KR20150045289A - 쉴드판에 의해 전도 노이즈와 방사 노이즈를 낮추는 자기에너지 전달소자 및 전원 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쉴드판에 의해 자기에너지 전달소자에서 입력권선에서 발생하여 출력권선으로 전달되는 전도 및 방사노이즈를 차단하고 쉴드판의 평균 전위를 조절하여 출력권선으로 생성되는 전위차에 의한 용량성의 결합의 합을 낮게 함으로써 낮은 전도 및 방사 EMI를 제공하는 자기에너지 전달소자와 전원장치에 관한 것이다.

Description

쉴드판에 의해 전도 노이즈와 방사 노이즈를 낮추는 자기에너지 전달소자 및 전원 장치 {Transformer and power supply for reducing conducted noise and radiated noise by shield plate}

본 발명은 쉴드판에 의해 자기에너지 전달소자에서 입력권선에서 발생하여 출력권선으로 전달되는 전도 및 방사노이즈를 차단하고 쉴드판의 평균 전위를 조절하여 출력권선으로 생성되는 전위차에 의한 용량성의 결합의 합을 낮게 함으로써 낮은 전도 및 방사 EMI를 제공하는 자기에너지 전달소자와 전원장치에 관한 것이다.

일반적인 스위칭형 전원장치에 있어서, 스위칭 될 때 발생되는 노이즈가 트랜스포머의 출력권선으로 용량성으로 결합하여 전달되어 출력 선로가 노이즈 전위를 가짐으로써 공기중으로 노이즈를 방사시키게 된다.

종래의 트랜스포머의 경우에는 트랜스포머의 입력권선의 전위의 변동이 용량성 결합에 의해 출력권선으로 전달되는 것을 차단하는 하나 이상의 권선을 입력권선과 출력권선 사이에 배치하여 전도 노이즈를 낮추는 기술이 있었다. 그런데, 이 기술은 입력권선에서 발생된 고주파 노이즈가 중간에 배치된 권선으로 용량성으로 결합하여 전달되고 다시 출력권선으로 용량성으로 결합하여 전달되어, 출력 선로가 노이즈 전위를 가짐으로써 공기중으로 노이즈를 방사시키는 단점을 가진다.

또한, 종래의 트랜스포머에는 입력권선과 출력권선 사이에 접지로 연결된 쉴드판을 배치하여 정전쉴드를 함으로써, 입력권선에서 발생된 고주파 노이즈가 출력권선으로 용량성으로 결합하여 전달되지 않도록 차단하는 기술이 있었는데, 쉴드판으로부터 접지로 연결선을 인출하기 위한 접합부의 사전 준비 작업이 필요하기도 하고, 또한 접합부분의 요철에 의해 권선작업의 균일성이 떨어지는 단점이 있었고, 또한 쉴드판과 출력권선 간의 전위차에 의해 큰 전도 노이즈가 발생되는 단점이 있었다.

종래의 기술을 간략히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래기술의 출력권선으로 전도 노이즈의 전달이 적게 발생하게 하기 위한 권선을 가지는 트랜스포머를 포함하는 플라이백 컨버터를 보이고, 도 2는 도 1의 플라이백 컨버터에 사용되는 트랜스포머의 구조도이다. 도 3은 종래기술의 출력권선으로 고주파 노이즈의 전달이 적게 발생하게 하기 위한 권선을 가지는 다른 트랜스포머를 포함하는 플라이백 컨버터를 보이고, 도 4는 도 3의 플라이백 컨버터에 사용되는 트랜스포머의 구조도이다. 도 5는 종래기술의 샌드위치 권선 구조에서 출력권선으로 전도 노이즈의 전달이 적게 발생하게 하기 위한 권선을 가지는 트랜스포머를 포함하는 플라이백 컨버터를 보이고, 도 6은 도 5의 플라이백 컨버터에 사용되는 트랜스포머의 구조도이다. 도 7은 종래의 트랜스포머의 외관도이다. 도 8은 종래의 쉴드판의 구조이다.

이하 제시된 모든 도면에서 트랜스포머의 각 권선에 표시된 검은 색은 권선의 시작이나 혹은 끝을 표시한다.

도 1에 있어서, 교류 입력 전압은 정류되고 입력캐패시터(11)에 의해 평활된다. 출력전압의 피드백에 대응하여 제어부(14)의 제어출력(14a)에 의해 스위칭소자(12)가 단속되어 트랜스포머(13)의 입력권선(131)에서 에너지의 축적과 방출이 일어나며, 출력정류기(17)와 캐패시터(18)는 출력권선(133)의 전압을 정류하여 부하에 전력을 공급한다. 밸런스권선(132)은 입력권선(131)과 출력권선(133) 사이의 용량성 결합을 차단시킴과 아울러 출력권선(133)으로 생성되는 용량성의 결합전류의 양을 최소가 되게 한다.

도 2는 종래기술의 트랜스포머의 구조도이다.

밸런스권선(132)은 입력권선(131)과 출력권선(133) 사이를 빈틈없이 채워서 감아 입력권선(131)과 출력권선(133) 사이의 용량성 결합을 차단한다. 밸런스권선(132)의 차단에도 불구하고 생성되는 입력권선(131)과 출력권선(133) 사이의 용량성 결합을 밸런스권선(132)과 출력권선(133)과의 턴(Turn, T) 수 차이에 의한 용량성 결합을 역극성으로 생성시켜 상쇄시켜 낮춘다. 높은 전위의 변동을 갖는 입력권선(131)으로부터 낮은 전위의 변동을 갖는 출력권선(133)으로 생성되는 용량성 결합을 상쇄시키기 위해서 밸런스권선(132)은 출력권선(133)보다 턴 수가 작아야 하는데, 출력권선(133)의 턴 수가 작은 경우 밸런스권선(132)은 작은 턴 수로 한 권선 층을 빈틈없이 채우기 위해서 여러가닥의 선을 병렬로 감아야 한다는 단점이 있다.

도 2에 있어서, 입력권선(131)에서 발생된 노이즈가 용량성 결합으로 밸런스권선(132)에 전달되고 다시 출력권선(133)으로 전달되어 고주파 노이즈의 방사를 방사를 낮추는데 한계가 있다는 단점이 있다.

도 3은 종래기술의 다른 예인데, 입력권선(171)과 출력권선(173) 사이의 출력권선(173)이 감기는 면적에 플라이백권선(172, 빗금으로 표시된 권선)과 리버스권선(174, 흰색으로 표시된 권선)을 가능한 한 빈틈없이 채워서 나란히 병렬로 감아 두 권선에 의해 입력권선(171)과 출력권선(173) 사이의 용량성 결합을 차단시켜 입력권선(171)에서 발생된 전위의 변동이 출력권선(173)으로 전달되는 것을 낮춘다.

도 4는 도 3의 트랜스포머의 구조도인데, 플라이백권선(172)과 리버스권선(174)은 출력선로를 통한 전도 노이즈를 낮추기 위한 구조를 갖는다.

플라이백권선(172)과 리버스권선(174)도 입력권선(171)과 출력권선(173) 사이의 용량성 결합을 차단시켜 입력권선(171)에서 발생된 전위의 변동이 출력권선(173)으로 전달되는 것을 낮추지만, 입력권선(171)의 노이즈가 직접 플라이백권선(172)과 리버스권선(174)를 거쳐 출력권선(173)으로 전달되므로, 노이즈에 의한 방사를 낮추는데 한계가 있다는 단점이 있다.

도 5와 도 6의 트랜스포머는 입력권선이 입력권선의 고압부(181a)와 입력권선의 저압부(181b)로 나뉘어, 입력권선의 고압부(181a)와 입력권선의 저압부(181b) 사이에 출력권선(183)이 위치하여 샌드위치 구조를 이룬다. 입력권선의 고압부(181a)의 전위의 변동이 출력권선(183)으로 전달되지 않도록 입력권선의 고압부(181a)와 출력권선(183) 사이를 쉴드권선(182)으로 빈틈없이 채워서 차단한다. 쉴드권선(182)과 입력권선의 저압부(181b)로부터 출력권선(183)으로 생성되는 용량성의 결합을 상쇄시켜 낮추기 위하여 밸런스권선(184)를 출력권선(183)과 접하여 감는다.

도 5와 도 6의 트랜스포머에 있어서도, 비록 입력권선의 고압부(181a)와 입력권선의 저압부(181b)에서 생성되는 전위의 변동이 출력권선(183)으로 전달되는 것을 쉴드권선(182)과 밸런스권선(184)으로 차단하고 상쇄시킬 수 있지만, 입력권선의 고압부(181a)와 입력권선의 저압부(181b)에서 생성되는 노이즈가 쉴드권선(182)과 밸런스권선(184)을 거쳐 출력권선(183)으로 전달되므로, 노이즈에 의한 방사를 낮추는데 한계가 있다는 단점이 있다.

도 7과 도 8의 트랜스포머는 또 다른 샌드위치의 구조를 가지는 경우이다.

제1입력권선이 제1입력권선의 고압부(221a)와 제1입력권선의 저압부(221b)로 나뉘어, 제1입력권선의 고압부(221a)와 출력권선(223) 사이에 제1입력권선의 저압부(221b)가 위치하여 제1입력권선의 고압부(221a)와 출력권선(223) 사이의 용량성 결합을 차단하고, 출력권선(223)의 외부에 감기는 제2입력권선(222)과 출력권선(223) 사이의 용량성 결합을 이용하여 제1입력권선의 고압부(221a)와 제1입력권선의 저압부(221b)로부터 출력권선(223)으로 생성되는 용량성의 결합을 상쇄시켜 출력선로의 전위의 변동을 낮춘다.

도 7과 도 8의 트랜스포머에 있어서는, 제1입력권선의 고압부(221a)에서 생성되는 노이즈가 제1입력권선의 저압부(221b)로 용량성으로 결합된 후 제1입력권선의 저압부(221b)에서 생성되는 노이즈와 합해져서 출력권선(183)으로 전달되며, 비록 제2입력권선(222)에서 역극성의 노이즈를 생성시켜 상쇄시켜 낮춘다. 그런데, 제1입력권선의 고압부(221a)와 제1입력권선의 저압부(221b)로부터 전달되는 노이즈의 크기가 큰 경우, 제2입력권선(222)에서 생성되는 역극성의 노이즈와 상이한 주파수 성분이 존재하거나 정수의 턴 수의 조절로 두 노이즈를 정확히 일치시켜 제거하기 어려우므로 출력선로의 방사노이즈를 줄이는데 한계가 있다.

도 9와 도 10의 트랜스포머에서는, 제1입력권선(231)과 출력권선(233) 사이에 제2입력권선(232)가 위치하여 제1입력권선(231)과 출력권선(233) 사이의 용량성 결합을 차단하고, 제1입력권선(231)에서 생성되어 출력권선(233)으로 전달되는 노이즈를 제2입력권선(232)에서 생성되는 역극성의 노이즈로 상쇄시켜 낮춘다. 그런데, 휴대폰의 DMB TV와 같이 출력선로를 통한 노이즈의 방사가 전원장치에 연결되는 기기의 성능에 영향을 주는 경우, 방사 노이즈는 규정보다도 더욱 낮춰야 하는 필요가 있다.

한편, 도 1 내지 도 6의 트랜스포머는 방사노이즈와 전도 노이즈를 낮추기 위하여 트랜스포머의 코어를 접지에 연결한다.

도 11에 보이는 바와 같이, 권선 작업이 완료된 보빈과 트랜스포머의 코어를 조립할 때에 전기적인 접지로부터 인출된 선을 트랜스포머의 코어에 접촉시키고 고정용 테이프를 둘러서 고정시켜서 트랜스포머의 코어를 접지로 연결시키고 있다.

이와같은 코어의 접지는 권선 작업이 완료된 보빈에 트랜스포머의 코어를 조립한 후에 핀의 접속을 위해 추가적인 땜질 작업이 필요하다는 단점이 있다.

도 1과 도 2에서 보인 밸런스권선(132), 도 3과 도 4에서 보인 플라이백권선(172)과 리버스권선(174), 그리고 도 5과 도 6에서 보인 쉴드권선(182)과 밸런스권선(184)은 모두 전도 EMI를 낮추는데 효과가 있으나, 방사 EMI를 낮추는데에는 한계가 있다는 단점이 있다. 도 7 내지 도 10에서 보인 제1입력권선(221 혹은 231)과 제2입력권선(222 혹은 232)에 의한 역극성의 노이즈에 의한 상쇄는 출력선로의 노이즈 레벨을 낮추기는 하지만, 출력선로를 통한 노이즈의 방사가 전원장치에 연결되는 기기의 성능에 민감하게 영향을 주는 경우까지 만족시키기 어렵다.

방사 EMI를 낮추기 위해서는 입력권선에서 발생된 노이즈가 밸런스권선(132)과 플라이백권선(172)과 리버스권선(174) 그리고 쉴드권선(182)과 밸런스권선(184)으로 전달되지 못하게 해야 하며, 그 대책 중의 하나는 전기적인 접지로 연결된 쉴드판을 삽입하여 입력권선에서 전달된 노이즈를 접지로 바이패스하여 제거하는 것이다.

그런데, 도 8의 종래의 쉴드판은 인출선의 땜작업의 높이에 의해 다음 층의 권선 작업이 균일하지 못하게 되는 단점과, 리키지 인덕턴스가 균일해지지 못하는 단점을 가지며, 또한 인출선의 땜작업이 사전에 준비작업으로 이루어 져야 하는 불편함 등의 단점이 있었다.

종래의 권선에 의해 차단하는 기술은 전도 EMI를 낮추는데 효과가 있으나 방사 EMI를 낮추는데에는 한계가 있다는 단점이 있다. 또한 코어의 접지를 위해 권선 작업이 완료된 보빈에 트랜스포머의 코어를 조립한 후에 추가적인 땜질 작업이 필요하다는 단점이 있다.

또한 종래의 쉴드판은 인출선의 땜작업의 높이에 의해 다음 층의 권선 작업이 균일하지 못하게 되는 단점과, 리키지 인덕턴스가 균일해지지 못하는 단점을 가지며, 또한 인출선의 땜작업이 사전에 준비작업으로 이루어 져야 한다는 단점이 있다.

본 발명은 종래 기술의 이러한 단점들을 해결하기 위한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 스위칭소자와, 제어부와, 출력정류기와, 출력 선로를 포함하는 스위칭형 전원장치에 사용되는 자기에너지전달소자는,

자기에너지전달소자의 코어와; 자기에너지전달소자의 보빈과; 상기 자기에너지전달소자의 보빈에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 입력권선과; 상기 자기에너지전달소자의 보빈에 감겨지고, 상기 입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선과; 그리고 상기 입력권선과 마주하여 감겨 전기적인 접지로 연결되는 면에 의해 상기 입력권선과 상기 출력권선 사이의 용량성 결합을 차단하고, 상기 출력권선과 마주하여 감기는 면의 평균전위에 의해 상기 출력권선으로 생성되는 용량성의 결합의 양이 설정되는 쉴드판을 포함하며,

상기 쉴드판으로부터 상기 출력권선으로 생성되는 용량성 결합의 양을 설정하여 상기 출력권선으로 생성되는 모든 용량성 결합의 합을 낮추는 것을 특징으로 한다.

또한 상술한 목적을 달성하기 위한 제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 스위칭소자와, 제어부와, 출력정류기와, 출력 선로를 포함하는 스위칭형 전원장치에 사용되는 자기에너지전달소자는,

자기에너지전달소자의 코어와; 자기에너지전달소자의 보빈과; 상기 자기에너지전달소자의 보빈에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 입력권선과; 상기 자기에너지전달소자의 보빈에 감겨지고, 상기 입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선과; 상기 입력권선과 마주하여 감겨 전기적인 접지로 연결되는 면에 의해 상기 입력권선과 상기 출력권선 사이의 용량성 결합을 차단하고, 상기 출력권선과 마주하여 감기는 면의 평균전위에 의해 상기 출력권선으로 생성되는 용량성의 결합의 양이 설정되는 쉴드판과; 그리고 상기 쉴드판에 전위를 인가하는 바이어스권선을 포함하되,

상기 바이어스권선의 유도 전위가 상기 쉴드판에 가해져 상기 쉴드판이 상기 출력권선을 마주하는 면의 평균전위가 설정되고 상기 쉴드판과 상기 출력권선 사이에 생성되는 용량성 결합의 양이 설정되어, 상기 쉴드판으로부터 상기 출력권선으로 생성되는 용량성 결합의 양을 설정하여 상기 출력권선으로 생성되는 모든 용량성 결합의 합을 낮추는 것을 특징으로 한다.

또한 상술한 목적을 달성하기 위한 제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 스위칭소자와, 제어부와, 출력정류기와, 출력 선로를 포함하는 스위칭형 전원장치에 사용되는 자기에너지전달소자는,

자기에너지전달소자의 코어와; 자기에너지전달소자의 보빈과; 상기 자기에너지전달소자의 보빈에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 입력권선과; 상기 자기에너지전달소자의 보빈에 감겨지고, 상기 입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선과; 상기 입력권선의 일부분과 마주하여 상기 입력권선의 일부분과 상기 출력권선 사이의 용량성 결합을 차단하고, 상기 출력권선과 마주하는 면의 평균전위에 의해 상기 출력권선으로 생성되는 용량성의 결합의 양이 설정되는 제1쉴드판과; 그리고 상기 출력권선과 상기 입력권선의 다른 일부분 사이의 용량성 결합을 차단하고, 상기 출력권선과 마주하는 면의 평균전위에 의해 상기 출력권선으로 생성되는 용량성의 결합의 양이 설정되는 제2쉴드판을 포함하되,

상기 제2쉴드판은 상기 제1쉴드판의 일측 단자에 연결되어, 상기 제2쉴드판의 평균 전위는 상기 제1쉴드판의 일측 단자가 가지는 전위와 상기 제2쉴드판이 유도하는 전위의 합에 의해 결정되며, 상기 제1쉴드판과 상기 제2쉴드판으로부터 상기 출력권선으로 생성되는 용량성 결합의 양을 설정하여 상기 출력권선으로 생성되는 모든 용량성 결합의 합을 낮추는 것을 특징으로 한다.

또한 상술한 목적을 달성하기 위한 제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 스위칭소자와, 제어부와, 출력정류기와, 출력 선로를 포함하는 스위칭형 전원장치에 사용되는 자기에너지전달소자는,

자기에너지전달소자의 코어와; 자기에너지전달소자의 보빈과; 상기 자기에너지전달소자의 보빈에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 입력권선과; 상기 자기에너지전달소자의 보빈에 감겨지고, 상기 입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선과; 상기 입력권선의 일부분과 마주하여 상기 입력권선의 일부분과 상기 출력권선 사이의 용량성 결합을 차단하고, 상기 출력권선과 마주하는 면의 평균전위에 의해 상기 출력권선으로 생성되는 용량성의 결합의 양이 설정되는 제1쉴드판과; 상기 출력권선과 상기 입력권선의 다른 일부분 사이의 용량성 결합을 차단하고, 상기 출력권선과 마주하는 면의 평균전위에 의해 상기 출력권선으로 생성되는 용량성의 결합의 양이 설정되는 제2쉴드판과; 그리고 상기 제1쉴드판과 상기 제2쉴드판에 전위를 인가하는 바이어스권선을 포함하되,

상기 바이어스권선에 유도되는 전위가 상기 제1쉴드판과 상기 제2쉴드판에 가해져 상기 제1쉴드판과 상기 제2쉴드판이 상기 출력권선을 마주하는 면의 평균전위가 설정되고 상기 제1쉴드판과 상기 제2쉴드판과 상기 출력권선 사이에 생성되는 용량성 결합의 양이 설정되며, 상기 제1쉴드판과 상기 제2쉴드판으로부터 상기 출력권선으로 생성되는 용량성 결합의 양을 설정하여 상기 출력권선으로 생성되는 모든 용량성 결합의 합을 낮추는 것을 특징으로 한다.

또한, 이 발명에 따르는 상술한 자기에너지 전달소자를 포함하는 스위칭전원장치가 제공된다.

또한, 이 발명에 따르는 상술한 전원장치를 포함하는 제조된 물품이 제공된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 이 발명의 실시예에 따른 출력권선에 전달되는 고주파 노이즈를 상쇄시키는 자기에너지 전달소자 및 전원 장치에 대해 보다 상세하게 설명한다.

본 발명은, 종래의 기술보다 출력권선으로 전달되는 노이즈의 양을 훨씬 낮춤과 동시에, 쉴드판으로부터 전기적인 접지로 연결되는 선의 접속부위의 높이에 따른 권선 작업의 불균일과 리키지인덕턴스의 불균일을 제거하며, 또한 쉴드판의 접지선 연결을 위한 사전 준비작업이 필요없게 되고, 쉴드판의 접지와 트랜스포머 코어의 접지를 공통으로 할 수 있어 가공비용이 절감되는 장점을 가진다.

도 1은 종래 기술에 따른 플라이백 컨버터의 구성도.
도 2는 도 1의 트랜스포머의 구조도.
도 3은 종래 기술에 따른 다른 플라이백 컨버터의 구성도.
도 4는 도 3의 트랜스포머의 구조도.
도 5은 종래 기술에 따른 또 다른 플라이백 컨버터의 구성도.
도 6는 도 5의 트랜스포머의 구조도.
도 7은 종래 기술에 따른 또 다른 플라이백 컨버터의 구성도.
도 8은 도 7의 트랜스포머의 구조도.
도 9는 종래 기술에 따른 또 다른 플라이백 컨버터의 구성도.
도 10은 도 9의 트랜스포머의 구조도.
도 11은 종래 기술의 트랜스포머의 외관도
도 12는 종래 기술의 쉴드판의 구조도
도 13 내지 도 15는 본 발명에 따르는 쉴드판의 실시예들
도 16 내지 도 17은 도 본 발명의 쉴드판을 적용한 트랜스포머의 외관도
도 18 내지 도 19는 본 발명의 쉴드판을 적용한 트랜스포머의 실시예들의 구조도
도 20은 본 발명에 따르는 쉴드판의 다른 실시예
도 21 내지 도 22은 본 발명의 쉴드판을 적용한 트랜스포머의 다른 실시예들의 구조도

본 발명은 플라이백 컨버터와 포워드 컨버터 등에 적용되나, 플라이백 컨버터에 대하여 주로 설명한다.

도 13 내지 도 15는 본 발명에 따르는 쉴드판의 실시예들이다.

도 13의 쉴드판(20)은 트랜스포머의 보빈의 권선부에 위치하여 권선 간의 용량성 결합을 차단하는 차폐부(20a)과 트랜스포머의 보빈의 권선부의 밖에 위치하여 접지선이 연결되는 접속부(20b)와 접속부(20b)를 전기적인 접지로 연결하는 연결선(20d)으로 이루어진다.

도 14의 쉴드판(20)은 트랜스포머의 보빈의 권선부에 위치하여 권선 간의 용량성 결합을 차단하는 차폐부(20a)과 트랜스포머의 보빈의 권선부의 밖에 위치하여 접지선이 연결되는 접속부(20b)와 접속부(20b)를 트랜스포머의 코어에 연결하는 연결선(20c)와 접속부(20b)를 전기적인 접지로 연결하는 연결선(20d)으로 이루어진다.

도 15의 쉴드판(21)은 트랜스포머의 보빈의 권선부에 위치하여 권선 간의 용량성 결합을 차단하는 차폐부(21a)과 트랜스포머의 보빈의 권선부의 밖에 위치하여 접지선이 연결되는 접속부(21b)와 쉴드판(21)을 트랜스포머의 코어에 연결하는 접촉부(21c)와 접속부(21b)를 전기적인 접지로 연결하는 연결선(21d)으로 이루어진다.

도 16는 도 14의 쉴드판(20)을 적용한 트랜스포머의 외관도이다.

권선 작업이 이루어진 트랜스포머(13 혹은 17 혹은 18 혹은 22 혹은 23)에서 쉴드판(20)의 접속부(20b)는 트랜스포머 보빈(136 혹은 176 혹은 186)의 권선면 밖으로 돌출되어 있으며, 접속부(20b)에 접지선(20d)가 접속되어 핀(5)로 연결되고, 다른 접지선(20c)이 트랜스포머 코어(135 혹은 175 혹은 185 혹은 225 혹은 235)의 표면에 연결된다.

도 17은 도 15의 쉴드판(21)을 적용한 트랜스포머의 외관도이며, 쉴드판(21)의 접촉부(21c)가 트랜스포머 코어(135 혹은 175 혹은 185)의 표면에 접촉된다.

도 13 내지 도 15의 쉴드판(20 혹은 21)은 이와 같이 접지선의 연결 작업을 권선 작업 이전에 미리할 필요가 없으며, 쉴드판(20 혹은 21)을 접지로 연결하는 접지선의 한쪽 끝(20c)을 코어의 접지로 활용할 수 있어서 작업을 줄일 수 있어 비용이 절감된다. 또한, 접지선의 접속부위가 권선면의 밖에 있으므로 종전의 기술에서 권선 구간 내의 접속 부위의 두께의 불균일과 높이의 차이 등에 의해 발생되는 다른 권선의 권선 작업의 악 영향을 주지 않아 고른 품질의 제품을 생산할 수 있게 한다.

도 18 내지 도 19와 도 20 내지 도 23은 본 발명의 쉴드판을 적용한 트랜스포머의 실시예들의 구조도이다.

도 18은 도 2의 트랜스포머(13)에 쉴드판(20)을 삽입한 것이다.

입력권선(131)의 전위의 변동은 입력권선(131)을 둘러싼 쉴드판(20)의 차폐부(20a)에 의해 차단되어 입력권선(131)에서 출력권선(133)으로 생성되는 용량성 결합이 차단된다. 쉴드판(20)의 차폐부(20a)는 보빈(136)의 권선면 밖에 위치한 접속부(20b)를 통해 접지선(20d)으로 접지에 연결된다.

출력권선(133)과 마주하는 쉴드판(20)의 층의 평균 전위와 출력권선(133)이 가지는 평균 전위와의 전위차에 의해 쉴드판(20)과 출력권선(133) 사이에 용량성의 결합이 생성된다. 예를 들어, 출력권선(133)의 턴 수가 3T이면 한 층의 평균전위는 1.5T의 전위이다. 쉴드판(20)이 2T가 감겨졌다면, 쉴드판(20)이 출력권선(133)을 마주하는 면은 1T의 전위에서부터 2T의 전위까지 전위를 가지게 되어, 평균전위가 1.5T의 전위이다. 따라서, 쉴드판(20)과 출력권선(133) 사이에는 전위차에 의한 용량성 결합이 생성되지 않는다.

그런데, 입력권선(131)의 전위의 변동이 코어를 통하든 어떤 경로를 통해 출력권선(133)으로 용량성의 결합이 생성되는 경우, 이 용량성 결합을 상쇄시켜 낮추기 위해 쉴드판(20)의 턴 수를 약간 증가시켜 쉴드판(20)으로부터 출력권선(133)으로 역극성의 용량성 결합을 생성시킬 수 있다. 쉴드판(20)의 턴 수는 길이의 조절로 미세하게 증감될 수 있다.

이와 같은 도 18의 트랜스포머는 입력권선(131)에서 출력권선(133)으로 생성되는 용량성 결합이 완벽하게 차단되어, 입력권선(131)에서 생성된 노이즈 및 전위의 변동이 출력권선(133)으로 거의 전달되지 않으며, 쉴드판(20)과 출력권선(133) 사이의 전위차가 작아 전위차에 의한 용량성 결합이 거의 생성되지 않아 아주 낮은 전도 및 방사 EMI의 성능을 제공하는 장점을 가진다.

도 19는 쉴드판(20)이 바이어스권선(134)을 통해 접지로 연결되어 바이어스권선(134)에 의해 유도된 전압이 쉴드판(20)의 평균 전위를 걸어주는 방식이다.

도 19의 경우, 바이어스권선(134)이 가지는 임피단스의 영향으로 입력권선(131)에서 생성된 노이즈가 쉴드판(20)에 약하게 전달되지만, 도 2에 비해 훨씬 낮은 방사 EMI 특성을 제공한다.

도 20은 입력권선과 출력권선이 샌드위치의 구조를 가지는 트랜스포머를 위한 쉴드판(22)의 구조도이다.

쉴드판(22)은 트랜스포머의 보빈의 권선부에 위치하여 권선 간의 용량성 결합을 차단하는 차폐부(22a)과 트랜스포머의 보빈의 권선부의 밖에 위치하여 접지선이 연결되는 제1접속부(22b)와 제1접속부(22b)를 트랜스포머의 코어에 연결하는 연결선(22c)와 제1접속부(22b)를 전기적인 접지로 연결하는 연결선(22d)과 차폐부(22a)에서 출력권선을 마주하는 면의 평균전위를 다른 쉴드판에 연결하여 전달하기 위한 구조를 가지는 쉴드판의 제2접속부(22e)로 구성된다.

도 21은 쉴드판(22)이 적용된 트랜스포머를 보인다.

제1쉴드판(22)은 입력권선의 일부분(181a)와 출력권선(183) 사이의 용량성 결합을 차단하고, 제2쉴드판(20)은 입력권선의 다른 일부분(181b)와 출력권선(183) 사이의 용량성 결합을 차단한다. 제1쉴드판(22)과 제2쉴드판(20)이 출력권선(183)으로 생성되는 용량성 결합을 줄이기 위해 제1쉴드판(22)과 제2쉴드판(20)이 출력권선(183)과 마주하여 접하는 면의 평균전위를 출력권선(183)의 평균전위와 비슷한 값으로 맞춘다.

제1쉴드판(22)의 제1차폐부(22a)에서 출력권선(183)을 마주하는 면의 평균전위는 감겨진 제1차폐부(22a)의 턴 수에 의해 결정되고, 제2쉴드판(20)의 차폐부(20a)의 평균전위는 제1쉴드판(22)의 제2접속부(22e)가 가지는 전위에 제2쉴드판(20)의 차폐부(20a)에서 유도하는 전위가 더해져서 결정된다.

이와 같은 도 21의 트랜스포머는 샌드위치 권선 구조를 가지면서도 입력권선(181)에서 출력권선(183)으로 생성되는 용량성 결합이 완벽하게 차단되어, 입력권선(181)에서 생성된 노이즈 및 전위의 변동이 출력권선(183)으로 거의 전달되지 않으며, 제1쉴드판(22)과 제2쉴드판(20)과 출력권선(183) 사이의 전위차가 작아 전위차에 의한 용량성 결합이 거의 생성되지 않아 아주 낮은 전도 및 방사 EMI의 성능을 제공하는 장점을 가진다.

도 22는 제1쉴드판(20-1)과 제2쉴드판(20-2)이 바이어스권선(134)을 통해 접지로 연결되어 바이어스권선(134)에 의해 유도된 전압이 제1쉴드판(20-1)과 제2쉴드판(20-2)의 평균 전위를 걸어주는 방식이다.

도 22의 경우에도, 바이어스권선(184)이 가지는 임피단스의 영향으로 입력권선의 일부분(181a)과 입력권선의 다른 일부분(181b)에서 생성된 노이즈가 제1쉴드판(20-1)과 제2쉴드판(20-2)에 약하게 전달되지만, 도 2에 비해 훨씬 낮은 방사 EMI 특성을 제공한다.

이와같이, 본 발명의 쉴드판(20 혹은 21 혹은 22)을 적용한 트랜스포머는, 입력권선에서 생성된 노이즈가 출력권선으로 전달되는 것을 효과적으로 차단하여 출력 선로를 통한 노이즈의 방사량을 낮출 수 있고, 입력권선에서 생성된 전위의 변동이 출력권선에 전달되는 것을 쉴드판(20 혹은 21 혹은 22)이 출력권선과 접하는 면의 평균전위를 조절하여 손쉽게 상쇄시킬 수 있으며, 쉴드판(20 혹은 21 혹은 22)의 접속부(20b 혹은 21b 혹은 22b 혹은 22e)는 권선 작업을 하기 전에 미리 선을 연결하는 준비 작업을 필요로 하지 않으며, 쉴드판(20 혹은 21 혹은 22)의 접속부(20b 혹은 21b 혹은 22b)에 접속되는 접지선(20d 혹은 20c)의 한쪽 끝을 코어 접지선(20c)로 활용할 수 있어서 작업이 단축된다.

이상에서 이 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 이 발명의 가장 양호한 일 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 이 발명을 한정하는 것은 아니다.　 또한 이 발명에서 도시하지 않은 트랜스포머의 권선과 권선 사이에 절연 테이프를 삽입한다든지, 전원장치에서 추가로 필요로 하는 추가적인 제2 혹은 제3의 출력 전압을 인출하기 위한 출력권선들의 추가, 혹은 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 이 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

11은 입력 캐페시터, 12는 스위칭소자, 13은 트랜스포머, 14는 제어부, 14a는 제어출력단자, 15는 출력정류기, 16은 출력캐패시터, 17과 18은 트랜스포머, 19 내지 22는 쉴드판

Claims (15)

1. 제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 스위칭소자와, 제어부와, 출력정류기와, 출력 선로를 포함하는 스위칭형 전원장치에 사용되는 자기에너지전달소자에 있어서,
   자기에너지전달소자의 코어와;
   자기에너지전달소자의 보빈과;
   상기 자기에너지전달소자의 보빈에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 입력권선과;
   상기 자기에너지전달소자의 보빈에 감겨지고, 상기 입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선과; 그리고
   상기 입력권선과 마주하여 감겨 전기적인 접지로 연결되는 면에 의해 상기 입력권선과 상기 출력권선 사이의 용량성 결합을 차단하고, 상기 출력권선과 마주하여 감기는 면의 평균전위에 의해 상기 출력권선으로 생성되는 용량성의 결합의 양이 설정되는 쉴드판을 포함하며,
   상기 쉴드판으로부터 상기 출력권선으로 생성되는 용량성 결합의 양을 설정하여 상기 출력권선으로 생성되는 모든 용량성 결합의 합을 낮게 하는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자
2. 제1항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 쉴드판은 상기 자기에너지전달소자의 보빈의 권선면에 위치하여 상기 입력권선과 상기출력권선 사이의 용량성 결합을 차단하는 차폐부와 상기 자기에너지전달소자의 보빈의 권선면 밖에 위치하여 전기적인 접지로 연결되는 인출선이 접속되는 접속부를 포함하며, 상기 쉴드판의 접속부는 상기 자기에너지전달소자의 보빈의 권선면 밖에서 전기적인 접지로 연결되는 접지선과 접속되는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자
3. 제1항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 쉴드판의 접속부로부터 인출된 접지선이 자기에너지전달소자의 코어에 접촉되어 자기에너지전달소자의 코어의 표면을 접지시키는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자
4. 제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 스위칭소자와, 제어부와, 출력정류기와, 출력 선로를 포함하는 스위칭형 전원장치에 사용되는 자기에너지전달소자에 있어서,
   자기에너지전달소자의 코어와;
   자기에너지전달소자의 보빈과;
   상기 자기에너지전달소자의 보빈에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 입력권선과;
   상기 자기에너지전달소자의 보빈에 감겨지고, 상기 입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선과;
   상기 입력권선과 마주하여 감겨 전기적인 접지로 연결되는 면에 의해 상기 입력권선과 상기 출력권선 사이의 용량성 결합을 차단하고, 상기 출력권선과 마주하여 감기는 면의 평균전위에 의해 상기 출력권선으로 생성되는 용량성의 결합의 양이 설정되는 쉴드판과; 그리고
   상기 쉴드판에 전위를 인가하는 바이어스권선을 포함하되, 상기 바이어스권선의 유도 전위가 상기 쉴드판에 가해져 상기 쉴드판이 상기 출력권선을 마주하는 면의 평균전위가 설정되고 상기 쉴드판과 상기 출력권선 사이에 생성되는 용량성 결합의 양이 설정되어,
   상기 쉴드판으로부터 상기 출력권선으로 생성되는 용량성 결합의 양을 설정하여 상기 출력권선으로 생성되는 모든 용량성 결합의 합을 낮게 하는 특징으로 하는 자기에너지전달소자
5. 제4항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 쉴드판은 상기 자기에너지전달소자의 보빈의 권선면에 위치하여 상기 입력권선과 상기출력권선 사이의 용량성 결합을 차단하는 차폐부와 상기 자기에너지전달소자의 보빈의 권선면 밖에 위치하여 전기적인 접지로 연결되는 인출선이 접속되는 접속부를 포함하며, 상기 쉴드판의 접속부는 상기 자기에너지전달소자의 보빈의 권선면 밖에서 전기적인 접지로 연결되는 접지선과 접속되는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자
6. 제4항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 쉴드판의 접속부로부터 인출된 접지선이 자기에너지전달소자의 코어에 접촉되어 자기에너지전달소자의 코어의 표면을 접지시키는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자
7. 제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 스위칭소자와, 제어부와, 출력정류기와, 출력 선로를 포함하는 스위칭형 전원장치에 사용되는 자기에너지전달소자에 있어서,
   자기에너지전달소자의 코어와;
   자기에너지전달소자의 보빈과;
   상기 자기에너지전달소자의 보빈에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 입력권선과;
   상기 자기에너지전달소자의 보빈에 감겨지고, 상기 입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선과;
   상기 입력권선의 일부분과 마주하여 상기 입력권선의 일부분과 상기 출력권선 사이의 용량성 결합을 차단하고, 상기 출력권선과 마주하는 면의 평균전위에 의해 상기 출력권선으로 생성되는 용량성의 결합의 양이 설정되는 제1쉴드판과; 그리고
   상기 출력권선과 상기 입력권선의 다른 일부분 사이의 용량성 결합을 차단하고, 상기 출력권선과 마주하는 면의 평균전위에 의해 상기 출력권선으로 생성되는 용량성의 결합의 양이 설정되는 제2쉴드판을 포함하되,
   상기 제2쉴드판은 상기 제1쉴드판의 일측 단자에 연결되어, 상기 제2쉴드판의 평균 전위는 상기 제1쉴드판의 일측 단자가 가지는 전위와 상기 제2쉴드판이 유도하는 전위의 합에 의해 결정되며, 상기 제1쉴드판과 상기 제2쉴드판으로부터 상기 출력권선으로 생성되는 용량성 결합의 양을 설정하여 상기 출력권선으로 생성되는 모든 용량성 결합의 합을 낮게 하는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자
8. 제7항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 제1쉴드판은 상기 자기에너지전달소자의 보빈의 권선면에 위치하여 상기 입력권선과 상기출력권선 사이의 용량성 결합을 차단하는 제1차폐부와 상기 자기에너지전달소자의 보빈의 권선면 밖에 위치하여 전기적인 접지로 연결되는 인출선이 접속되는 제1접속부를 포함하며, 상기 제1쉴드판의 제1접속부는 상기 자기에너지전달소자의 보빈의 권선면 밖에서 전기적인 접지로 연결되는 접지선과 접속되는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자
9. 제8항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 제1쉴드판의 제1접속부로부터 인출된 접지선이 자기에너지전달소자의 코어에 접촉되어 자기에너지전달소자의 코어의 표면을 접지시키는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자
10. 제8항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 제1쉴드판은 상기 자기에너지전달소자의 보빈의 권선면 밖에 위치하여 상기 제1차폐부의 전위를 인출하기 위한 제2접속부를 더 포함하고, 상기 제2쉴드판은 상기 자기에너지전달소자의 보빈의 권선면에 위치하여 상기 입력권선의 다른 일부분과 상기출력권선 사이의 용량성 결합을 차단하는 제2차폐부와 상기 자기에너지전달소자의 보빈의 권선면 밖에 위치하여 상기 제1차폐부의 전위를 전달받기 위한 제3접속부를 포함하며, 상기 제1쉴드판의 상기 제2접속부는 상기 제2쉴드판의 상기 제3접속부와 상기 자기에너지전달소자의 보빈의 권선면 밖에서 접속되는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자
11. 제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 스위칭소자와, 제어부와, 출력정류기와, 출력 선로를 포함하는 스위칭형 전원장치에 사용되는 자기에너지전달소자에 있어서,
    자기에너지전달소자의 코어와;
    자기에너지전달소자의 보빈과;
    상기 자기에너지전달소자의 보빈에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 연결되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 입력권선과;
    상기 자기에너지전달소자의 보빈에 감겨지고, 상기 입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선과;
    상기 입력권선의 일부분과 마주하여 상기 입력권선의 일부분과 상기 출력권선 사이의 용량성 결합을 차단하고, 상기 출력권선과 마주하는 면의 평균전위에 의해 상기 출력권선으로 생성되는 용량성의 결합의 양이 설정되는 제1쉴드판과;
    상기 출력권선과 상기 입력권선의 다른 일부분 사이의 용량성 결합을 차단하고, 상기 출력권선과 마주하는 면의 평균전위에 의해 상기 출력권선으로 생성되는 용량성의 결합의 양이 설정되는 제2쉴드판과; 그리고
    상기 제1쉴드판과 상기 제2쉴드판에 전위를 인가하는 바이어스권선을 포함하되,
    상기 바이어스권선에 유도되는 전위가 상기 제1쉴드판과 상기 제2쉴드판에 가해져 상기 제1쉴드판과 상기 제2쉴드판이 상기 출력권선을 마주하는 면의 평균전위가 설정되고 상기 제1쉴드판과 상기 제2쉴드판과 상기 출력권선 사이에 생성되는 용량성 결합의 양이 설정되며, 상기 제1쉴드판과 상기 제2쉴드판으로부터 상기 출력권선으로 생성되는 용량성 결합의 양을 설정하여 상기 출력권선으로 생성되는 모든 용량성 결합의 합을 낮게 하는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자
12. 제11항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 제1쉴드판과 상기 제2쉴드판은 각각 상기 자기에너지전달소자의 보빈의 권선면에 위치하여 상기 입력권선과 상기출력권선 사이의 용량성 결합을 차단하는 차폐부와 상기 자기에너지전달소자의 보빈의 권선면 밖에 위치하여 상기 바이어스 권선의 일측 단자로 연결되는 선이 접속되는 접속부를 포함하며, 상기 제1쉴드판과 상기 제2쉴드판의 접속부는 상기 자기에너지전달소자의 보빈의 권선면 밖에서 상기 바이어스 권선의 일측 단자로 연결되는 선과 접속되는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자
13. 제12항의 자기에너지전달소자에 있어서, 상기 제1쉴드판과 상기 제2쉴드판의 접속부로부터 인출된 선이 자기에너지전달소자의 코어에 접촉되는 것을 특징으로 하는 자기에너지전달소자
14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항의 자기에너지 전달소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치
15. 제14항의 스위칭형 전원장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조된 물품.

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