KR20050117091A - 휴대폰 충전기 및 어댑터의 전자파 차단장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휴대폰의 SMPS 방식의 휴대형 충전기 및 어댑터에서 트랜스에 실드를 설치하여 누설전류를 발생시키지 않고도 전자파를 차단할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 교류에서 직류로 변환되어 트랜스(207)의 1차권선에 공급되는 전압의 전자파를 감쇄시키기 위한 1차 스너버회로(203)와; 펄스폭변조 신호를 이용하여 상기 트랜스(207)의 구동을 제어하는 PWM 회로부(204)와; 출력단으로부터 귀환되는 전압/전류 제어신호를 근거로 상기 펄스폭변조 신호를 제어하여 목표로 하는 정전압 및 정전류가 출력되도록 하는 귀환신호 처리부(205)와; 상기 PWM 회로부(204)의 제어에 의해 구동되어, 상기 1차 스너버회로(203)의 출력전압을 소정 레벨의 교류전압으로 변환하여 출력하고, 각 권선측에 와이어 실드나 동판실드를 설치하여 전자파를 차폐하는 트랜스(207)에 의해 달성된다.

Description

휴대폰 충전기 및 어댑터의 전자파 차단장치{EMI SHIELDING APPARATUS FOR CHARGER AND ADAPTOR OF MOBILE PHONE}
본 발명은 휴대폰의 SMPS 방식의 휴대형 충전기 및 어댑터에서 전자파를 차단하는 기술에 관한 것으로, 특히 트랜스에 실드를 설치하여 누설전류를 발생시키지 않고도 전자파를 차단할 수 있도록 한 휴대폰 충전기 및 어댑터의 전자파 차단장치에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 휴대폰 충전기 및 어댑터의 전자파 차단장치의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 상용의 교류전압을 직류전압으로 변환하는 교류/직류 변환기(101)와; 상기 교류/직류 변환기(101)의 출력 전원에 포함되어 있는 노이즈 성분을 제거하기 위한 노이즈 필터(102)와; 상기 노이즈 필터(102)와 트랜스(106)의 1차권선(L11)의 사이에 설치되어 전자파를 감쇄시키기 위한 1차 스너버회로(103)와; 펄스폭변조(PWM) 신호를 이용하여 상기 트랜스(106)의 구동을 제어하는 PWM 회로부(104)와; 출력단으로부터 귀환되는 전압/전류 제어신호를 근거로 상기 PWM 신호를 제어하여 목표로 하는 정전압 및 정전류가 출력되도록 하는 귀환신호 처리부(105)와; 상기 PWM 회로부(104)의 제어로 구동되어, 상기 1차 스너버회로(103)의 출력전압을 소정 레벨의 교류전압으로 변환하여 출력하는 트랜스(106)와; 상기 트랜스(106)에서 출력되는 교류전압을 제어하여 정전압 출력부(110)에 직류 정전압/정전류가 출력되도록 하는 전압/전류 제어부(107)와; 상기 전압/전류 제어부(107)의 제어를 받아 상기 귀환신호 처리부(105)에 전압/전류 제어신호를 각기 귀환시키는 전압제어신호 귀환부(108) 및 전류제어신호 귀환부(109)와; 전자파를 차단하기 위해 상기 트랜스(106)의 바이어스권선(L12)과 2차권선(L21)의 사이에 접속된 콘덴서(C1)로 구성된 것으로, 이와 같이 구성된 종래 전자파 차단장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
상용의 교류전압이 충전기 및 휴대용 어댑터(이하, "어댑터"라 칭함)의 교류/직류 변환기(101)에 입력되어 직류전압으로 변환된다. 그리고, 상기 변환된 직류전압이 노이즈 필터(102)에 의해 노이즈 성분이 제거되고, 1차 스너버회로(103)에 의해 전자파(EMI: ElectroMagnetic Interference)가 감쇄된 후 트랜스(106)의 1차권선(L11)에 공급된다.
이와 같은 상태에서, PWM 회로부(104)가 펄스폭변조(PWM) 신호를 이용하여 상기 트랜스(106)의 스위칭 구동을 제어하게 되고, 이에 의해 그 트랜스(106)의 2차권선(L21)에는 스위칭 주파수에 상응되는 교류전압이 여기된다. 이때, 상기 트랜스(106)의 바이어스권선(L12)에는 소정의 바이어스 전압이 유지된다.
전압/전류 제어부(107)는 상기 트랜스(106)에서 출력되는 교류 전압 및 전류를 제어하여 정전압 출력부(110)에 직류의 정전압/정전류가 출력되도록 하고, 부하 변동에 관계없이 정전압 및 정전류가 출력되도록 하기 위하여 전압제어신호 귀환부(108) 및 전류제어신호 귀환부(109)의 포토커플러를 통해 전압/전류 제어신호를 출력한다.
이에 따라, 귀환신호 처리부(105)는 상기 전압제어신호 귀환부(108) 및 전류제어신호 귀환부(109)를 통해 출력단으로부터 귀환되는 전압/전류 제어신호를 근거로 상기 PWM 회로부(104)의 PWM 신호를 제어하여, 부하 변동에 관계없이 목표로 하는 정전압 및 정전류가 출력된다.
한편, 사용자는 휴대폰을 충전시키기 위해 휴대형 충전기 및 어댑터에 연결시킨 후 전화를 걸거나 상대방으로부터 걸려온 전화를 받을 때, 종종 그 휴대형 충전기 및 어댑터가 연결된 상태로 사용하는 경우가 있다. 이와 같은 경우 충전기 및 어댑터로부터 머리 부분에 규정치 이상의 전자파가 투사되어 사용자의 건강에 악영향을 미치는 것으로 보고되고 있는데, 이를 차단하기 위해 상기 트랜스(106)의 바이어스권선(L12)와 2차권선(L21)의 사이에 콘덴서(C1)가 설치되었다.
그런데, 종래 휴대폰의 휴대형 충전기 및 어댑터에 있어서는 전자파를 차단하기 위해 설치된 콘덴서를 통해 누설전류가 흘러 감전을 야기시키는 문제점이 있었다.
휴대폰의 충전기 및 어댑터의 경우 2종 절연기기로서 누설전류를 소정치(예:250μA) 이하로 규제하고 있으나, 디자인을 중요시하는 경향으로 인하여 메탈류(예: 크롬도금)를 많이 사용하게 되므로 100μA 이하에서도 감전을 호소하는 경우가 발생되고, 인종에 따라 심한 경우 50μA에서도 감전을 느끼는 것으로 보고되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 휴대폰 충전기 및 어댑터를 설계함에 있어서, 전자파를 차단하기 위해 콘덴서를 사용하지 않고, 트랜스에 실드를 설치하여 누설전류를 발생시키지 않고도 전자파를 차단할 수 있도록 하는데 있다.
도 2는 본 발명에 의한 휴대폰 충전기 및 어댑터의 전자파 차단장치의 일실시 구현예를 보인 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 상용의 교류전압을 직류전압으로 변환하는 교류/직류 변환기(201)와; 상기 교류/직류 변환기(201)의 출력 전원에 포함되어 있는 노이즈 성분을 제거하기 위한 노이즈 필터(202)와; 상기 노이즈 필터(202)와 트랜스(207)의 1차권선(207B)의 사이에 설치되어 전자파를 감쇄시키기 위한 1차 스너버회로(203)와; 펄스폭변조(PWM) 신호를 이용하여 상기 트랜스(207)의 구동을 제어하는 PWM 회로부(204)와; 출력단으로부터 귀환되는 전압/전류 제어신호를 근거로 상기 PWM 신호를 제어하여 목표로 하는 정전압 및 정전류가 출력되도록 하는 귀환신호 처리부(205)와; 상기 트랜스(207)의 바이어스 권선(207C)측에서 전자파(EMI)를 감쇄시키는 바이어스 스너버회로(206)와; 상기 PWM 회로부(204)의 제어로 구동되어, 상기 1차 스너버회로(203)의 출력전압을 소정 레벨의 교류전압으로 변환하여 출력하고, 각 권선측에 와이어 실드나 동판실드를 설치하여 전자파를 차폐하는 트랜스(207)와; 상기 트랜스(207)에서 출력되는 교류전압을 제어하여 정전압 출력부(211)에 직류 정전압/정전류가 출력되도록 하는 전압/전류 제어부(208)와; 상기 전압/전류 제어부(208)의 제어를 받아 상기 귀환신호 처리부(205)에 전압/전류 제어신호를 각기 귀환시키는 전압제어신호 귀환부(209) 및 전류제어신호 귀환부(210)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
상용의 교류전압이 충전기 및 어댑터의 교류/직류 변환기(201)에 입력되어 직류전압으로 변환된다. 그리고, 상기 변환된 직류전압이 노이즈 필터(202)에 의해 노이즈 성분이 제거되고, 1차 스너버회로(203)에 의해 전자파(EMI)가 감쇄된 후 트랜스(207)의 1차권선(207B)에 공급된다.
이와 같은 상태에서, PWM 회로부(204)가 펄스폭변조(PWM) 신호를 이용하여 상기 트랜스(207)의 스위칭 구동을 제어하게 되고, 이에 의해 그 트랜스(207)의 2차권선(207F)에는 스위칭 주파수에 상응되는 교류전압이 여기된다. 이때, 상기 트랜스(207)의 바이어스권선(207C)에는 소정의 바이어스 전압이 유지된다.
전압/전류 제어부(208)는 상기 트랜스(207)에서 출력되는 교류 전압 및 전류를 제어하여 정전압 출력부(211)에 직류의 정전압/정전류가 출력되도록 하고, 부하 변동에 관계없이 정전압 및 정전류가 출력되도록 하기 위하여 전압제어신호 귀환부(209) 및 전류제어신호 귀환부(210)의 포토커플러를 통해 전압/전류 제어신호를 출력한다.
이에 따라, 귀환신호 처리부(205)는 상기 전압제어신호 귀환부(209) 및 전류제어신호 귀환부(210)를 통해 출력단으로부터 귀환되는 전압/전류 제어신호를 근거로 상기 PWM 회로부(204)의 PWM 신호를 제어하여, 정전압 출력부(211)에서 부하 변동에 관계없이 목표로 하는 정전압 및 정전류가 출력된다.
한편, 본 발명에서는 트랜스(207)에 실드처리하여 전자파가 제거되도록 하였다. 즉, 트랜스(207)의 1차권선(207B)측에 제1와이어 실드(207A)를, 바이어스 권선(207C)측에 제2와이어 실드(207D)를, 2차권선(207F),1차권선(207B)에 제1,2동판실드(207E),(207G)를 각기 설치하여 이들에 의해 전자파가 제거되도록 하였다.
도 3은 상기와 같이 실드 처리한 트랜스(207)의 종단면도를 나타낸 것으로, 이를 참조하여 본 발명에 의한 실드 처리과정을 설명하면 다음과 같다.
보빈(207H) 상에 제1와이어 실드(207A)를 설치하고 1차권선(207B)을 감은 후 그 제1와이어 실드(207A)를 1차권선(207B)의 고전압탭(HVT)에 연결한다.
이어서, 바이어스 권선(207C)을 감고 제2와이어 실드(207D)를 설치한 후 그 제2와이어 실드(207D)를 바이어스 권선(207C)측의 접지단자(GND1)에 연결하고, 이어서, 제1동판실드(207E)를 설치하고 2차권선(207F)을 감은 후 그 제1동판실드(207E)를 2차권선(207F)측의 접지단자(GND2)에 연결한다.
마지막으로, 제2동판실드(207G)를 설치하여 이를 상기 접지단자(GND1)에 연결하는 것으로 실드처리과정이 완료된다.
따라서, 상기 1차권선(207B)의 고속 스위칭으로 인한 전자파(노이즈 포함)가 상기 제1,2와이어 실드(207A),(207D)에 의해 감쇄처리된다.
또한, 상기 제1동판실드(207E)에 의해 1차권선(207B)과 2차권선(207F) 간의 노이즈가 차폐되고, 권선 간에 유기되는 기생 캐패시터 성분도 감소되어 결과적으로 EMI가 효과적으로 억제된다.
마지막으로, 상기 제2동판실드(207G)에 의해 전도 및 방사되는 노이즈 성분이 차폐된다.
이와는 별도로, 상기 귀환신호 처리부(205)와 바이어스 권선(207C) 사이에 바이어스 스너버회로(206)를 설치하여 펄스성 노이즈가 감소되고, 특정 주파수대(예: 30∼40MHz)의 방사 노이즈가 억제되도록 하였다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 트랜스에 실드를 설치하여 전자파를 차단하도록 함으로써, 전자파를 차단하면서 전자파 차단 소자로 인하여 누설전류가 발생되는 것을 확실하게 방지할 수 있는 효과가 있고, 전자파를 차단하기 위한 별도의 소자를 사용하지 않기 때문에 원가가 절감되는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 휴대폰 충전기 및 어댑터의 전자파 차단장치의 블록도.
도 2는 본 발명에 의한 휴대폰 충전기 및 어댑터의 전자파 차단장치의 블록도.
도 3은 본 발명에 의한 트랜스의 종단면도.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
201 : 교류/직류 변환기 202 : 노이즈 필터
203 : 1차 스너버회로 204 : PWM 회로부
205 : 귀환신호 처리부 206 : 바이어스 스너버회로
207 : 트랜스 207A :제1와이어 실드
207B : 1차권선 207C : 바이어스 권선
207D : 제2와이어 실드 207E : 제1동판실드
207F : 2차권선 207G : 제2동판실드
207H : 보빈 208 : 전압/전류 제어부
209 : 전압제어신호 귀환부 210 : 전류제어신호 귀환부
211 : 정전압출력부

Claims (6)

  1. 교류에서 직류로 변환되어 트랜스의 1차권선에 공급되는 전압의 전자파를 감쇄시키기 위한 1차 스너버회로와;
    펄스폭변조 신호를 이용하여 상기 트랜스의 구동을 제어하는 PWM 회로부와;
    출력단으로부터 귀환되는 전압/전류 제어신호를 근거로 상기 펄스폭변조 신호를 제어하여 목표로 하는 정전압 및 정전류가 출력되도록 하는 귀환신호 처리부와;
    상기 PWM 회로부의 제어에 의해 구동되어, 상기 1차 스너버회로의 출력전압을 소정 레벨의 교류전압으로 변환하여 출력하고, 각 권선측에 와이어 실드나 동판실드를 설치하여 전자파를 차폐하는 트랜스를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 휴대폰 충전기 및 어댑터의 전자파 차단장치.
  2. 제1항에 있어서, 트랜스는 1차권선측에 제1와이어 실드를, 바이어스 권선측에 제2와이어 실드를, 2차권선, 1차권선에 제1,2동판실드를 각기 설치한 것을 특징으로 하는 휴대폰 충전기 및 어댑터의 전자파 차단장치.
  3. 제2항에 있어서, 제1와이어 실드는 1차권선의 고전압탭에 접속된 것을 특징으로 하는 휴대폰 충전기 및 어댑터의 전자파 차단장치.
  4. 제2항에 있어서, 제2와이어 실드는 바이어스 권선측의 접지단자에 접속된 것을 특징으로 하는 휴대폰 충전기 및 어댑터의 전자파 차단장치.
  5. 제2항에 있어서, 제1동판실드는 2차권선측의 접지단자에 접속되고, 제2동판실드는 바이어스 권선측의 접지단자에 접속된 것을 특징으로 하는 휴대폰 충전기 및 어댑터의 전자파 차단장치.
  6. 제1항에 있어서, 트랜스의 바이어스 권선측에는 전자파를 감쇄시키는 바이어스 스너버회로가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 휴대폰 충전기 및 어댑터의 전자파 차단장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101279071B1 (ko) * 2007-04-05 2013-06-26 페어차일드코리아반도체 주식회사 에너지 전달 소자 및 이를 포함하는 컨버터
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