전압과 전류비를 위한 여러 가지 구조로 되고, PCB는 우수한 분리능과 절연성능을 가져야 장치의 크기의 소형화와 성능의 신뢰성을 높일 수 있다.

즉, 이 특허에서, 도 1에 도시와 같이 내부에 여러 층으로 1차 권선부를 형성한 하나의 구리 스트립으로 만들어진 두 개의 2차 권선부(111)와 (115)들은 프린 트기판(105)의 양 측면상에 위치된다. 1차 권선프린트기판(105)의 양측면에 형성되어 특정 형상의 금속 피복된 구멍(117a)과 (117b)(도시않됨) 내에 삽입되는 전원 접촉부(107a)와 (107b)를 이용하여 2차권선과 연결된다. 또한, 1차 권선부들은 관통공(109a, 109b, 109c)을 이용하여 각 층의 권선부를 다른 층의 권선부와 연결되게 한다. 2차 권선스트립(111)과 (115)들은 각각 굴곡된 핀(125f, 125b, 125c와 125a)과 (125g, 125e, 125d와 125a)들을 구비하며 이들 각각의 프린트기판(105) 상에 형성한 소정의 각각의 구멍(123f, 123b, 123c와 123a)와 (123g, 123e, 123b와 123h)들내로 삽입되어 고정된다. 여기서 핀들은 프린트기판 상에 2차 권선스트립의 위치고정수단으로 기능하고, 기판의 중심에 인접한 핀과 구멍들은 전기적 기능을 가져 권선 스트립(111)의 일단부가 저부의 권선스트립(115)의 시작단부에 연결된다. 이 경우 구멍(113)과 (121)들과 상하단 중간탭들 사이에 구리 스페이서(127)가 사용된다.

즉, 1차 권선부로 구성되는 다층 프린트기판(105)은 도면에 도시되어 있지 않으나 종래의 기술에서와 같이 각층에 하나 이상의 C자형 동박 권선이 형성되고, 이 각층 마다에 동박 권선들이 전기적 연결 단자로 구성시킨 관통공(109a, 109b와 109c)을 이용하여 전원 접촉부(107a)와 (107b)들 사이에 코일 형태로 연결되어 있다. 즉, 일층에서 권선이 전원접촉부(107)에서 시작하여 관통공(109a)에서 끝나고 그 다음 층에서는 권선이 관통공(109a)에서 시작하여 관통공(109b)에서 종단을 이루며, 다음 층에서는 권선이 관통공(109b)에서 시작하여 관통공(109c)에서 종단을 이루고, 마지막으로 다음 층에서는 권선이 관통공(109c)에서 시작하여 전원 접촉 부(107b)에서 종단을 이루어 1차 권선부로 된다.

자석코어는 E-타입 상단부(103)와 I-타입 하단절반부(101)를 이용하며, 이들은 프린트기판(105) 중앙의 절취부(143)를 이용하여 함께 조립된다. 좌석코어와 2차권선스트립을 분리시키기 위하여 분리재로 되는 두개의 층(122a)와 (122b)들이 사용된다.

이 특허는 2차 권선부가 프린트기판이 아닌 금속 스트립으로 되고, 다층의 1차 권선으로 되는 다층의 프린트기판의 조립체와 결합 되기 위한 굴곡 핀들과 특정의 스페이서 등이 사용되어야 한다. 이에 따라 그 구조가 복잡하고 조립이 번거롭다.

한편, 이러한 프린트기판을 이용한 트랜스포머는 프린트기판상에 하나 이상의 권선을 형성한 여러 층의 프린트기판이 적층되고, 각층 마다 하나 이상의 권선으로 되는 패턴이 이루어져 있다.

이러한 구성으로 조립된 프린트기판 권선부들은 별도의 리드와 패드를 요구하고 있고 있으나, 그럼에도 비교적 작은 설치공간을 필요로 하고, 자동화가 용이하며, 권선의 단선 용접 가능성을 줄인다는 장점을 가진다.

그러나, 이러한 트랜스포머는 프린트기판 권선부가 가지는 일반적인 단점을 가지는데, 권선부의 인덕턴스가 자석 코어를 다층 프린트기판상에 형성한 구멍 내로 삽입하므로 높아지게 된다.

또한 트랜스포머를 좀더 나은 구조로 결합하고 인덕턴스를 줄이기 위하여 1차 및 2차 권선을 서로에 대하여 매우 근접하여 위치시키나, 이러한 구성은 전자기 간섭(EMI: Electromagnetic inference)을 일으키고, 트랜스포머의 내부권선부 용량으로 인하여 동상잡음이 2차 권선부로 구입되게 하여 기생용량성이 커지게 한다.

결국 이 미국특허 제6,211,767호에서는 이러한 단점들을 극복하지 못하고 있으며, 더하여 구리의 2차 권선 스트립을 용접 가능한 관통구멍들에 의하여 1차 권선부 프린트기판상에 설치되는 트랜스포머의 동상 잡음을 감소시키는 기술 내용을 제시하지 못하고 있다.

이러한 문제에 관련하여 미국공개특허공보 제2005/0242916A1호에서는 저잡음 평면트랜스포머가 개시되었다. 이 트랜스포머는 1차 권선부로부터 2차권선부까지 용량성 결합 동상잡음을 최소화하도록 한 구조로 된다. 즉, 1차권선부는 제1 및 제2단자들과 다수의 프린트기판층들에 의하여 형성되고 그들 사이에 삽입되는 다수의 코일권선들로 이루어지고, 각 프린트기판들이 하나 이상의 코일권선으로 된다. 각 프린트기판상에 코일들은 1차권선부를 형성하도록 소정 방식으로 되고, 여기서 제1단자는 최초 프린트기판층상의 코일에 연결되고 제2단자는 제2프린트기판상의 코일에 연결된다. 이 트랜스포머는 1차권선부를 형성하도록 적층된 프린트기판들과 2차권선부를 프린트기판층들중 선택된 기판층에 인접하여 적층부 내에 위치되게 하여 제1 및 제2프린트기판층들 사이에 중간통로가 있게 하여 2차권선부가 가장 낮은 전압진폭을 나타내는 무잡음점에 위치되게 한다. 2차권선에 가장 인접한 프린트기판은 동상잡음을 줄이도록 단 하나의 코일 권선만을 갖도록 한다. 이러한 구성은 1차권선부를 구성하는 프린트 기판층들의 적층들 중간에 2 차권선부를 구성하는 구리권선층을 삽입하겠다는 기술적 내용이다.

그러나, 이 공개특허공보에서는 1차권선부의 전원인가단자의 구성과 2차권선부의 출력단자구성에 대하여 기술적 구성을 개시하지 못하고 있다.

결론적으로, 이 공개특허공보에서는 1차 권선부와 2차 권선부의 전기적 연결단자들이 별도로 형성되어야 하고, 1차 권선부가 다층 프린트기판들로 구성되나, 이차권선부가 별도의 구리의 다수의 권선으로 되는 구성으로 되어 시스템이 복잡하다는 단점을 가진다.

이러한 종래기술에 비추어, 평면트랜스포머는 프린트기판을 이용하여 1차권선부의 전원연결단자와 2차권선부의 전원출력단자를 단순화하는 것이 바람직하다.

평면트랜스포머는 1차권선부와 2차권선부의 전기적 연결을 신뢰성있게 상호간에 전기적 간섭으로 인한 인덕턴스거나 그에 따른 동상잡음을 최소화하는 것이 바람직하다.

평면트랜스포머는 장시간 사용으로 인하여 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 구조로 축조하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명은 프린트기판이 다층으로 되는 프린트기판조립체로 구성되고 각 프린트기판에 고정패턴과 변형패턴으로 구성되는 패턴설계를 하고 이 패턴들을 이용하여 축조한 고압 고출력의 집약형 평면트랜스포머를 제공하는 것을 주목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 각 프린트기판상에 패턴설계를 하여 1차권선부와 2차권선부를 선택적으로 축조되도록 한 다수의 프린트기판층으로 이루어진 프린트기판조립체로 구성되는 집약형 평면트랜스포머를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 1차 권선부의 전원단자와 2차 권선부의 출력단자용 패턴들과 1차 권선부와 2차 권선부들의 상호 전기적 연결 패턴들을 다수의 프린트기판상에 소정의 패턴으로 형성하게 한 프린트기판조립체로 구성되는 집약형 평면 트랜스포머를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 1차 권선부와 2 차권선부를 구성하는 프린트기판층들간에 전기적으로 연결하는 패턴들이 다수의 관통공을 가진 다수의 군으로 형성되고 이 관통공들이 상호 간섭되지 않는 도금층으로 형성되게 한 집약 평면 트랜스포머를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다층을 구성하는 프린트기판에 고정패턴들이 다수의 금속의 도금된 관통공으로 처리되고 부분적으로 금속이거나 열전달 수지로 밀봉되어 금속막대의 심봉 형태로 되어 전기적 접속단자로 기능 할 수 있거나 한편으로 프린트기판의 권선들의 열을 냉각하는 기능을 수행하게 한 프린트기판조립체로 구성되는 고압 고출력의 집약형 평면트랜스포머를 제공하는 데 있다.

본 발명은 프린트기판들로 다층을 구성하는 프린트기판조립체로 구성되고, 이 프린트기판조립체는 상하단 분리층과 다수의 1차 권선층으로 이루어진 1차 권선부와 다수의 2차 권선층으로 이루어진 2차 권선부로 구성되고, 상기의 모든 권선층에는 전원을 인가하는 제1의 고정패턴, 1차 권선부의 1차 권선층들과 2차 권선부의 2차 권선층들간에 전기적 연결을 위하여 소정크기의 6개의 관통공을 하나의 군으로 하여 4개군을 한열로 4열을 배열되게 하고, 이 관통공들을 랜딩처리하여 프린트기판상의 전기적 접촉부로 구성하거나 부분적으로 메탈플로링 처리하여 그들 내부로 심봉을 형성하여 밀봉되게 하거나 부분적으로 열전달 수지로 밀봉되게 한 제2 고정패턴과; 제1및 제2 패턴들을 이용하여 1차 및 2차 권선부들의 모든 1차 권선층 및 2차 권선층들간에 전기적 연결이 되게 하는 여러 가지 변형패턴들로 구성된다.
이와 같이 구성되는 1차 권선부와 2차 권선부들은 그들의 전기적 연결에 따른 특성 및 속성에 따라 1차 권선층과 2차 권선등들에 대한 배열에 대하여 다양한 선택이 가능하게 하고, 관통공들에는 열전달 수지로 밀봉하므로 냉각기능을 수행하게 한다.

본 발명에 따른 프린트기판 조립체는 다수의 1차 권선층으로 되는 1차권선부, 다수의 2차 권선층으로 되는 하나 이상의 2차 권선부를 구비하고, 하나의 1차 권선층과 하나의 2차 권선층 사이에 절연 스페이서를 삽입하여 쌍을 이루게 하고 이 쌍을 이룬 권선층을 다수 축조하도록 그들 사이에 열전도성 접착제들이 인가하여 상하단 분리층들과 함께 조립된다.

본 발명에 따른 모든 상하단 분리층과 권선층들은 각기 제1의 고정패턴이 전원이 인가되는 접촉단자들로 형성되고, 제2의 고정패턴이 6개의 관통공들을 하나의 군으로 하여 이루어진 4개의 연결 단자군을 일렬로하여 슬롯과 슬롯 상하부에 위치한 제1 및 제2 전원접촉단자 들 사이에 4열로 배열되는 구성으로 된다.

본 발명에 따른 제1 및 제2 권선부의 모든 권선층들은 다수의 전원접촉단자와 연결단자군들을 이용하여 선택적으로 전기적 연결을 달성하도록 한 형상으로 되는 변형패턴을 구비한다.

본 발명에 따른 모든 권선층들은 최종단계에서 고정패턴과 변형패턴을 구성하는 제1 및 제2 접촉단자들과 연결 단자군들의 관통공들을 선택적으로 랜딩처리하고 그들 내부로 전기전도성 금속을 충진하도록 메탈 플로링(metal flooring) 처리를 하여 심봉으로 밀봉되고 선택되지 않은 다른 관통공들의 내부로는 열전도수지를 충진하여 냉각기능을 하도록 한다.

본 발명은 다층의 프린트기판으로 되는 프린트기판조립체로 구성되고, 이들 프린트기판들은 상하단 분리층과 다수의 제1차 및 2차 권선층들로 구성되며, 제1 및 제2 권선부들에는 전원 인가 가능한 한가지 유형 이상의 고정패턴과 전기적인 시스템 회로 구성으로 되는 변형패턴들이 형성되고, 고정패턴을 구성하는 관통공들이 랜딩처리되고, 부분적으로 메탈플로링 처리되며 나머지가 열전도 수지로 밀봉되게하므로, 1차 권선부와 2차 권선부의 전기적 연결을 신뢰성 있게 하여 상호간에 전기적 간섭으로 인한 인덕턴스거나 그에 따른 동상잡음을 최소화하였으며, 장시간 사용으로 인하여 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 구조로 축조가능하다.

본 발명은 첨부도면에 근거하여 상세히 기술하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따라 1차권선부와 2차권선부를 소정배열로 적층한 구조를 보인 단면도이다.

도1에 도시되어 있는 종래의 E-타입 자석(103)이 상부에 위치되고 하측에는 I-타입 자석(101)이 위치된다.

이들 E-타입 및 I-타입 자석(103)과 (101)에 인접하여 본 발명에 따른 상하단 분리층(L1)과 (L20)들이 위치된다. 상하단 분리층 (L1),(L20)은 프린트기판으로 이하에 상세히 기술되는 바와 같이 소정패턴을 갖도록 설계된다.

이 상하단 분리층 (L1)과 (L20)들 사이에는 1차권선부와 2차권선부를 구성하는 L2~L19의 프린트기판들이 소정배열로 적층된다.

즉, 트랜스포머(1)는 상단 분리층(L1)의 바로 아래에는 열전도성 접착제층(12)을 기준으로 각각 쌍을 이루어, 제1의 1차권선층(L2), 절연스페이서(11)와 제1의 2차권선층(L3)이 위치되고, 그 이하로 제2의 1차 권선층(L4), 절연스페이서(11)와 제2의 2차권선층(L5)가 위치되며, 제3의 1차권선층(L6), 절연스페이서(11)와 제3의 2차권선층(L7)이 위치되고, 제4의 1차권선층(L8), 절연스페이서(11)와 제4의 2차권선층(L9)이 위치된다. 계속하여, 제5의 1차 권선층(L10), 절연스페이서(11)와 제5의 2차권선층(L11) 순으로 배열되고, 제6의 1차권선층(L12),절연스페이서(11)와 하부의 또 다른 2차권선부로 이루어지는 제6의 2차권선층(L13)이 배열되며, 제7의 l차권선층(L14), 절연스페이서(11)와 제7의 2차권선층(L15)이배열되고, 제8의 1차권선층, 절연스페이서(11)와 제8의 2차권선층(L17)이 배열되며 마지막 제9의 1차권선층(L18), 절연스페이서(11)와 제9의 2차권선층(L19)들이 그 다음 적층되고, 하단분리층(L20)이 결합된다.

이와 같이 1차권선부(10)는 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7, 제8과 제9의 1차권선층(L2, L4, L6, L8, L10, L12, L14, L16과 L18)들로 이루어지고, 상단 2차권선부는 상단의 제1, 제2, 제3, 제4와 제5의 2차권선층(L3, L5, L7, L9와 L11)으로 이루어지고, 하단 2차권선부(30)는 제6, 제7, 제8과 제9의 2차권선층(L13, L15, L17과 L19)들로 이루어진다.

이러한 1차권선부(10)와 상하단 2차권선부(20) 및 (30)들을 구성하는 권선층들은 상부로부터 차례로 배열된 제1 내지 9의 1차권선층(L2, L4, L6, L8, L10, L12, L14와 L18) 각각에 대하여 제1 내지 제9의 상하단 2차권선층 (L3, L5, L7, L9, L11, L13, L15, L17과 L19)들이 교대로 쌍을 이루어서 상하에 위치되도록 하고 그들 사이에 다수의 절연스페이서(11)들이 각각 삽입되며, 그들의 상단과 하단에는 열전도성 접착제(12)들이 인가되어 상하단 분리층(L1)(L20)들과 함께 트랜스포머의 프린트기판 조립체(5)로 된다.

이와같은 프린트기판조립체(5)는 상하단 분리층(L1)과 (L20)과 각 1차권선부(10)와 2차권선부(20) 및 (30)들을 구성하는 1차 권선층(L2~L18), 2차권선층(L3~L19)들은 한가지 유형이상의 고정패턴과 1차 및 2차 권선의 전기적 접속에 따른 변형패턴으로 되는 동박층이 형성된다.

도 3에는 분리층(L1)과 (L20)의 평면도를 도시한 것으로 고정패턴을 나타내고 있다. 도면에, 고정패턴은 모든 1차 및 상하단 2차 권선층(L2~L19)들에 형성되고 이들의 중심에는 소정 형태의 슬롯(3)이 공통으로 형성된다. 더하여 모든 상하단 분리층(L1, L20)과 1차 및 상하단 2차 권선층(L2~L19)들은 그들 각각에 제1의 고정패턴으로 전원이 인가되게 한 접촉단자들과 제2의 고정패턴으로 되는 전기적인 회로연결단자들이 소정배열로 형성된다.
연결단자들은 슬롯(3)에 인접하여 상하부에는 6개의 관통공(14)들로 이루어진 접촉부를 이룬 4개의 제1 내지 제4의 연결단자군(15~18)과 6개의 관통공(21)들로 접촉부를 이룬 4개의 제5 내지 제8의 연결단자군(22~25)들이 형성된다. 그리고 상하단 분리층(L1)(L20)과 권선층(L2-L19)들의 상단변부에 인접하여 양 모서리부에 전원이 인가되는 제1의 접촉단자(31)와 (32)들이 형성되고 각기 그들 중간에 관통공(31a)과 (32a)들이 형성되어 있다. 하단 변부에 인접하여 2차권선부(20)과 (30)들이 선택적으로 사용될 수 있는 전원이 출력되는 제2접촉단자(35), (36), (37)들이 형성되고 각기 관통공(35a), (36a), (37a)들이 형성된다.

삭제

제1의 접촉단자(31)와 (32)들에 인접하고 제1 내지 제4연결단자군(15~18)으로부터 일정간격 이격되어 6개의 관통공(38)을 각각 가진 4개의 제9 내지 제12연결단자군(41),(42),(43),(44)들이 형성되고, 하부에 제2접촉단자(35~37)들에 인접하고 제5내지 제8연결단자군(22~25)들로부터 일정간격 이격되어 6개의 관통공(39)으로 되는 4개의 제13 내지 제16연결단자군(45~48)들이 형성된다.

한편, 모든 관통공(14),(21),(31a),(32a),(35a),(36a),(37a),(38)과 (39)들은 프린트기판에 전원 접촉단자와 전기적 연결단자들로 형성 되도록 프린트기판상에 그들 상단의 인접부에 외부연결단자로 되는 랜드(land)가 형성된다. 이후 최종단계에서 프린트기판 조립체(5)의 모든 제1 및 제2 권선층(L2~L19)들이 결합된 상태에서 부분적으로 모든 관통공(14,21,31a,32a,35a,36a,37a,38,39)들 내부로 전기 전도성 금속을 충진하도록 메탈플로링(metal flooring) 처리를 하여 심봉을 형성하고, 심봉으로 밀봉되지 않는 나머지 관통공들은 열전도수지 등으로 밀봉된다. 이렇게 함으로, 전기적 연결기능을 수행하지 않는 연결단자군들은 열도전수지로 밀봉된 밀봉부들과 함께 전기적 접촉단자들과 연결된 열전달접착체층과 같이 냉각수단으로써 기능한다.

1차권선부(10)와 상하단 2차권선부(20) 및 (30)들로 이루어지는 모든 권선층(L2~L19)들은 각기 고유의 변형패턴을 가지는데, 이 패턴들은 각기 권선을 형성하고, 이 권선들의 연결단자군들과의 전기적 연결을 위한 형상으로 이루어진다.

도 4는 프린트기판의 다층으로 구성되는 프린트기판조립체의 사시도이고, 각프린트기판의 1차 및 2차 권선부들의 고정패턴과 변형패턴의 배열에 따라 1차 및 2차 권선들의 연결을 나타내고 있다.

제1의 1차권선층(L2)은 일부가 단절된 거의 "O"형의 얇은 동박의 패턴으로 되는데, 이 설계된 제1의 1차권선(51)은 전원인가단자(32)로부터 시작하여 우측변부를 따라 연장하여 제5내지 제8연결단자군(22~25)과 제14 내지 17연결단자군(45~48)의 사이를 지나고 좌측변부를 따라 이어져서 제1 내지 제4연결단자군(15~18)과 제9 내지 제13연결단자군(41~44)사이로 유도되어, 제9연결단자군(41)에서 종단을 형성한다.

이후 모든 권선층들은 도5를 참조로 하여 설명된다.

제2의 1차권선층(L4)은 프린트기판상에 동박패턴으로 되는 제2의 1차권선(52)이 제1의 1차권선(51)의 종단을 이룬 제9의 연결단자군(41)과 일치되는 제9의 연결단자군(41)로부터 시작하여 원형상으로 연장하여 제1의 연결단자군(15)에서 종결된다.

제3의 1차권선층(L6)에는 프린트기판상에 동박패턴으로 되는 제3의 1차권선(53)이 제2의 1차권선(52)의 종단을 이룬 제1의 연결단자군(15)으로부터 시작하여 원형상으로 연장하여 제10의 연결단자군(42)에서 종단을 이룬다.

제4의 1차권선층(L8)에는 프린트기판상에 동박패턴으로 되는 제4의 권선(54)이 제3의 1차권선(53)의 종단을 이룬 제10의 연결단자군(42)에서 시작하여 원형상으로 연장하여 제2의 연결단자군(16)에서 종단을 이룬다.

제5의 1차권선층(L10)에는 프린트기판상에 동박패턴으로 되는 제5의 권선(55)이 제4의 1차 권선(54)의 종단을 이룬 제2의 연결단자군(16)에서 시작하여 원형상으로 연장하여 제11의 연결단자군(43)에서 종단을 이룬다.

제6의 1차권선층(L12)에는 프린트기판상에 동박패턴으로 되는 제6의 권선(56)이 제5의 1차 권선(55)의 종단으로 되는 제11의 연결단자군(43)에서 시작하여 원형상으로 연장하여 제3의 연결단자군(17)에서 종단을 이룬다.

제7의 1차권선층(L14)에는 프린트기판상에 동박패턴으로 되는 제7의 권선(57)이 제6의 1차 권선(56)의 종단으로 되는 제3의 연결단자군(17)에서 시작하여 원형상으로 연장하여 제12연결단자군(44)에서 종단을 이룬다.

제8의 권선층(L16)에는 프린트기판상에 동박패턴으로 되는 제8의 1차 권선(58)이 제7의 1차 권선(57)의 종단으로 되는 제12연결단자군(44)에서 시작하여 원형상으로 연장하여 제4연결단자군(18)에서 종단을 이룬다.

제9의 권선층(L18)에는 프린트기판상에 동박패턴으로 되는 제9의 1차 권선(59)이 제8의 1차 권선(58)의 종단으로 되는 제4연결단자군(18)에서 시작하여 원형상으로 연장하여 전원단자(31)에서 종단을 이룬다.

상단의 2차권선부(20)는 제1내지 제5의 2차권선층(L3, L5, L7, L9, L11)들로 이루어진다.

제1의 2차권선층(L3)에는 프린트기판상에 동박패턴으로 되는 제1의 2차 권선(61)이 출력단자(35)에서 시작하여 원형상으로 연장되어 제16연결단자군(48)에서 종단을 이룬다.

제2의 2차권선층(L5)에는 프린트기판상에 동박패턴으로 되는 제2의 2차권선(62)이 제1의 2차권선(61)의 종단으로 되는 제16연결단자군(48)으로부터 시작하여 원형상으로 연장되어 제8연결단자군(25)에서 종단을 이룬다.

제3의 2차권선층(L7)에는 프린트기판상에 동박패턴으로 되는 제3의 2차 권선(63)이 제2의 2차권선(62)의 종단으로 되는 제8연결단자군(25)에서 시작하여 원형상으로 연장되어 제6연결단자군(47)에서 종단을 이룬다.

제4의 2차권선층(L9)에는 프린트기판상에 동박패턴으로 되는 제4의 2차 권선(64)이 제3의 2차권선(63)의 종단으로 되는 제15연결단자군(47)에서 시작하여 원형상으로 연장되는 제7연결단자군(24)에서 종단을 이룬다.

하단의 제5의 2차권선층(L11)에는 프린트기판상에 동박패턴으로 되는 제5의 2차 권선(65)이 제4의 2차 권선(64)의 종단을 이루는 제7연결단자군(24)에서 시작하여 원형상으로 연장되어 제15연결단자군(47)에서 종단을 이룬다. 여기서, 제7연결단자군(24)는 출력단자(36)와 (37)들과 공통출력단자로 된다.

그러므로, 상단의 2차권선부(20)는 제1내지 제5의 권선(61~65)을 갖는 2차코일로 형성됨을 알 수 있다. 또한 하단의 2차권선부와 공통의 접속탭을 갖게 되는데 이후 기술되는 바와 같이 제16연결단자군(47)이 공통연결점으로 된다. 하단 2차권선부(30)는 제6 내지 제9의 권선층(L13, L15, L17, L19)들로 구성된다.

제6의 2차권선층(L13)에는 프린트기판상에 동박패턴으로 되는 제6의 2차권선(66)은 출력단자(35)와 (36)들과 제7연결단자군(24)들이 연결되고 원호상으로 연장되어 제14연결단자군(46)에서 종단을 이룬다.

제7의 2차권선층(L15)에는 프린트기판상에 동박패턴으로 되는 제7의 2차 권선(67)은 제6의 2차 권선(66)의 종단으로 되는 제14연결단자군(46)에서 시작하여 원호상으로 연장되어 제6연결단자군(23)에서 종단을 이룬다.

제8의 2차권선층(L17)에는 프린트기판상에 동박패턴으로 되는 제8의 2차 권선(68)이 제7의 2차 권선(67)의 종단으로 되는 제6연결단자군(23)에서 시작하여 원호상으로 연장되어 제13연결단자군(45)에서 종단을 이룬다.

제9의 2차권선층(L19)에는 프린트기판상에 동박패턴으로 되는 제9의 2차 권선(69)이 제8의 2차 권선(68)의 종단으로 되는 제13연결단자군(45)으로부터 시작하여 원호상으로 연장되는 제7연결단자군(37)에서 종단을 이룬다. 여기서, 제5연결단자군(22)은 필요에 따라 생략될 수도 있다.

하단분리층(L20)은 상단분리층(L1)과 동일한 패턴과 구성으로 되므로 상세설명은 생략된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 하나의 1차권선부에 대하여 2개의 2차권선부를 형성하는 것으로 트랜스포머를 구성할 수 있을 뿐만 아니라 하나 또는 여러 개의 2차권선부를 형성할 수 있는 유연성을 가질 수 있다.

또한, 본 발명은 분리층과 1차권선층, 1차권선층과 2차권선층들 간에 절연성 열전도체, 절연스페이서들이 설치되는 이외에도 이들에는 절연수지등으로 피복되어 층간에 전기적 간섭을 없이하였음은 물론 교차설치되는 1차권선층과 2차권선층간에 용량성 인덕턴스를 현저히 줄이도록 하고 있다.

도 1은 종래기술의 평면형 트랜스포머를 분해하여 조인 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 프린터기판조립체의 조립상태를 개략적으로 보인 조립 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 프린터기판으로 되는 상하단 분리층의 단면도,

도 4는 본 발명의 다수의 프린트 기판으로 이루어진 1차 및 2차권선의 배열을 보인 분해 사시도이다.

Claims (5)

1차 권선부와 2차 권선부를 적층한 배열로 한 고압고출력의 집약형 평면 트랜스포머에 있어서,

프린트기판조립체(5)가 상하단 분리층(L1) 및 (L20), 1차 권선부(10) 및 상하단 2차 권선부(20)과 (30)로 이루어지는 권선층(L2~L19)들로 되는 프린트 기판으로 구성되고,

상기 1차 권선부(10)가 제1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9의 1차 권선층(L2, L4, L6, L8, L10, L12, L14, L16과 L18)으로 이루어지고, 상기 상단 2차 권선부(20)가 상단의 제1, 2, 3, 4, 5의 2차 권선층(L3, L5, L7, L9와 L11)및 하단의 권선부(30)가 제 6, 7, 8, 9의 2차 권선층(L13, L15, L17, L19)들로 구성되며,

상기 1차 권선층(L2~L18)과 상기 상하단 2차 권선층(L3~L19)에는 한가지 이상의 고정패턴과 1차 및 2차 권선부(10),(20),(30)들을 형성하는 전기적 연결이 가능하도록 한 동박층으로 되는 변형패턴이 형성되고,

상기 고정패턴이 전원이 인가되게 한 전원이 인가되는 제1의 접촉단자(31)와 (32), 전원이 출력되는 제2 접촉단자(35), (36), (37)들로 되는 제1 고정패턴과; 슬롯(3)과 1차 및 2차 권선층(L2~L18),(L3~L19)들 사이에 각각 6개의 관통공(14)을 전기적 접촉부로 형성한 제1내지 제4의 연결단자군(15~18)이 각각 6개의 관통공(21)들을 전기적 접촉부로 형성하는 제5내지 제8의 연결단자군(22~25), 6개의 관통공(38)을 전기적 접촉부로 형성한 제9내지 제12의 연결단자군(41~44)과 6개의 관통공(39)을 전기적 접촉부로 형성한 제13 내지 제16의 연결단자군(45~48)들로 이루어진 제2 고정패턴들로 이루어지며,

상기 변형패턴이 상기 1차 권선부(10)와 상기 상하단 2차 권선부(20),(30)들이 전기적 속성을 갖도록 제1내지 제9의 1차 권선층(L2,L4,L6,L8,L10,L12,L14,L16과L18)들에는 각각 제1의 1차 권선(51), 제2의 1차 권선(52), 제3의 1차 권선(53), 제4의 1차 권선(54), 제5의 1차 권선(55), 제6의 1차 권선(56), 제7의 1차 권선(57), 제8의 1차 권선(58), 제9의 1차 권선(59)을 형성하고, 제1내지 5의 2차 권선층(L3, L5, L7, L9, L11)들에는 각각 제1의 2차 권선(61), 제2의 2차 권선(62), 제3의 2차 권선(63), 제4의 2차 권선(64)을 형성하며, 제5의 2차 권선(65)과 제6내지 9의 2차 권선층(L13, L15, L17, L19)에는 제6의 2차 권선(66), 제7의 2차 권선(67), 제8의 2차 권선(68)과 제9의 2차 권선(69)들을 형성하게 한 것을 특징으로 하는 고압 고출력의 집약형 평면 트랜스포머.

제 1항에 있어서,

상기 프린트기판 조립체(5)가 다수의 프린트기판으로 구성되는 상기 제1차 권선부(10)로 이루어진 제1내지 제9의 1차 권선층(L2, L4, L6, L8, L10, L12, L14, L16, L18)과 상기 상하단 제2및 제3 권선부(20),(30)로 이루어진 제1내지 제9의 2차 권선층(L3, L5, L7, L9, L11, L13, L15, L17, L19)들이 차례로 배열하되, 상기 하나의 1차 권선층과 상기 하나의 2차 권선층 사이에 절연 스페이서(11)를 삽입하여 쌍을 이루게 하고 이 쌍을 이룬 권선층을 다수 축조하고 그들 사이에 열전도성 접착제(12)들을 인가하여 상하단 분리층들과 함께 조립하는 것을 특징으로 하는 고압 고출력의 집약형 평면트랜스포머.

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제 1항에 있어서,

프린트기판 조립체(5)의 모든 권선층(L2~L19)들에는 최종단계에서 고정패턴과 변형패턴을 구성하는 제1 및 제2 접촉단자(31, 32, 35, 36, 37)와 연결단자들의 관통공(14,21,31a,32a,35a,36a,37a,38,39)에는 랜딩처리하고, 관통공들의 일부에는 그들 내부로 전기전도성 금속을 충진하도록 메탈 플로링처리를 하여 심봉형태로 밀봉되게 하고, 나머지 부분에는 열전도 수지로 밀봉되게 한 것을 특징으로 하는 고압 고출력의 집약형 평면트랜스포머. .

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