KR20020007098A - A high frequency power apparatus using a complete coupling transformer - Google Patents
A high frequency power apparatus using a complete coupling transformer Download PDFInfo
- Publication number
- KR20020007098A KR20020007098A KR1020000040855A KR20000040855A KR20020007098A KR 20020007098 A KR20020007098 A KR 20020007098A KR 1020000040855 A KR1020000040855 A KR 1020000040855A KR 20000040855 A KR20000040855 A KR 20000040855A KR 20020007098 A KR20020007098 A KR 20020007098A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- transformer
- core
- primary
- power supply
- high frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title abstract description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title abstract description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title abstract description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
- H01F29/02—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/16—Cascade transformers, e.g. for use with extra high tension
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Abstract
본 발명은 고주파 전원 장치 및 펄스 장치에 사용되는 변압기에 관한 것으로, 특히 1차측과 2차측간의 충분한 전기적 절연을 유지하면서 1차측과 2차측이 거의 완전 결합을 이루도록 하는 변압기 및 이 변합기를 이용한 전원 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a transformer for use in a high frequency power supply device and a pulse device, and more particularly, a transformer and a power supply using the transformer, in which the primary side and the secondary side are almost completely coupled while maintaining sufficient electrical insulation between the primary side and the secondary side. Relates to a device.
본 발명은 일반적으로 전기분야에서 널리 쓰이는 동축 케이블을 이용하여 외심과 내심을 각각 1차 및 2차 권선으로 하여 보빈에 감은후 이를 코어로 감싸는 구조를 가진 변압기를 사용한다.The present invention generally uses a transformer having a structure in which an outer core and an inner core are wound around a bobbin by winding the core and the inner core as the primary and secondary windings, respectively, using a coaxial cable widely used in the electric field.
본 발명은 동축 케이블을 감아서 변압기를 만들기 때문에 1차측의 자속이 모두 2차측과 쇄교함으로써, 완전 결합이 달성되고 이에 따라 1, 2차측의 전달 특성이 우수하고 파형왜곡이 없는 변압기를 제공하여 고주파 특성이 우수한 전원장치를 제공하는 것이 가능하다.In the present invention, because the coaxial cable is wound to make a transformer, the magnetic flux on the primary side is all bridged with the secondary side, so that perfect coupling is achieved, thereby providing a transformer having excellent transmission characteristics on the primary and secondary sides and no waveform distortion. It is possible to provide a power supply having excellent characteristics.
Description
본 발명은 고주파 전원 장치 및 펄스 장치에 사용되는 변압기에 관한 것으로, 특히 1차측과 2차측간의 충분한 전기적 절연을 유지하면서 1차측과 2차측이 거의 완전 결합을 이루도록 하는 변압기 및 이 변압기를 이용한 전원 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transformer for use in a high frequency power supply device and a pulse device, and more particularly, to a transformer in which a primary side and a secondary side are almost completely coupled while maintaining sufficient electrical insulation between the primary side and the secondary side, and a power supply using the transformer. It is about.
전원장치의 크기를 줄이고 성능을 개선하기 위하여 도 1(가)와 같은 고주파 전원 장치가 자주 사용되어 왔다. 그런데 이러한 고주파 전원 장치는 전기적인 절연을 달성하고 출력전압의 크기를 조절하기 위해 도 1(나)와 같이 보빈 (6)에 2차측 코일(2)을 감고 이 감겨진 2차측 코일 위에 1차측 코일(1)과 2차측 코일(2) 사이를 절연하기 위해 절연부재(5)를 두고, 이 절연부재(5) 위에 1차측 코일(1)을 감은 후 이들을 코아(3)로 감싸는 구조를 가진 고주파용 변압기(1, 2차측이 바뀌는 경우도 있음)를 이용하여 왔지만, 이 고주파 변압기는 1차측 코일(1)과 2차측 코일(2)이 전기적으로 절연되기 위하여 이격되어 설치되야 하고 이에따라 1차측 코일(1)과 2차측 코일(2) 사이에는 자기적 누설이 필연적으로 발생한다.In order to reduce the size of the power supply and improve performance, a high frequency power supply such as FIG. 1 (a) has been frequently used. However, in order to achieve electrical insulation and adjust the magnitude of the output voltage, such a high frequency power supply device winds the secondary coil 2 on the bobbin 6 as shown in FIG. 1 (b) and the primary coil on the wound secondary coil. A high frequency structure in which an insulating member 5 is provided to insulate between (1) and the secondary coil 2, the primary coil 1 is wound on the insulating member 5, and the core coil 1 is wrapped with a core 3. Although a high-voltage transformer has been used (sometimes the primary and secondary sides are changed), this high-frequency transformer must be spaced apart so that the primary coil (1) and the secondary coil (2) are electrically insulated. Magnetic leakage inevitably occurs between (1) and the secondary side coil (2).
보다 구체적으로 설명하면, 종래의 고주파 절연 변압기는 1차와 2차측의 결합이 완전하지 못하여 도 2의 등가회로로 표시한 바와 같이 누설 인덕턴스 및 각 권선간의 (표유)정전 용량 등을 가지게 되고, 이러한 인덕턴스와 정전용량으로 인하여 고주파 변압기의 특성이 저하되는데, 이러한 현상은 1차 및 2차측의 권선비가 클수록, 용량이 클수록 크게 나타나며, 이러한 현상으로 인하여 고주파 변압기의 사용 주파수가 저하되며 크기를 축소할 수 없는 요인이 되기도 한다. 특히, 고주파 변압기에서 문제가 되는 것은 도3에서 도시된 바와 같이 펄스출력이 요구되는 전원장치의 경우 입력에 대하여 출력 파형에 왜곡이 심하여 1차 및 2차측 간의 전달 특성이 나쁘고, 심지어는 신호의 크기가 크게 감쇄하는 경우도 발생함으로써 원하는 전원 상태를 발생하기 어렵게 된다.In more detail, the conventional high frequency isolation transformer has incomplete coupling between the primary and secondary sides, and thus has leakage inductance and (stationary) capacitance between each winding as shown by the equivalent circuit of FIG. Due to the inductance and capacitance, the characteristics of the high frequency transformer are deteriorated. This phenomenon is larger as the winding ratios of the primary and secondary sides are larger, and the capacitance is larger. It can also be a missing factor. In particular, the problem with the high frequency transformer is that in the case of a power supply device requiring a pulse output as shown in FIG. 3, the output waveform is severely distorted with respect to the input, resulting in poor transmission characteristics between the primary and secondary sides, and even the signal size. When a large decrease occurs, it is difficult to generate a desired power supply state.
본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 고주파 전원장치에 사용될 수 있는 완전결합 변압기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve these problems, and an object thereof is to provide a fully coupled transformer that can be used in a high frequency power supply.
본 발명의 다른 목적은 이러한 변압기를 사용하여 전달 특성이 양호한 전원장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a power supply having good transmission characteristics using such a transformer.
본 발명의 또 다른 목적은 이러한 변압기를 직병렬로 적절히 배열 결선하여, 고전압 또는 고전류의 대전력 전원 장치를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a high voltage or high current large power supply apparatus by properly arranging such transformers in series and in parallel.
도 1은 종래기술에 따른 고주파 전원 장치1 is a high frequency power supply according to the prior art
도 2는 종래 기술에 따른 고주파 전원 장치의 고주파 변압기의 등가회로Figure 2 is an equivalent circuit of a high frequency transformer of a high frequency power supply according to the prior art
도 3은 종래 기술에 따른 고주파 변압기의 입출력 파형Figure 3 is an input and output waveform of a high frequency transformer according to the prior art
도 4은 본 발명에 따른 완전 결합 변압기의 구조4 is a structure of a fully coupled transformer according to the present invention
도 5은 본 발명의 완전 결합 변압기를 이용한 고주파 전원장치5 is a high frequency power supply using a fully coupled transformer of the present invention
도 6은 본 발명에 따른 고주파 변압기를 이용한 고전압 전원장치6 is a high voltage power supply using a high frequency transformer according to the present invention
도 7은 본 발명에 따른 고주파 변압기를 이용한 고전압출력용 변압기7 is a high voltage output transformer using a high frequency transformer according to the present invention
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 1차측 코일 6 : 보빈1: Primary coil 6: Bobbin
2 : 2차측 코일2: secondary coil
3 : 코아3: core
5 : 절연부재5: insulation member
본 발명은 이러한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 도 4(나)에 도시된 바와 같이 일반적으로 전기분야에서 널리 쓰이는 동축 케이블을 이용하여 도 4(가)에 도시된 바와 같이 외심과 내심을 각각 1차 및 2차 권선(반대로 하는 것도 가능함) 으로 하여 도 4(가)에서와 같이 보빈에 감은후 이를 코어(3)로 감싸는 구조를 가진 변압기를 사용한다.In order to achieve these objects, the present invention uses a coaxial cable, which is generally used in the electric field, as shown in FIG. 4 (b). As shown in FIG. A transformer having a structure in which the primary and secondary windings (which may be reversed) may be wound around the bobbin and wrapped in the core 3 as shown in FIG. 4 (a).
이렇게 구성하면, 동축 케이블의 구조상 코어에 권선된 동축 케이블의 1차 권선(외심)의 전류에 의한 자속이 2차 권선(내심)과 모두(100%) 쇄교하기 때문에 1차측과 2차측이 완전 결합하게 되어 변압기의 1차측과 2차측의 주파수 특성이 매우 우수하게 되고, 특히 펄스출력 변압기로 활용되는 경우 파형의 왜곡없이 파형이 출력되게 된다.In this configuration, since the magnetic flux due to the current of the primary winding (outer core) of the coaxial cable wound on the core is interlinked with the secondary winding (inner core) (100%), the primary side and the secondary side are completely coupled. As a result, the frequency characteristics of the primary side and the secondary side of the transformer are very excellent, and especially when used as a pulse output transformer, the waveform is output without distortion of the waveform.
도 5는 이러한 변합기를 사용한 고주파 전원장치의 실시예이고, 도 6은 이러한 완전 결합 변합기를 사용한 경우에 입력 펄스 전압에 대한 출력 파형을 나타낸 도면이다 . 이 도 6에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 완전 결합 변압기를 사용하면 구형파 펄스 입력에 대하여 거의 동일한 파형이 감쇄없이 얻어진다는 것을 알 수 있다.FIG. 5 is an embodiment of a high frequency power supply using such a transformer, and FIG. 6 is a view showing an output waveform with respect to an input pulse voltage when such a fully coupled transformer is used. As can be seen from FIG. 6, using the fully coupled transformer of the present invention, it can be seen that almost the same waveform is obtained without attenuation with respect to the square wave pulse input.
그런데, 동축 케이블을 사용하는 본 발명의 완전 결합 변압기는 1차권선과 2차 권선의 권선비가 정확히 1 대 1일 수 밖에 없어 고전압을 원하는 전원 장치에는 사용하기 곤란한 점이 있다.By the way, the fully coupled transformer of the present invention using a coaxial cable is difficult to use in a power supply device that wants a high voltage because the winding ratio of the primary winding and the secondary winding can be exactly one to one.
이러한 경우에는 도 7과 같이 다수개의 완전 결합 변압기를 이용하여 각각의 완전 결합 변압기의 1차측의 권선(외심)들을 병렬로 연결하고 2차측 권선(내심)들을 직렬로 연결하여 용이하게 고전압의 출력을 얻을 수가 있다.In this case, as shown in FIG. 7, a plurality of fully coupled transformers are used to connect the windings (outer cores) of the primary side of each fully coupled transformer in parallel, and the secondary windings (inner cores) are connected in series to easily output high voltage. You can get
또한 다수개의 완전 결합 변압기를 이용하여 도7과는 달리 각각의 완전 결합변압기의 1차측의 권선(외심)들을 직렬로 연결하고 2차측 권선(내심)을 병렬로 연결하면, 용이하게 저전압 고전류의 전원장치를 얻을 수 있다.Also, unlike FIG. 7, a plurality of fully coupled transformers are connected in series to the primary windings (outer cores) of each fully coupled transformer in series, and the secondary windings (inner cores) are connected in parallel, thereby easily providing a low voltage and high current power source. Get the device.
본 발명의 실시예에서는 동축 케이블을 이용하였으나, 2심 플랫 케이블을 사용해도 가능하다. 또한, 위에서 고접압 또는 고전류를 얻기 위해 각각이 2심을 가지는 동축 케이블을 사용하는 다수의 변압기에 케이블의 1, 2차측을 직병렬 연결하였지만, 3심 이상을 갖는 동축 또는 일반 플랫 게이블을 사용하여 어느 하나의 심선을 1, 2차측 중 어느 한 권선으로 하고, 나머지 심선들을 다른 권선으로 하여 적절히 결선을 한다면 위에서 언급한 대전압 또는 대전류의 전원 장치를 제공할 수 있다. 예를 들어, 1개의 외심과 2개의 내심을 가지는 3심 동축케이블을 사용하여 입력전압의 2배의 고전압 전원 장치를 만들고자 할 때는, 2개의 내심을 2차측으로 하고 1개의 외심을 1차측으로 하여 2차측의 내심들이 직렬연결될 수 있도록 한쪽 끝단을 접속하고 다른 쪽 끝단들의 내심들을 2차측의 양단자로 사용하면 입력전압의 2배에 해당하는 고전압을 얻을 수 있게 된다.In the embodiment of the present invention, a coaxial cable is used, but a two-core flat cable may be used. In addition, although the primary and secondary sides of the cable are connected in series and parallel to a number of transformers using coaxial cables each having two cores to obtain a high contact voltage or a high current, the coaxial or general flat cable having three or more cores may be used. If one core wire is used as the winding of either the primary side or the secondary side, and the other core wires are the other windings, then the high voltage or high current power supply device mentioned above can be provided. For example, if you want to make a high voltage power supply with twice the input voltage using a 3-core coaxial cable with one outer core and two inner cores, make the two inner cores as the secondary side and one outer core as the primary side. If one end is connected so that the inner cores of the secondary side can be connected in series, and the inner cores of the other ends are used as both terminals of the secondary side, a high voltage corresponding to twice the input voltage can be obtained.
이상에서는 본 발명의 설명의 편의상 어느 정도 특정한 실시예의 형태로 기재하였으나, 이러한 기재 사항은 오직 실시예로서 제시된 것이고, 당업자라면 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고 본 발명과 유사한 효과를 가지는 다양한 변형이 가능함을 알 수 있을 것이다.In the above description for convenience of description of the present invention to some extent in the form of specific embodiments, these descriptions are presented only as examples, those skilled in the art can be various modifications having a similar effect to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention. You will know.
본 발명은 동축케이블을 감아서 변압기를 만들기 때문에 1차측의 자속이 모두 2차측과 쇄교함으로써, 완전 결합이 달성되고 이에 따라 1, 2차측의 전달 특성이 우수하고 파형왜곡이 없는 변압기를 제공하여 고주파 특성이 우수한 전원장치를 제공하는 것이 가능하다.In the present invention, because the coaxial cable is wound to make a transformer, the magnetic flux on the primary side is all bridged with the secondary side, so that perfect coupling is achieved, thereby providing a transformer with excellent transmission characteristics on the primary and secondary sides and without waveform distortion. It is possible to provide a power supply having excellent characteristics.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020000040855A KR20020007098A (en) | 2000-07-15 | 2000-07-15 | A high frequency power apparatus using a complete coupling transformer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020000040855A KR20020007098A (en) | 2000-07-15 | 2000-07-15 | A high frequency power apparatus using a complete coupling transformer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20020007098A true KR20020007098A (en) | 2002-01-26 |
Family
ID=19678355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020000040855A Ceased KR20020007098A (en) | 2000-07-15 | 2000-07-15 | A high frequency power apparatus using a complete coupling transformer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20020007098A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102311307B1 (en) * | 2020-09-29 | 2021-10-12 | 한국전기연구원 | Emp protective device for rf antenna |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59114808A (en) * | 1982-12-21 | 1984-07-03 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Transformer |
| JPH0342810A (en) * | 1989-07-11 | 1991-02-25 | Toshiba Corp | Pulse transformer |
| JPH06132145A (en) * | 1992-02-03 | 1994-05-13 | Origin Electric Co Ltd | Filament transformer for X-ray tube |
| US5473300A (en) * | 1990-03-27 | 1995-12-05 | Watson; Michael B. | Cable coupling transformer |
| KR20000016123A (en) * | 1996-05-29 | 2000-03-25 | 에이비비 에이비 | Electromagnetic device |
-
2000
- 2000-07-15 KR KR1020000040855A patent/KR20020007098A/en not_active Ceased
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59114808A (en) * | 1982-12-21 | 1984-07-03 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Transformer |
| JPH0342810A (en) * | 1989-07-11 | 1991-02-25 | Toshiba Corp | Pulse transformer |
| US5473300A (en) * | 1990-03-27 | 1995-12-05 | Watson; Michael B. | Cable coupling transformer |
| JPH06132145A (en) * | 1992-02-03 | 1994-05-13 | Origin Electric Co Ltd | Filament transformer for X-ray tube |
| KR20000016123A (en) * | 1996-05-29 | 2000-03-25 | 에이비비 에이비 | Electromagnetic device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102311307B1 (en) * | 2020-09-29 | 2021-10-12 | 한국전기연구원 | Emp protective device for rf antenna |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8269592B1 (en) | Pulse transformer | |
| US6750752B2 (en) | High power wideband balun and power combiner/divider incorporating such a balun | |
| US9287035B2 (en) | Flyback converter using coaxial cable transformer | |
| KR100217802B1 (en) | Transformer | |
| US20160111201A1 (en) | Transformer | |
| WO2009008740A1 (en) | A transformer | |
| CA2240768C (en) | Triple core toroidal transformer | |
| US20250246942A1 (en) | Wireless charger | |
| US20140376279A1 (en) | Power estimation device using coaxial winding transformer | |
| RU2388092C2 (en) | Pulse transformer with foil winding | |
| KR20020007098A (en) | A high frequency power apparatus using a complete coupling transformer | |
| US20220108829A1 (en) | Wire for use in transformer winding and transformer | |
| CN210575469U (en) | Radio frequency transformer and electric appliance | |
| KR100595639B1 (en) | High Voltage Power Line Communication Coupler with Impedance Matching Transformer | |
| KR101456525B1 (en) | Bidirectional high frequency transformer | |
| CN220543734U (en) | Broadband audio transformer capable of effectively overcoming skin effect | |
| KR100392330B1 (en) | High frequency transformer | |
| WO1993019476A1 (en) | Improved core-form transformer | |
| RU157375U1 (en) | BROADBAND RELATED TRANSFORMER 12.5: 75 | |
| RU145938U1 (en) | BROADBAND RELATED TRANSFORMER | |
| RU2069022C1 (en) | High-frequency electromagnetic device winding | |
| JPH0869923A (en) | Transformer coil | |
| SU1436135A1 (en) | Pulsed transformer | |
| SU1506487A1 (en) | Symmetry transformer | |
| RU173214U1 (en) | POWERFUL AGREEMENT HIGH-FREQUENCY TRANSFORMER 37.5: 75 Ohm |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20000715 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20020530 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20020823 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20020530 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |