KR20190046664A - 평형 불평형 (밸런) 변압기 - Google Patents
평형 불평형 (밸런) 변압기 Download PDFInfo
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Abstract
평형 불평형 (밸런) 변압기는 기판 상에 2개의 금속 레이어를 포함할 수 있고, 제 1 권선부는 제 1 권선 경로를 따라가고, 제 2 권선부는 제 2 권선 경로를 따라가는데, 여기에서 각각의 권선부는 하나 이상의 2개의 금속 레이어들 안에 형성되어 있다. 권선 경로들은 밸런 변압기의 중심 축 둘레에 각각 배치되어 있는 권선 구역들을 포함할 수 있는데, 여기에서 커넥터들은 인접한 권선 구역들을 접합시켜서, 권선 경로들은 권선부들의 단부들 사이에서 연속적이다. 제 2 권선 경로는 실질적으로 대칭적인 합성 패턴을 형성하기 위해서 제 1 권선 경로와 교직되어 있을 수 있지만 제 1 권선 경로로부터 독립적일 수 있다. 제 2 권선부는 n개의 하위 권선부들을 포함할 수 있는데, 여기에서 n > 1이어서, 제 2 권선부의 권선 구역들의 최종 개수는 제 1 권선부의 권선 구역들의 최종 개수 보다 n배 만큼 더 많다.
Description
일반적으로, 변압기는 전압을 높이는 것(즉 "승압(step-up)") 또는 낮추는 것(즉 "감압(step-down)")을 위해서 전기 에너지를 한쪽 회로로부터 다른쪽 회로(또는 다수의 회로들)로 전달하는 전기 장치를 포함한다. 에너지의 전달은 전자기 상호유도를 통해 달성될 수 있고, 즉 1차 컨덕터를 통하여 시간에 따라 변하는 전류가 2차 컨덕터를 통하여 시간에 따라 변하는 자기력 선속(time-varying magnetic flux)을 만들어내는 경우에 그러하다. 패러데이의 유도 법칙의 결과로서, 변화하는 선속은 전류를 일으키는 2차 컨덕터에 기전력을 유도한다. 2차 컨덕터에서의 전압은 1차 컨덕터의 전압에 의해 배가되는 1차 컨덕터에서의 권선 횟수에 대한 2차 컨덕터의 권선 횟수의 비에 의해 제공되는 것이 통상적인데, 여기에서 이 비는 종종 "권선비(turns ratio}"로 지칭된다. 일반적으로, 1차 컨덕터에 대한 2차 컨덕터의 권선비가 1보다 큰 경우라면 그 결과 승압 변압기가 되고, 그리고 1차 컨덕터에 대한 2차 컨덕터의 권선비가 1보다 작은 경우라면 그 결과 강압 변압기가 된다.
본 명세서와 당해 기술분야에서 "밸런(balun)" 변압기로도 지칭되는 평형 불평형 변압기는 불평형 라인을 평형 부하에 매칭시키기 위하여 사용되는 장치이다. 공통적인 타입의 밸런 변압기는, 자성 코어 둘레에 2개의 별개의 와이어를 권선시키고 나서 1차 권선부의 한쪽 측면을 접지시킴으로써 생성되는 선속 결합형 밸런 변압기(flux-coupled balun transformer)이다. 이는 1차 측면 상에는 불평형 상태를 생성하고, 2차 측면 상에는 평형 상태를 생성한다. 추가로, 2차 측면은 임피던스 비를 생성하는 1차 측면에 대한 권선수의 임의의 비(즉 n:1의 권선비)를 가질 수 있다. 선속 결합형 밸런 변압기는 1차 컨덕터에서의 전압의 n 배인 2차 컨덕터에서의 교류(alternating current; AC) 전압을 유도할 수 있는 한편, 전류는 n2의 출력 임피던스를 부여하도록 1차 컨덕터보다 n 배 더 작을 수 있는데, 여기에서 n은 1차 컨덕터에서의 권선수에 대한 2차 컨덕터에서의 권선수의 비이다.
따라서, 밸런 변압기는 미분 회로의 단계들 사이에 직류(direct current; DC) 절연을 유지하면서 단계들 사이의 임피던스 레벨들을 변경시키는데 사용될 수 있다. 밸런 변압기는 송전기(transmitter)에서도 사용되거나 그 대신 사용될 수 있는데, 여기에서 송전기는 평형 업컨버터의 라디오 주파수(radio frequency; RF) 구간 및 중간 주파수(intermediate frequency; IF) 구간과 국부 발진기 사이에 신호 절연을 제공할 수 있고, 또는 푸시 풀 전력 증폭기(push-pull power amplifier)의 출력 단계들을 결합할 수 있다. 밸런 변압기의 다른 적용처들은 식별기(discriminator), 위상 검출기(phase detector), 안테나 피드(antenna feed) 및 이와 유사한 것을 포함할 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 밸런 변압기와 같은 변압기의 인덕터들은 코어 둘레에서 권선될 수 있고, 1차 인덕터와 2차 인덕터 사이의 상호 인덕턴스, 결과적으로는 변압기의 성능에 직접 영향을 줄 수 있다. 밸런 변압기는 1차 권선부와 2차 권선부를 기판(예컨대 갈륨 비소 기판)의 금속 레이어(metal layer)들 내부에 위치시킴으로써 형성될 수 있고, 예를 들어 권선부들은 평평한 금속 트레이스(metal trace)들을 기판 안에 위치시킴으로써 형성될 수 있다. 실질적으로 대칭적인 밸런 변압기에는 가능한 한 더 적은 수의 금속 레이어들을 제공하는 것이 유리할 수 있는데, 이는 제조상 복잡성, 크기 및 비용을 줄일 수 있기 때문이다. 나아가, 높은 정도의 전기적 대칭성은 회로 절연을 유지하는데 도움이 될 수 있고, 개선된 광대역 주파수 응답을 제공할 수 있다. 그러나, 일정한 기하구성은 장치의 조작 대역폭을 제한할 수 있는 실질적인 권선간 정전용량(inter-winding capacitance)을 일으킨다. 또한, 밸런 변압기 안의 센터 탭(center tap)은 종종 원치않는 위치에 배치되어 비대칭적 기하구성을 초래하며, 금속 레이어들의 추가 또는 추가적인 직류(DC)는 더 큰 저항때문에 손실된다. 개선된 밸런 변압기의 필요가 남아 있다.
첨부의 도면들은 시각적인 표현을 제공하는데, 이러한 시각적인 표현은 다양한 대표적인 실시예들을 더욱 완전히 기술하는데 사용될 수 있고, 당해 기술분야에서의 통상의 기술자가 개시되어 있는 대표적인 실시예들과 그 고유의 이점들을 잘 이해하도록 사용될 수 있다. 도면들이 반드시 일정한 비율로 되어 있는 것은 아니고, 그 대신 본 명세서에 기술되어 있는 장치, 시스템 및 방법의 원리들을 도시하도록 강조되어 있다. 이러한 도면들에서, 유사한 참조 번호들은 대응하는 요소들을 확인할 수 있다.
도 1 내지 도 3에는 밸런 변압기가 도시되어 있다.
도 4에는 대표적인 실시예에 따르는 밸런 변압기가 도시되어 있다.
도 5 내지 도 12에는 대표적인 실시예에 따르는 밸런 변압기를 만드는 방법에 관한 단계들이 도시되어 있다.
도 13에는 대표적인 실시예에 따르되 굵은 윤곽선으로 나타나 있는 1차 권선부가 있는 밸런 변압기가 도시되어 있다.
도 14에는 대표적인 실시예에 따르되 굵은 윤곽선으로 나타나 있는 2차 권선부가 있는 밸런 변압기가 도시되어 있다.
도 15에는 대표적인 실시예에 따르는 밸런 변압기가 도시되어 있다.
도 16에는 대표적인 실시예에 따르되 굵은 윤곽선으로 나타나 있는 1차 권선부가 있는 밸런 변압기가 도시되어 있다.
도 17에는 대표적인 실시예에 따르되 굵은 윤곽선으로 나타나 있는 2차 권선부가 있는 밸런 변압기가 도시되어 있다.
도 18에는 대표적인 실시예에 따르되 테이퍼형 권선부들을 가지는 밸런 변압기가 도시되어 있다.
도 19에는 대표적인 실시예에 따르는 밸런 변압기의 평면도가 도시되어 있다.
도 20에는 대표적인 실시예에 따르는 밸런 변압기의 사시도가 도시되어 있다.
도 21은 대표적인 실시예에 따르는 밸런 변압기를 만드는 방법에 관한 흐름도이다.
도 1 내지 도 3에는 밸런 변압기가 도시되어 있다.
도 4에는 대표적인 실시예에 따르는 밸런 변압기가 도시되어 있다.
도 5 내지 도 12에는 대표적인 실시예에 따르는 밸런 변압기를 만드는 방법에 관한 단계들이 도시되어 있다.
도 13에는 대표적인 실시예에 따르되 굵은 윤곽선으로 나타나 있는 1차 권선부가 있는 밸런 변압기가 도시되어 있다.
도 14에는 대표적인 실시예에 따르되 굵은 윤곽선으로 나타나 있는 2차 권선부가 있는 밸런 변압기가 도시되어 있다.
도 15에는 대표적인 실시예에 따르는 밸런 변압기가 도시되어 있다.
도 16에는 대표적인 실시예에 따르되 굵은 윤곽선으로 나타나 있는 1차 권선부가 있는 밸런 변압기가 도시되어 있다.
도 17에는 대표적인 실시예에 따르되 굵은 윤곽선으로 나타나 있는 2차 권선부가 있는 밸런 변압기가 도시되어 있다.
도 18에는 대표적인 실시예에 따르되 테이퍼형 권선부들을 가지는 밸런 변압기가 도시되어 있다.
도 19에는 대표적인 실시예에 따르는 밸런 변압기의 평면도가 도시되어 있다.
도 20에는 대표적인 실시예에 따르는 밸런 변압기의 사시도가 도시되어 있다.
도 21은 대표적인 실시예에 따르는 밸런 변압기를 만드는 방법에 관한 흐름도이다.
본 명세서에 기술되어 있는 다양한 방법, 시스템, 기계장치 및 장치는 대체로 평형 불평형 (밸런) 변압기를 위하여 제공되어 있다.
본 발명은 상이한 많은 형태들의 실시예를 허용하는 한편, 도면에 나타나 있으며 특정 실시예들에 상세하게 기술될 수 있는데, 본 개시사항이 본 발명의 원리에 관한 예시로 여겨져야 하되 본 발명을 도시되어 기술되어 있는 특정 실시예들로 제한하도록 의도된 것은 아니라는 점을 이해할 수 있다. 아래의 구체적인 내용에서, 유사한 참조 번호들은 도면들 중 몇몇 도면에서 동일한 부분, 유사한 부분 또는 대응되는 부분을 기술하는데 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 제 1과 제 2, 정상과 바닥 및 이와 유사한 것과 같은 상대적인 용어들은 하나의 개체 또는 동작을 다른 개체 또는 동작과 구별하는데만 사용될 수 있는데, 이러한 개체들이나 동작들 사이에서의 이러한 임의의 실제 관계나 순서를 반드시 필요로 하거나 암시하지는 않는다. "구비하다", "구비하는", "포함하다", "포함하는", "가진다", "가지는" 또는 그 임의의 다른 변형들은 비배타적인 내포를 커버하도록 의도되어 있어서, 공정, 방법, 물품, 또는 일련의 요소들을 구비하는 기계장치가 이러한 요소들만 포함하는 것은 아니지만, 이러한 공정, 방법, 물품 또는 기계장치에 고유하거나 분명하게 나열되어 있지 않은 다른 요소들을 포함할 수도 있다. "...를 구비하는" 앞에 오는 요소는 공정, 방법, 물품, 또는 요소를 구비하는 기계장치에 있는 추가적인 똑같은 요소들의 존재를 배제하는 것은 아니되 더욱 제약하는 것도 아니다.
본 명세서에 걸쳐 "일 실시예", " 특정 실시예", "실시예", "구현예(들)", "양태(들)" 또는 유사한 용어들에 대한 참조사항은, 실시예와 관련하여 기술되어 있는 특정 부재, 구조 또는 특징이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되어 있다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서에 걸쳐 다양한 곳에 있거나 이러한 구문들 중의 외관이 동일한 실시예를 반드시 모두 지칭하는 것은 아니다. 더욱이, 특정 부재들, 구조들 또는 특징들은 하나 이상의 실시예들에서 임의의 적합한 방식으로 제한없이 조합될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이 "또는"이라는 용어는 포괄적인 것으로 해석되거나 임의의 한가지 또는 임의의 조합을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, "A, B 또는 C"는 다음에 오는 것, 즉 A; B; C; A와 B; A와 C; B와 C; A, B 및 C"; 중 임의의 것을 의미한다. 이러한 정의에 대한 예외는 요소들, 기능들, 단계들 또는 행동들의 조합이 어떠한 방식으로든 상호간에 고유하게 배타적인 경우에만 있을 수 있다. 또한 문법적인 접속사들은, 문맥상 분명하거나 이와 달리 언급되어 있지 않는 한, 결합되는 절, 문장, 단어 및 이와 유사한 것에 관한 임의의 그리고 모든 선언적이면서 접속적인 조합을 표현하도록 의도되어 있다. 따라서, "또는"이라는 용어는 대체로 "및/또는" 등을 의미하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에 언급되어 있는 모든 문서들은 이에 그 전체로 참조사항으로 통합되어 있다. 단수형의 항목에 대한 참조사항은, 문맥상 분명하거나 이와 달리 명시적으로 언급되어 있지 않는 한, 복수형의 항목들을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
본 명세서의 값들의 범위들에 관한 열거는 제한하는 것으로 의도된 것이 아니고, 그 대신 이와 달리 지시되어 있지 않는 한, 범위 내에 있는 임의의 그리고 모든 값들을 개별적으로 지칭하고, 이러한 범위 내에 있는 각각의 별개의 값은 본 명세서에서 개별적으로 열거되어 있는 것처럼 명세서에 통합되어 있다. 숫자 값이 첨부되어 있는 경우 "약", "대략" 또는 이와 유사한 단어들은 의도된 목적을 위하여 만족할 만하게 조작하도록 당해 기술분야에서의 통상의 기술자가 알 수 있는 바와 같이 편차를 지시하는 것으로 이해되어야 한다. 값들 및/또는 숫자 값들의 범위들은 단지 예시로서 본 명세서에 제공되어 있는 것이지, 기술되어 있는 실시예들의 범위에 관한 제한을 구성하는 것은 아니다. 임의의 그리고 모든 예시들, 또는 본 명세서에 제공되어 있는 예시적인 언어("예컨대", "~와 같은" 또는 이와 유사한 것)의 사용은 실시예들을 단지 더욱 분명히 하도록 의도되어 있는 것이지, 실시예들의 범위에 관한 제한을 정하는 것은 아니다. 명세서의 어떠한 언어도 임의의 주장되지 않는 요소들을 지시하는 바와 같이 실시예들의 실시에 본질적인 것으로 해석되어서는 안될 것이다.
간단 명료하게 도시하기 위하여, 참조 번호들은 대응하거나 유사한 요소들을 지시하도록 도면들 사이에서 반복될 수 있다. 많은 세부사항들은 본 명세서에 기술되어 있는 실시예들의 이해를 제공하도록 설명되어 있다. 실시예들은 이러한 세부사항들 없이도 실시될 수 있다. 다른 경우들에 있어서, 잘 알려진 방법, 절차 및 구성요소들은 기술되는 실시예들을 불명료하게 하는 것을 피하기 위해서 상세하게 기술되어 있지 않다. 이러한 기술은 본 명세서에 기술되어 있는 실시예들의 범위로 제한되는 것으로 여겨져서는 안된다.
다음에 오는 구체적인 내용에서, "제 1", "제 2", "정상", "바닥", "위", "아래", "위쪽", "아래쪽" 및 이와 유사한 것과 같은 용어들이 편의상의 단어들이지 용어들을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다는 점을 알 수 있다. 또한 기계장치와 장치라는 용어들은 본 문맥에서 상호교환가능하게 사용될 수 있다.
대체로, 본 명세서에 기술되어 있는 장치, 시스템 및 방법은 밸런 변압기를 위하여 구성될 수 있고, 밸런 변압기를 포함할 수 있다. 본 명세서에 기술되어 있는 바와 같이, 밸런 변압기는 평형 라인(트위스트 페어 케이블(twisted pair cable)과 같이 반대 방향으로 같은 전류가 흐르는 2개의 컨덕터들을 가지는 것)을 불평형 라인(동축 케이블(coaxial cable)과 같이 단 하나의 컨덕터와 접지를 가지는 것)에 접합시키는 장치를 포함할 수 있다. 따라서, 밸런 변압기는 불평형 신호를 평형 신호로 변환시키거나 그 반대로 평형 신호를 불평형 신호로 변환시키는데 사용될 수 있는데, 여기에서 밸런은 송전선을 절연하면서 평형 출력을 제공할 수 있다.
도 1 내지 도 3에는 예시로써 제공되어 있는 밸런 변압기가 도시되어 있다. 구체적으로, 도 1에는, 실질적으로 대칭적인 구성을 가지고 1차 권선부(110)에 대한 2차 권선부(120)의 1:1 권선비를 가지며 그리고 센터 탭(130)을 가지는 제 1 밸런 변압기(100)가 도시되어 있다. 제 1 밸런 변압기(100)는 기판(104) 내부에서 서로에 대해 실질적으로 동일 평면 상에 형성되어 있는 3개의 별도의 금속 레이어들, 즉 제 1 금속 레이어(101)(즉 대부분의 권선부들이 배치되어 있는 곳), 제 2 금속 레이어(102)(즉 권선부들이 교차지점(140)들에서 떨어져 있도록 제 2 금속 레이어(102)를 이용하는 곳) 및 제 3 금속 레이어(103)(즉 센터 탭(130)이 권선부들을 가로지르면서 권선부들로부터 떨어져 있음)를 포함할 수 있다. 1차 권선부(110)와 2차 권선부(120)는 제 1 금속 레이어(101)(예컨대 기판(104) 상의 정상 금속 레이어일 수 있음) 안에 실질적으로 배치될 수 있다. 1차 권선부(110)와 2차 권선부(120)가 권선 구역들 사이를 횡단할 때 교차지점(140)들을 형성하는 경우, 권선 구역들 사이의 커넥터들이 교차지점(140) 내부에서 서로로부터 떨어져 있도록, 바이어(via)(142)들은 제 1 금속 레이어(101)와 제 2 금속 레이어(102)를 가교하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 위치(150)에서, 2차 권선부(120)는 그 자체와 교차지점(140)을 형성하는데, 여기에서 제 1 커넥터(145)는 바이어(142)들을 사용하여 제 1 금속 레이어(101) 쪽으로부터 제 2 금속 레이어(102)(예컨대 기판(104) 상의 중앙 금속 레이어일 수 있음) 쪽으로 횡단해서, 제 1 커넥터(145)는 제 2 커넥터(146) 아래에 배치되어 있고, 이로써 2차 권선부(120)를 그 단부들 사이의 연속적인 전기 전도성 경로로서 유지할 수 있다(즉 2차 단부(122)들과 1차 단부(121)들 또한 그 사이에 형성되어 있는 연속적인 전기 전도성 경로를 가지는 것으로 나타나 있음). 환언하자면, 바이어(142)들이 금속 레이어들을 가교하는데 사용되는 동안 커넥터들은 권선 구역들을 가교하는데 사용되지만, 양자 모두는 교차하는 권선부들 사이의 분리를 유지하도록 교차지점(142)에서 서로 결합되어 사용된다.
도면에 나타나 있는 바와 같이, 센터 탭(130)은 제 3 금속 레이어(103)(기판(104) 상의 바닥 금속 레이어일 수 있음) 안에 배치되어 있어서, 바이어(142)들을 사용하여 2차 권선부(120)에 접속될 때까지 1차 권선부(110)와 2차 권선부(120)로부터 절연되어 있다. 제 1 밸런 변압기(100)가 실질적으로 대칭적인 구성을 가질 수 있지만, 나타나 있는 기하구성은 센터 탭(130)을 위하여 존재하는 추가적인 금속 레이어를 요구하는데, 이는 제조에 유리하지 않을 수 있다.
도 2에는, 입력 포트/출력 포트(202)가 서로 근처에 배치되어 있으면서 대체로 비대칭적인 형상을 가지는 제 2 변압기(200)가 도시되어 있는데, 여기에서 권선부들은 "바이파일러(bifilar)" 레이아웃 스타일로 알려져 있는 것으로 형성되어 있다. 도 3에는, 입력 포트/출력 포트(302)가 서로로부터 절연되어 있으면서 대체로 대칭적인 형상을 가지는 제 3 변압기(300)가 도시되어 있는데, 여기에서 권선부들 또한 바이파일러 레이아웃 스타일로 형성되어 있다. 제 2 변압기(200)와 제 3 변압기(300)는 각각 1:1 권선비를 포함하는데, 여기에서 2차 권선부가 제거되는 경우라면 1차 권선부는 단순한 나선형 컨덕터일 수 있다. 따라서, 2차 권선부는 결합상태를 극대화하기 위해서 1차 권선부 옆에 교직(interwoven)되어 있을 뿐이다. 그러나, 도 2와 도 3에 나타나 있는 변압기들 양자 모두에 있어서, 정밀한 센터 탭 포인트의 결정은 어려울 수 있고, 정확한 센터 탭 포인트 없이는 변압기의 절연 및 공통 모드 제거비 성능이 저하될 수 있다. 나아가, 도 2와 도 3에 나타나 있는 변압기들 중 어느 것도 있는 그대로 밸런을 구현하고 있지 않다는 점을 알 수 있는데, 여기에서 양자 모든 구조들은 센터 탭 포인트의 도입을 통해 밸런 변압기로 만들어질 수도 있다. 그러나, 이러한 것들이 행해진 경우라면, 도 2의 제 2 변압기(200)는 근본적으로 비대칭적일 수 있어서, 비교적 저조한 성능을 발휘할 수 있다(이는 본 명세서에 기술되어 있는 실시예들보다 양호하지 않은 절연을 가질 수 있기 때문임). 도 3의 제 3 변압기(300)는 유사하게도 불편한 위치에 배치되어 있는 센터 탭을 가질 수 있으므로, 구조를 비대칭적으로 만들 수 있고 본 명세서에 기술되어 있는 실시예들보다 양호하지 않은 절연 때문에 저조한 성능을 발휘할 수 있다.
다른 타입의 밸런 변압기들이 당해 기술분야에 존재한다는 점, 및 도 1 내지 도 3의 표현들이 제한하는 것이 아니라 단지 예시로써 제공되어 있다는 점을 알 수 있을 것이다. 그럼에도 불구하고, 당해 기술분야에서의 다양한 밸런 변압기들은 대체로 본 명세서에 기술되어 있는 밸런 변압기에 의해 제공될 수 있는 특정 이점들이 결여되어 있다.
도 4에는 대표적인 실시예에 따르는 밸런 변압기(400)가 도시되어 있다. 도 4에 나타나 있는 밸런 변압기(400)는 권선부들이 중심으로 삼아 일주하는 중심 축(406)과 교차하는 축(405)에 대하여 실질적으로 대칭적인 합성 패턴(resultant pattern)(400)을 형성하는, 제 1 권선부(410)(밸런 변압기(400)의 1차 권선부 또는 1차 컨덕터일 수 있음), 및 제 2 권선부(420)(밸런 변압기(400)의 2차 권선부 또는 2차 컨덕터일 수 있음)를 포함할 수 있다. 특정 구현예들에서, 밸런 변압기(400)는 단 2개의 금속 레이어들, 예컨대 기판(404)에 형성되는 제 1 금속 레이어(401) 및 제 2 금속 레이어(402)를 포함한다(예컨대 제 1 금속 레이어(401)와 제 2 금속 레이어가 기판(404) 상에서 서로에 대해 동일 평면에 배치되어 있는 경우임). 일반적으로, 제 1 권선부(410)는 제 1 권선 경로를 따라갈 수 있고 제 2 권선부(420)는 제 2 권선 경로를 따라갈 수 있는데, 여기에서 제 2 권선 경로는 적어도 부분적으로 제 1 권선 경로와 교직되어 있지만 제 1 권선 경로로부터 독립적이고, 여기에서 권선 경로들은 위에서 설명된 바와 같이 실질적으로 대칭적일 수 있는 합성 패턴(403)을 형성한다. 예컨대 어떠한 결함이나 이와 유사한 것을 포함하지 않는 패턴으로서, 이러한 결함이 없으면 패턴이 대칭적일 수 있는 패턴이 완전히 대칭적이거나 "거의" 대칭적이거나 약간 대칭적인 경우, 또는 권선 경로들에 의해 형성되는 전체적인 패턴들이 하나 이상의 축(예를 들어 도면에 나타나 있는 축(405)) 맞은편에서 서로 실질적으로 닮아있는 경우가 "실질적으로 대칭적인" 경우에 포함될 수 있다는 점을 알 수 있을 것이다.
도면에 나타나 있는 밸런 변압기(400)는 2:1 권선비를 포함하지만, 다른 비율도 가능함은 물론이다. 본 명세서에 설명되어 있는 바와 같이 제 2 권선부(420)가 제 2 권선 경로를 따라가는 많은 하위 권선부(sub-winding)(428)들을 포함할 수 있기 때문에 밸런 변압기(400)는 권선비에 무관하게 합성 패턴(403)을 유지할 수 있어서, 제 2 권선부(420)는 제 1 권선부(410)보다 많은 권선 구역들을 포함한다.
제 1 권선부(410)는 제 1 권선 경로를 따라 하나 이상의 제 1 금속 레이어(401)와 제 2 금속 레이어(402) 안에 형성될 수 있고, 제 2 권선부(420)는 제 2 권선 경로를 따라 하나 이상의 제 1 금속 레이어(401)와 제 2 금속 레이어(402) 안에 형성될 수 있다. 따라서, 제 1 권선부(410)는 대체로 제 1 권선 경로를 따라가고, 제 2 권선부(420)는 대체로 제 2 권선 경로를 따라간다. 환언하자면, 권선 경로들은 밸런 변압기(400)의 합성 패턴(403)을 형성하기 위해서 권선부들이 따라가는 경로들/패턴들이다. 환언하면, 제 1 권선부(410)와 제 2 권선부(420)는 밸런 변압기(400)의 금속 레이어들 내부에서 그 각각의 권선 경로들을 따라 형성되어 있다. 따라서, 본 명세서에서 제 1 권선 경로와 제 2 권선 경로에 대한 참조사항이 대체로 제 1 권선부(410)와 제 2 권선부(420)를 각각 포함할 수 있다는 점을 알 수 있는데, 이는 권선부들이 이러한 경로들을 따라 배치되어 있기 때문이다. 각각의 제 1 권선 경로와 제 2 권선 경로는 합성 패턴(403)의 내부에 권선되고 나서 합성 패턴(403)의 외부에 권선될 수 있다.
제 1 권선 경로는 제 1 단부(411)와 제 2 단부(412) 사이에 형성될 수 있다. 제 1 단부(411)와 제 2 단부(412)는 제 1 권선부(410)의 단부들을 형성할 수 있는데, 여기에서 제 1 권선부(410)는 그 사이에서 연속적이다. 제 1 권선 경로는 밸런 변압기(400)의 중심 축(406) 둘레에 각각 배치되어 있는 복수의 제 1 권선 구역(414)들을 포함할 수 있다. 제 1 권선 경로는 또한 복수의 제 1 커넥터(416)들을 포함할 수도 있는데, 여기에서 복수의 제 1 커넥터(416)들 각각은 인접한 제 1 권선 구역(414)들을 접합시켜서, 제 1 권선 경로는 제 1 단부(411)와 제 2 단부(412) 사이에서 연속적이며 외부 쪽으로부터 내부 쪽으로 (그리고 역방향으로) 권선되어 있다.
제 2 권선 경로는 제 3 단부(421)와 제 4 단부(422) 사이에 형성될 수 있다. 제 3 단부(421)와 제 4 단부(422)는 제 2 권선부(420)의 단부들을 형성할 수 있는데, 여기에서 제 2 권선부(410)는 그 사이에서 연속적이다. 위에서 언급된 바와 같이, 제 2 권선 경로는 적어도 부분적으로 제 1 권선 경로와 교직되어 있을 수 있지만 제 1 권선 경로로부터 독립적일 수 있다. 제 1 권선 경로와 제 2 권선 경로는 중심 축(406)과 교차하는 축(405)에 대하여 실질적으로 대칭적인 합성 패턴(403)을 형성할 수 있다. 제 2 권선 경로는 밸런 변압기(400)의 중심 축(406) 둘레에 각각 배치되어 있는 복수의 제 2 권선 구역(424)들을 포함할 수 있다. 제 2 권선 경로는 또한 복수의 제 2 커넥터(426)들을 포함할 수도 있는데, 여기에서 복수의 제 2 커넥터(426)들 각각은 인접한 제 2 권선 구역(424)들을 접합시켜서, 제 2 권선 경로는 제 3 단부(421)와 제 4 단부(422) 사이에서 연속적이며 외부 쪽으로부터 내부 쪽으로 (그리고 역방향으로) 권선되어 있다.
상술된 바와 같이, 제 1 권선부(410)는 제 1 권선 경로를 따라 하나 이상의 제 1 금속 레이어(401)와 제 2 금속 레이어(402) 안에 형성될 수 있고, 제 2 권선부(420)는 제 2 권선 경로를 따라 하나 이상의 제 1 금속 레이어(401)와 제 2 금속 레이어(402) 안에 형성될 수 있다. 추가로, 제 2 권선부(420)는 2개의 하위 권선부(428)를 포함할 수 있는데, 여기에서 n > 1이어서, 제 2 권선부(420)의 제 2 권선 구역(424)의 최종 개수는 제 1 권선부(410)의 제 1 권선 구역(414)의 최종 개수보다 n배 만큼 더 많다. 예를 들어, 도면에 나타나 있는 바와 같이, n은 2와 같을 수 있어서, 밸런 변압기(400)는 2:1 권선비를 가진다. 특정 구현예들에서, n은 짝수이다. 다른 구현예들에서, n은 홀수이다. 특정 구현예들에서, n은 제 1 권선 구역(414)의 최종 개수의 배수이다. 예를 들어, (도면에 나타나 있는 바와 같이) 제 1 권선 구역(414) 마다 2개의 하위 권선부(428)가 있을 수 있다. 이를 대신하여 제 1 권선 구역(414) 마다 4개의 하위 권선부(428)가 있을 수 있다. 이를 대신하여 제 1 권선 구역(414) 마다 6개 또는 8개의 하위 권선부(428)가 있을 수 있다. 당해 기술분야에서의 통상의 기술자라면 알 수 있는 바와 같이, 이를 대신하거나 마찬가지로 다른 배수도 가능하다.
밸런 변압기(400)는 제 1 금속 레이어(401)나 제 2 금속 레이어(402) 중 어느 하나 안에 형성되어 있는 센터 탭(430)을 더 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 밸런 변압기(400)는 단 2개의 금속 레이어를 포함할 수 있는데, 이는 제조를 단순화하고 밸런 변압기(400)의 비용을 줄이는데 유리하다. 도면에 나타나 있는 바와 같이, 센터 탭(430)은 최외측 제 2 권선 구역(424b)에 인접해 있는 제 2 권선 구역(424a)에 접속될 수 있다. 이러한 설계를 이용하여, 센터 탭(430)은 제 1 권선부(410)를 가로지르지 않으면서도 제 2 권선부(420)에 접속하도록 합성 패턴(403)의 바깥쪽에서 지나다닐 수 있다. 따라서, 특정 구현예들에서, 하나 이상의 제 2 권선 구역(424a)들은 최외측 제 2 권선 구역(424b)에 인접해 있는 밸런 변압기(400)의 적어도 한쪽 측면을 따라 제 2 커넥터(426)가 결여되어 있어서, 제 2 권선부(420)는 제 3 단부(421)와 제 4 단부(422) 사이에서 연속적인 전기 전도성 경로를 형성한다.
제 1 권선부(410)와 제 2 권선부(420)는 교차지점(440)들을 포함할 수 있는데, 예컨대 제 1 권선부(410)와 제 2 권선부(420)가 서로 교직하는 경우, 제 1 권선부(410)가 그 자체와 교직하는 경우, 또는 제 2 권선부(420)가 그 자체와 교직하는 경우에 그러하다. 그러나, 상술된 바와 같이, 밸런 변압기(400)는 일 구현예에서 단 2개의 금속 레이어를 포함할 수 있다. 이를 위하여, 복수의 제 1 커넥터(416)들과 제 2 커넥터(426)들 각각은 상이한 금속 레이어들 안에서 제 1 커넥터(416)나 제 2 커넥터(426) 중 다른 하나를 가로지를 수 있어서, 커넥터들은 이러한 교차지점(440)들에서 떨어져 있다. 바이어(442)는 이러한 교차지점(440)을 위하여 제공하는데 사용될 수 있다. 따라서, 밸런 변압기(400)는 하나 이상의 제 1 권선부(410)와 제 2 권선부(420)에 접속되어 있는 하나 이상의 바이어(442)들을 더 포함할 수 있는데, 여기에서 바이어(442)는 금속 레이어들 사이에 가교(bridge)를 형성해서, 하나 이상의 제 1 커넥터(416)와 제 2 커넥터(426)는 교차지점(440)을 형성할 때 상이한 금속 레이어 안에 배치되어 있다. 이러한 방식으로, 그리고 합성 패턴(403) 때문에, 밸런 변압기(400)는 단 2개의 금속 레이어를 포함할 수 있다.
특정 구현예들에서, 대다수의 제 1 권선부(410)와 제 2 권선부(420) 각각은 제 1 금속 레이어(401) 안에 형성되어 있다. 따라서, 커넥터들(제 1 커넥터(416)들과 제 2 커넥터(426)들)의 적어도 50 퍼센트는 제 2 금속 레이어(402) 안에 형성될 수 있다. 환언하자면, 하나 이상의 제 1 권선부(410)와 제 2 권선부(420)는 교차지점(440)을 형성할 때 제 2 금속 레이어(402)를 횡단하도록 (바이어(442)를 사용하여) 제 1 금속 레이어(401)만을 떠날 수 있다.
도면에 나타나 있는 바와 같이, 제 1 단부(411)와 제 2 단부(412)는 최외측 제 1 권선 구역(414b)에 접속될 수 있고, 제 3 단부(421)와 제 4 단부(422)는 최외측 제 2 권선 구역(424b)에 접속될 수 있다. 제 1 단부(411)와 제 2 단부(412)는 제 3 단부(421)와 제 4 단부(422) 반대쪽에 배치될 수 있다.
합성 패턴의 전체적인 형상은 도면에 나타나 있는 바와 같이 실질적으로 다각형일 수 있다. 따라서, 하나 이상의 제 1 권선 구역(414)와 제 2 권선 구역(424)은 대체로 다각형의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 제 1 권선 구역(414)과 제 2 권선 구역(424)은 도면에 나타나 있는 바와 같이 실질적으로 직사각형 또는 실질적으로 정사각형일 수 있다. 이를 대신하여, 하나 이상의 제 1 권선 구역(414)과 제 2 권선 구역(424)은 실질적으로 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형 등일 수 있다. 나아가, 하나 이상의 제 1 권선 구역(414)과 제 2 권선 구역(424)은 도면에 나타나 있는 바와 같이 모따기가공되거나(chamfered) 베벨가공된(beveled) 코너들을 가질 수 있고, 또는 하나 이상의 제 1 권선 구역(414)와 제 2 권선 구역(424)은 라운드처리된(rounded) 코너들을 가질 수 있다. 이를 대신하거나 마찬가지로, 하나 이상의 제 1 권선 구역(414)과 제 2 권선 구역(424)은 라운드처리될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 제 1 권선 구역(414)과 제 2 권선 구역(424)은 실질적으로 원형, 타원형, 길쭉한 형상 등일 수 있다. 이를 대신하거나 마찬가지로 다른 기하구성이 가능하다.
특정 구현예에서, 하나 이상의 제 1 권선부(410)와 제 2 권선부(420)는 그 길이를 따라 단면 직경의 변화를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 제 1 권선부(410)와 제 2 권선부(420)는 그 길이를 따라 테이퍼형일 수 있다.
밸런 변압기(400)가 장치의 목적에 따라 여러 가지 재료들로 만들어질 수 있다는 점을 알 수 있을 것이다. 예시로써, 하나 이상의 제 1 금속 레이어(401)와 제 2 금속 레이어(402)는 구리와 알루미늄 중 적어도 한가지를 포함할 수 있고, 기판(404)은 실리콘, 갈륨 비소, 질화 갈륨, 세라믹 재료 및 유기 재료 중 적어도 한가지를 포함할 수 있다.
제 1 권선부(410)가 장치의 실시예의 1차 권선부와 같이 위에는 기술되어 있더라도 제 1 권선부(410)가 그 대신 2차 권선부를 표현할 수 있다는 점도 알 수 있을 것이다. 따라서, 어떤 구현예에서, 제 2 권선부(420)는 1차 권선부이고, 제 1 권선부(410)는 변압기 안의 2차 권선부이다.
본 명세서에 기술되어 있는 바와 같이 변압기, 예컨대 도 4에 나타나 있는 밸런 변압기(400)는 다른 변압기, 예컨대 도 1 내지 도 3에 나타나 있는 밸런 변압기들에 비해 일정한 이점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 밸런 변압기(400)는 단 2개의 금속 레이어를 사용하여 구성될 수 있는데, 이는, 예컨대 제조 비용과 복잡성의 관점에서 개선된 제조가능성을 위하여 제공된다. 또한, 센터 탭(430)은 권선부들 중 하나(즉 도면에 나타나 있는 제 2 권선부(420)), 예컨대 2차 권선부와 같이 동일한 측면 상에서 접근가능할 수 있다. 이는 권선부들과 센터 탭(430)이 밑으로 가로지르거나 위로 가로지르지 않도록 제공될 수 있으므로, 단 2개의 금속 레이어의 사용을 허용할 수 있다. 또한, 이는 특히 송전기나 전력 증폭기를 포함하고 있는 실시예에서 일정한 DC 공급을 위한 이점을 제공할 수 있다. 또한, 변압기는 본 명세서에 기술되어 있는 바와 같이 원하는 권선비, 예컨대 도 4에 나타나 있는 바와 같이 2:1을 제공할 수 있다. 변압기는 본 명세서에 기술되어 있는 바와 같이 비교적 컴팩트한 레이아웃을 위하여 제공될 수도 있다. 나아가, 변압기는 본 명세서에 기술되어 있는 바와 같이 평형 장치(balanced device)를 위하여 제공될 수 있는데, 이는 개선된 밸런 공통 모드 제거비(common mode rejection ratio; CMRR)를 일으킬 수 있고, 장치를 사용하여 송전하는 것과 수신하는 것 양자 모두를 위하여 유리할 수 있다. 예를 들어, 송전시, 밸런싱(balancing)은 짝수차 고조파(even-order harmonics), 예컨대 제2조파(second harmonic)에 비교적 큰 영향을 미칠 수 있다.
도 5 내지 도 12에는 대표적인 실시예에 따르는 밸런 변압기를 만드는 방법의 단계들이 도시되어 있다. 예시로써, 도 5 내지 도 12에 설명되어 있는 방법은 위에서 도 4와 관련하여 기술되어 있는 것과 동일하거나 유사한 밸런 변압기를 만드는데 이용될 수 있다. 따라서, 도 5 내지 도 12에 설명되어 있는 방법은 실질적으로 대칭적인 패턴을 생성하는 권선 경로들의 형성을 포함할 수 있고, 기판의 단 2개의 금속 레이어에 제공될 수 있는데, 여기에서 권선 경로들 중 하나는 밸런 변압기를 위한 원하는 권선비를 생성하기 위해서 하위 경로들로 분할된다.
도 5에는 밸런 변압기를 만드는 방법의 제 1 단계(500)가 도시되어 있는데, 이는 복수의 형상부(502)들을 중심 축(504) 둘레에서 서로 실질적으로 동심형으로 배열하는 단계를 포함할 수 있다. 형상부(502)들이 사각형으로 나타나 있지만, 이를 대신하거나 마찬가지로 다른 다각형과 라운드처리된 형상을 포함하는 다른 형상들이 가능하다. 도 6에는 밸런 변압기를 만드는 방법의 제 2 단계(600)가 도시되어 있는데, 이는 도면에 나타나 있는 바와 같이 복수의 측면들, 예컨대 형상부(502)들의 각각의 측면 상에 있는 형상부(502)들 각각의 중간구간(606)들을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 중간구간(606)들의 제거는 형상부(502) 상에 복수의 중간구간 단부(608)들을 형성할 수 있다. 도 7에는 밸런 변압기를 만드는 방법의 제 3 단계(700)가 도시되어 있는데, 이는 단부들(예컨대 제 1 단부(711), 제 2 단부(712), 제 3 단부(713) 및 제 4 단부(714))을 형성하는 단계, 및 1차 측면(제 1 측면(721))과 2차 측면(제 2 측면(722))을 선정하는 단계를 포함할 수 있다.
도 8에는 밸런 변압기를 만드는 방법의 제 4 단계(800)가 도시되어 있는데, 이는 제 1 단부(711)와 제 2 단부(712) 사이에서 연속적인 제 1 권선 경로(810)를 형성하기 위해서 인접한 형상부들의 중간구간 단부들(예컨대 제 1 중간구간 단부(808a)와 제 2 중간구간 단부(808b))을 접속시키는 단계를 포함할 수 있고, 여기에서 제 1 단부(711)와 제 2 단부(712)는 최외측 형상부(816)의 제 1 측면(721) 상에 배치되어 있다. 제 1 권선 경로(810)는 최외측 형상부(816) 쪽으로부터 최내측 형상부(818) 쪽으로 (그리고, 예컨대 도 9에 나타나 있는 바와 같이 최내측 형상부(818) 쪽으로부터 최외측 형상부(816) 쪽으로 역방향으로) 횡단할 수 있다. 따라서, 도 9에는 밸런 변압기를 만드는 방법의 제 5 단계(900)가 도시되어 있는데, 이는 최내측 형상부(818)가 도달되면 접속부(924)를 형성함으로써 동일한 내측 루프에 머물러 있게 하고 나서 각각의 중간구간 단부(608)에 참조 번호(926)으로 나타나 있는 외부 쪽으로 권선하는 단계를 포함할 수 있다.
따라서, 도 8에 나타나 있는 제 4 단계(800)와 도 9에 나타나 있는 제 5 단계(900)는 도 9에서 화살표(928)로 지시되어 있는 바와 같이 제 1 방향으로 횡단하는 단계를 포함할 수 있다. 화살표(928)로 나타나 있는 바와 같이, 제 1 방향은 시계방향일 수 있다. 이를 대신하여, 제 1 방향은 반시계방향일 수 있다.
제 1 단부(711) 쪽으로부터 제 1 방향으로 횡단할 때에는, 다음과 같은 각각의 사실, 즉: (ⅰ) 최내측 형상부(818)가 도달될 때까지, 제 1 방향에 따라 도달되어 있는 각각의 중간구간 단부(608)는 인접한 형상부 상에서 마주하는 중간구간 단부(608)에 접속된다는 점; (ⅱ) 접속부(924)는 최내측 형상부(818)의 중간구간을 가로질러 형성된다는 점;이 있을 수 있고; 그리고 접속부(924)가 최내측 형상부(818)의 중간구간을 가로지른 후 제 1 방향으로 계속해서 횡단할 때에는, 제 2 단부(712)로 이어지도록 최외측 형상부(816)가 도달될 때까지, 제 1 방향을 따라 도달되어 있는 각각의 중간구간 단부(608)는 인접한 형상부 상에서 마주하는 중간구간 단부(608)에 접속된다는 점이 있을 수 있다. 구현예들에서, 본 명세서에서 설명되어 있는 바와 같이, 중간구간 단부(608)들의 복수의 접속부들은 중간구간 단부(608)들의 다른 접속부를 가로지를 수 있지만, 밸런 변압기의 상이한 전도성 레이어 안에 제공됨으로써 떨어져 있을 수 있다.
도 10에는 밸런 변압기를 만드는 방법의 제 6 단계(1000)가 도시되어 있는데, 이는 제 3 단부(713)와 제 4 단부(714) 사이에 연속적인 경로, 즉 제 2 권선 경로(1020)를 형성하기 위해서 제 2 측면(722)에 관해 위에 기술되어 있는 단계들을 반복하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 제 6 단계(1000)는 최외측 형상부(816)의 제 2 측면(722) 상의 제 3 단부(713)와 제 4 단부(714) 사이에서 연속적인 제 2 권선 경로(1020)를 형성하기 위해서 인접한 형상부들의 중간구간 단부(608)들을 접속시키는 단계를 포함할 수 있다(여기에서 제 2 측면(722)은 제 1 측면(721)의 반대쪽에 있음). 제 2 권선 경로(1020)는 최외측 형상부(716) 쪽으로부터 최내측 형상부(818) 쪽으로 그리고 역방향으로 횡단할 수 있다. 이 방법을 이용하여, 제 2 권선 경로(1020)는 제 1 권선 경로(810)에 대해 실질적으로 대칭적일 수 있다. 도 10에 나타나 있는 바와 같이, 이 단계에서 형성되는 패턴(1030)은 1:1 권선비를 가지는 밸런 변압기에 적합할 수 있다.
도 11에는 밸런 변압기를 만드는 방법의 제 7 단계(1100)가 도시되어 있는데, 이는 제 2 권선 경로(1020)를 n개의 하위 경로들로 분할하는 단계를 포함할 수 있고, 여기에서 n > 1이어서, 제 2 권선 경로(1020)의 제 2 권선 구역(1132)들의 최종 개수는 제 1 권선 경로(810)의 제 1 권선 구역(1131)들의 최종 개수보다 n배 만큼 더 많다. 따라서, 원하는 권선비를 위하여, 제 2 권선 경로(1020)는 특정 개수의 하위 권선부들로 파싱될(parsed) 수 있다. 예시로써, 도 11에는 밸런 변압기가 도시되어 있는데, 여기에서 n은 2와 같고, 즉 밸런 변압기는 2:1의 권선비를 가지지만, 다른 비율도 가능하다. 특정 구현예들에서, 하나 이상의 권선부들의 폭은 조종될 수 있다. 예를 들어, 1차 권선폭(turn width)은 2차 권선폭의 2배일 수 있고, 이는 밸런 변압기 안에서의 간격을 최소화하는데 도움이 될 수 있다.
도 12에는 밸런 변압기를 만드는 방법의 제 8 단계(1200)가 도시되어 있는데, 이는 제 2 권선 경로(1020)가 제 3 단부(713)와 제 4 단부(714) 사이에서 연속적인 상태에 있도록 제 2 측면(722) 상에서 최외측 형상부(716)에 인접해 있는 하나 이상의 하위 경로(1234)들 각각을 접속시키는 단계를 포함할 수 있다. 최외측 형상부(816)에 인접한 이러한 하위 경로(1234) 상에 형성된 접속부(1236)는 센터 탭에 대한 접속을 위하여 사용될 수 있다.
도 5 내지 도 12에 설명되어 있는 방법은 또한, 기판 상의 2개의 금속 레이어들 안에 권선 경로들을 형성하는 단계, 및 쇼트가 일어나기 않게 금속들을 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
도 13에는 대표적인 실시예에 따라 1차 권선부가 굵은 윤곽선으로 나타나 있는 밸런 변압기(1300)가 도시되어 있다. 이 도면에 나타나 있는 밸런 변압기(1300)는 도 4에 나타나 있는 변속기와 동일하거나 유사할 수 있지만, 쉽게 알아볼 수 있도록 1차 권선부(즉 도면에는 제 1 권선부(1310)가 나타나 있음)가 굵은 윤곽선으로 나타나 있다. 따라서, 이 도면에 나타나 있는 밸런 변압기(1300)는 2:1 권선비를 포함한다.
도 14에는 대표적인 실시예에 따라 2차 권선부가 굵은 윤곽선으로 나타나 있는 밸런 변압기(1400)가 도시되어 있다. 이 도면에 나타나 있는 밸런 변압기(1400)는 도 4와 도 13에 나타나 있는 변압기와 동일하거나 유사할 수 있지만, 쉽게 알아볼 수 있도록 2차 권선부(즉 도면에는 제 2 권선부(1420)가 나타나 있음)가 굵은 윤곽선으로 나타나 있다. 2차 권선부 보다 더 두꺼운 것으로 나타나 있는 1차 권선부가 대표하기 위한 것일 수 있다는 점을 알 수 있을 것이고, 즉 1차 권선부와 2차 권선부는 동일한 두께일 수도 있고, 또는 2차 권선부는 1차 권선부보다 더 두꺼울 수도 있다. 그러나, 장치가 도면에 나타나 있는 바와 같이 2차 권선부보다 더 두꺼운 1차 권선부를 포함할 수 있다는 점도 알 수 있을 것이다. 추가적으로, 권선부들의 두께는, 예컨대 아래에서 기술되는 도 18에 나타나 있는 바와 같이 하나 이상의 테이퍼형 권선부들이 있는 변압기에서와 같이 달라질 수 있다.
도 15에는 대표적인 실시예에 따르는 밸런 변압기(1500)가 도시되어 있다. 이 도면에 나타나 있는 밸런 변압기(1500)는 4:1 권선비를 포함한다. 환언하면, 밸런 변압기(1500)는 중심 축(1506) 둘레에서 횡단하는 복수의 제 1 권선 구역(1514)들을 가지는 제 1 권선부(1510), 및 중심 축(1506) 둘레에서 횡단하는 복수의 제 2 권선 구역(1524)들을 가지는 제 2 권선부(1520)를 포함하는데, 여기에서 제 1 권선 구역(1514)들 보다 4배의 개수의 제 2 권선 구역(1524)들이 있다. 복수의 제 2 권선 구역(1524)들이 있더라도, 본 명세서에 기술되어 있는 바와 같이 밸런 변압기(1500)의 설계를 이용하여, 제 2 권선부(1520)는 하나의 연속적인 전도성 경로에서 제 3 단부(1521) 쪽으로부터 제 4 단부(1522) 쪽으로 따라가게 되어 있을 수 있다. 또한, 본 명세서에 기술되어 있는 기법을 이용하여, 밸런 변압기(1500)는 심지어 증가된 권선비를 가지는 대칭적인 설계를 유지한다. 밸런 변압기(1500)가 단지 예시로써 나타나 있다는 점, 및 이를 대신하거나 마찬가지로 다른 권선비가 가능하다는 점을 알 수 있을 것이다.
도 16에는 대표적인 실시예에 따라 1차 권선부가 굵은 윤곽선으로 나타나 있는 밸런 변압기(1600)가 도시되어 있다. 이 도면에 나타나 있는 밸런 변압기(1600)는 도 15에 나타나 있는 변압기와 동일하거나 유사할 수 있지만, 쉽게 알아볼 수 있도록 1차 권선부(즉 도면에는 제 1 권선부(1610)가 나타나 있음)가 굵은 윤곽선으로 나타나 있다. 따라서, 도면에 나타나 있는 밸런 변압기(1600)는 4:1 권선비를 포함할 수 있다.
도 17에는 대표적인 실시예에 따라 1차 권선부가 굵은 윤곽선으로 나타나 있는 밸런 변압기(1700)가 도시되어 있다. 이 도면에 나타나 있는 밸런 변압기(1700)는 도 15와 도 16에 나타나 있는 변압기와 동일하거나 유사할 수 있지만, 쉽게 알아볼 수 있도록 2차 권선부(즉 도면에는 제 2 권선부(1710)가 나타나 있음)가 굵은 윤곽선으로 나타나 있다.
도 18에는 대표적인 실시예에 따라 테이퍼형 권선부들을 가지는 밸런 변압기(1800)가 도시되어 있다. 일반적으로, 테이퍼형 권선부는, 권선부가 변압기의 중심 안쪽을 향하거나 바깥쪽을 향하여 지나다님에 따라 그 폭이 점진적으로 감소되는(또는 증가되는) 권선부를 포함할 수 있다. 도면에서, 밸런 변압기(1800)는 테이퍼형인 제 1 권선부(1810)뿐만 아니라, 마찬가지로 테이퍼형인 제 2 권선부(1820)를 포함한다. 그러나, 권선부들 중 하나만이 장치에서 테이퍼형일 수도 있다는 점을 알 수 있을 것이다. 또한, 밸런 변압기(1800)에는 각각의 권선부가 이러한 방식으로 테이퍼형으로 나타나 있어서, 권선부는 밸런 변압기(1800)의 외부를 따라 두꺼워지되 밸런 변압기(1800)의 내부를 따라 얇아진다. 그러나, 권선부가 밸런 변압기(1800)의 내부를 따라 두꺼워지되 밸런 변압기(1800)의 외부를 따라 얇아질 수도 있다는 점을 알 수 있을 것이다. 이를 대신하거나 마찬가지로 다른 구성들도 가능하다.
도 19에는 대표적인 실시예에 따르는 밸런 변압기(1900)의 평면도가 도시되어 있다. 이 도면에 나타나 있는 밸런 변압기(1900)는 2:1 권선비를 포함할 수 있는데, 여기에서 권선부들 각각의 실질적인 부분은 제 1 금속 레이어(1901) 안에 배치되어 있다. 도면에서, 제 2 금속 레이어(1902) 안에 배치되어 있는 제 1 커넥터(1916)들(즉 제 1 권선부(1910)를 따르는 커넥터들)과 제 2 커넥터(1926)들(즉 제 2 권선부(1920)를 따르는 커넥터들)은 동일한 교차지점(1940)에 있는 그 상대편 커넥터들 보다 더 어둡게 나타나 있다. 본 명세서에 기술되어 있는 바와 같이, 권선부들은 바이어(1942)들을 사용하여 금속 레이어들 사이에서 횡단할 수 있다.
도 20에는 대표적인 실시예에 따르는 밸런 변압기(2000)의 사시도가 나타나 있다. 이 도면에 나타나 있는 밸런 변압기(2000)는 도 19에 나타나 있는 변압기와 동일하거나 유사할 수 있지만, 여기에서는 3차원 사시도로 나타나 있으므로 제 2 금속 레이어(2002) 안에 배치되어 있는 커넥터(2016)들을 명확하게 볼 수 있다. 이 도면에는 또한 대다수의 권선부들 각각이 제 1 금속 레이어(2001) 안에 배치되어 있는 것으로 명확하게 나타나 있다.
도 21은 대표적인 실시예에 따르는 밸런 변압기를 만드는 방법에 관한 흐름도이다. 일반적으로, 방법(2100)은, 아래에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이 대칭적인 패턴을 생성하는 권선 경로들을 형성하고 나서, 제 2 권선 경로를 하위 경로들로 분할하는 단계를 포함할 수 있다.
블록(2102)에 나타나 있는 바와 같이, 방법(2100)은, 밸런 변압기의 중심 축과 교차하는 축에 대하여 실질적으로 대칭적인 합성 패턴을 형성하기 위해서 제 1 권선 경로와 제 2 권선 경로를 교직시키는 단계를 포함할 수 있는데, 여기에서 제 1 권선 경로와 제 2 권선 경로는 그 단부들 사이에서 각각 연속적이다. 제 1 권선 경로와 제 2 권선 경로 각각은 중심 축 둘레에 배치되어 있는 복수의 권선 구역들, 및 권선 구역들 사이의 교차지점들을 포함할 수 있다. 교차지점들은 2개의 전도성 레이어들 사이에서 제 1 권선 경로와 제 2 권선 경로의 분리를 유지하기 위해서, 권선 구역들을 가교하는 커넥터, 및 밸런 변압기의 2개의 전도성 레이어들을 가교하는 바이어를 사용하여 형성될 수 있다.
블록(2104)에 나타나 있는 바와 같이, 방법(2100)은, 각각의 제 1 권선 경로와 제 2 권선 경로를 합성 패턴의 내부 쪽으로 권선하고 나서, 각각의 제 1 권선 경로와 제 2 권선 경로를 합성 패턴의 외부 쪽으로 권선하는 단계를 포함할 수 있다.
블록(2106)에 나타나 있는 바와 같이, 방법(2100)은, 제 2 권선 경로를 n개의 하위 경로들로 분할하는 단계로서, 여기에서 n > 1이어서, 제 2 권선 경로의 권선 구역들의 최종 개수는 제 1 권선 경로의 권선 구역들의 최종 개수보다 n배 만큼 더 많은, 단계를 포함할 수 있다.
블록(2108)에 나타나 있는 바와 같이, 방법(2100)은 권선 경로들의 단부들을 접속시키는 단계를 포함할 수 있다. 특히, 제 2 권선 경로의 단부들은 그 하위 경로들 중 최외측 하위 경로에 접속될 수 있다. 또한, 제 1 권선 경로의 단부들은 밸런 변압기의 2개의 전도성 레이어들 중 하나에서 제 1 권선 경로의 최외측 권선 구역에 접속될 수 있다.
블록(2110)에 나타나 있는 바와 같이, 방법(2100)은, 제 2 권선 경로가 제 2 권선 경로의 단부들 사이에서 연속적인 상태에 있도록, 최외측 하위 경로에 인접한 하나 이상의 하위 경로들의 단부들을 서로에 대해 접속시키는 단계를 포함할 수 있다.
블록(2112)에 나타나 있는 바와 같이, 방법(2100)은 밸런 변압기의 2개의 전도성 레이어들 중 하나를 통해 최외측 하위 경로에 인접해 있는 하위 경로에 센터 탭을 접속시키는 단계를 포함할 수 있다.
블록(2114)에 나타나 있는 바와 같이, 방법(2100)은 밸런 변압기의 2개의 전도성 레이어들을 가교하는 바이어를 사용하여 하나 이상의 커넥터들을 접속시키는 단계를 포함할 수 있다.
블록(2116)에 나타나 있는 바와 같이, 방법(2100)은, 제 1 권선 경로를 따라가는 제 1 권선부를 밸런 변압기의 하나 이상의 제 1 금속 레이어와 제 2 금속 레이어 안에 형성하는 단계, 및 제 2 권선 경로를 따라가는 제 2 권선부를 밸런 변압기의 하나 이상의 제 1 금속 레이어와 제 2 금속 레이어 안에 형성하는 단계를 포함할 수 있는데, 여기에서 각각의 제 1 권선부와 제 2 권선부는 밸런 변압기에 독립적인 전기 전도성 경로들을 형성한다.
본 명세서에 기술되어 있는 밸런 변압기들 중 일부는, (ⅰ) 권선 경로들을 배치결정하는 단계, (ⅱ) 하나 이상의 권선 경로들을 하위 권선부들로 분할하는 단계, 및 (ⅲ) 권선 경로들을 따라가는 하나 이상의 금속 레이어들 내부에 전도성 권선부들을 형성하는 단계에 의해 설계되지만, 이를 대신하거나 마찬가지로 밸런 변압기를 설계하거나 형성하기 위하여 다른 기법들이 가능하다. 예를 들어, 밸런 변압기는 기판 상의 하나 이상의 금속 레이어들 내부에 권선부들을 기술되어 있는 패턴으로 즉각 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 밸런 변압기는 기판 상에서 서로에 대해 동일 평면에 배치되어 있는 제 1 금속 레이어와 제 2 금속 레이어 뿐만 아니라, 하나 이상의 제 1 금속 레이어와 제 2 금속 레이어 안에 형성되어 있는 제 1 권선부와 제 2 권선부를 포함할 수 있다.
제 1 권선부는 그 제 1 단부와 제 2 단부 사이의 제 1 전기 전도성 경로를 따라갈 수 있다. 제 1 권선부는 밸런 변압기의 중심 축 둘레에 각각 배치되어 있는 복수의 제 1 권선 구역들, 및 복수의 제 1 커넥터들을 포함할 수 있는데, 여기에서 복수의 제 1 커넥터들 각각은 인접한 제 1 권선 구역들을 접합시켜서, 제 1 전기 전도성 경로는 제 1 단부와 제 2 단부 사이에서 연속적이다.
제 2 권선부는 위에서 상술된 바와 같이 하나 이상의 제 1 금속 레이어와 제 2 금속 레이어 안에 형성될 수 있는데, 여기에서 제 2 권선부는 그 제 3 단부와 제 4 단부 사이에서 제 2 전기 전도성 경로를 따라간다. 제 2 전기 전도성 경로는 제 1 전기 전도성 경로와 적어도 부분적으로 교직되어 있을 수 있지만 제 1 전기 전도성 경로로부터 독립적일 수 있다. 제 2 권선부는 중심 축 둘레에 각각 배치되어 있는 복수의 제 2 권선 구역들을 포함할 수 있는데, 여기에서 복수의 제 2 권선 구역들의 개수는 복수의 제 1 권선 구역들의 개수보다 많다. 제 2 권선부는 또한 복수의 제 2 커넥터들을 포함할 수 있는데, 여기에서 복수의 제 2 커넥터들 각각은 인접한 제 2 권선 구역들을 접합시켜서, 제 2 전기 전도성 경로는 제 3 단부와 제 4 단부 사이에서 연속적이다. 나아가, 제 1 전기 전도성 경로와 제 2 전기 전도성 경로는 밸런 변압기의 중심 축과 교차하는 축에 대하여 실질적으로 대칭적인 합성 패턴을 형성할 수 있다.
밸런 변압기는 또한 제 1 금속 레이어나 제 2 금속 레이어 중 어느 하나 안에 배치되어 있는 센터 탭을 포함할 수 있다. 센터 탭은, 밸런 변압기의 적어도 한쪽 측면을 따라 어떤 커넥터들도 포함하지 않으면서 최외측 제 2 권선 구역에 인접해 있는 제 2 권선 구역에 접속될 수 있다.
특정 구현예들에서, 밸런 변압기는 그 이상도 그 이하도 아닌 단 2개의 금속 레이어를 포함한다. 따라서, 밸런 변압기는 기판 상에서 서로에 대해 동일 평면에 배치되어 있는 제 1 금속 레이어와 제 2 금속 레이어로 이루어진 금속 레이어들을 기판 상에 포함할 수 있다.
본 명세서에 기술되어 있는 밸런 변압기들은 본 명세서에서 언급되는 어떠한 목적으로든 사용될 수 있고, 또는 이와 달리 당해 기술분야에 알려져 있을 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 기술되어 있는 밸런 변압기들은 무선 라디오 및 이와 유사한 것을 위하여 사용될 수 있다.
상기 시스템, 장치, 방법, 공정 및 이와 유사한 것은 특정 적용처에 적합한 하드웨어, 소프트웨어 또는 임의의 이들의 조합으로 실현될 수 있다. 하드웨어는 범용 컴퓨터 및/또는 전용 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다. 이는 내부 및/또는 외부 메모리와 더불어, 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 매립형 마이크로컨트롤러, 프로그램가능 디지털 신호 프로세서나 다른 프로그램가능 장치들 또는 처리 회로에서의 실현을 포함한다. 이는 이를 대신하거나 마찬가지로 하나 이상의 응용 주문형 집적 회로, 프로그램가능 게이트 어레이, 프로그램가능 어레이 로직 구성요소나 임의의 다른 장치, 또는 전자 신호들을 처리하도록 구성될 수 있는 장치들을 포함할 수 있다. 나아가, 상술된 장치나 공정의 실현이 C와 같은 구조적 프로그래밍 언어, C++과 같은 객체 지향 프로그래밍 언어, 또는 위 장치들 중 하나에서 실행되도록 저장되거나 편집되거나 해석될 수 있는 임의의 다른 고급 또는 저급 프로그래밍 언어(어셈블리 언어, 하드웨어 기술 언어 및 데이터베이스 프로그래밍 언어와 기술을 포함함)를 이용하여 생성되는 컴퓨터 실행가능 코드 뿐만 아니라, 프로세서들의 이종간 조합들, 프로세서 아키텍처, 또는 상이한 하드웨어와 소프트웨어의 조합들을 포함할 수 있다는 점을 알 수 있를 것이다. 다른 구현예에서, 방법은 그 단계들을 수행하는 시스템들에서 구체화될 수 있고, 수많은 방식으로 장치들에 걸쳐 분포되어 있을 수 있다. 이와 동시에, 처리과정은 상술된 다양한 시스템들과 같은 장치들에 걸쳐 분포되어 있을 수 있고, 또는 모든 기능성은 전용 자립형 장치나 다른 하드웨어에 집적되어 있을 수 있다. 다른 구현예에서, 상술된 공정들과 관련된 단계들을 수행하기 위한 수단은 상술된 하드웨어 및/또는 소프트웨어 중 어느 것이라도 포함할 수 있다. 모든 이러한 순열과 조합은 본 발명의 범위 내에 있도록 의도되어 있다.
본 명세서에 기술되어 있는 실시예들은, 하나 이상의 컴퓨팅 장치 상에서 실행될 때 그 단계들 중 일부 및/또는 전부를 수행하는 컴퓨터 실행가능 코드나 컴퓨터 이용가능 코드를 구비하는 컴퓨터 프로그램 제품을 포함할 수 있다. 코드는 프로그램이 거기에서 실행되는 메모리(예컨대 프로세서와 관련된 랜덤 액세스 메모리)일 수 있는 컴퓨터 메모리 안에, 또는 디스크 드라이브, 플래시 메모리 또는 임의의 다른 광학 장치, 전자기 장치, 자기 장치, 적외선 장치나 다른 장치, 또는 이러한 장치들의 조합과 같은 저장 장치 안에 비일시적인 형식으로 저장될 수 있다. 다른 구현예에서, 상술된 시스템들과 방법들 중 어떤 것은 컴퓨터 실행가능 코드 및/또는 컴퓨터 실행가능 코드로부터의 임의의 입력이나 출력을 운반하는 임의의 적합한 전송 또는 전파 매체에서 구현될 수 있다.
상술된 장치, 시스템 및 방법이 제한사항이 아니라 예시로써 설명되어 있다는 점을 알 수 있을 것이다. 이와 반대되는 명백한 지시가 없는 한, 개시된 단계들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 수정되거나, 보충되거나, 생략되거나 그리고/또는 재정리될 수 있다. 많은 변형, 추가, 생략 및 다른 수정이 당해 기술분야에서의 통상의 기술자에게는 자명할 것이다. 추가로, 위 상세한 설명과 도면에 있는 방법 단계들의 존재나 순서는, 특정 순서가 명백하게 요구되거나 이와 달리 문맥상 명확하지 않는 한, 인용되는 단계들을 수행하는 이러한 순서를 필요로 하는 것으로 의도되어 있는 것은 아니다.
본 명세서에 기술되어 있는 구현예들의 방법 단계들은 이러한 방법 단계들이 수행되게 하는 임의의 적합한 방법을 포함하도록 의도되어 있고, 다른 의미가 명백하게 제공되어 있거나 이와 달리 문맥상 명확하지 않는 한, 다음에 오는 청구범위의 특허가능성과 모순이 없다. 그래서, 예컨대 X 단계를 수행한다는 것은, 원격 사용자, 원격 처리 수단(예컨대 서버나 클라우드 컴퓨터)과 같은 다른 당사자나 기계가 X 단계를 수행하게 하는 임의의 적합한 방법을 포함할 수 있다. 이와 유사하게, 단계들 X, Y 및 Z를 수행한다는 것은, 이러한 단계들의 이점을 얻기 위해서 단계들 X, Y 및 Z를 수행하도록 이러한 다른 개인이나 수단에 관한 임의의 조합을 제어하거나 명령하는 임의의 방법을 포함할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 기술되어 있는 구현예들의 방법 단계들은 하나 이상의 다른 당사자나 개체가 단계들을 수행하게 하는 임의의 적합한 방법을 포함하도록 의도되어 있고, 다른 의미가 명백하게 제공되어 있거나 이와 달리 문맥상 명확하지 않는 한, 다음에 오는 청구범위의 특허가능성과 모순이 없다. 이러한 당사자나 개체는 임의의 다른 당사자나 개체의 제어나 명령 하에 있지 않아도 되고, 특정 관할권 내에 위치되어 있지 않아도 된다.
나아가, 위 방법들이 예시로써 제공되어 있다는 점을 알 수 있을 것이다. 이와 반대되는 명백한 지시가 없는 한, 개시된 단계들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 수정되거나 보충되거나 생략되거나 그리고/또는 재정리될 수 있다.
상술된 방법들과 시스템들이 제한사항이 아니라 예시로써 설명되어 있다는 점을 알 수 있을 것이다. 많은 변형, 추가, 생략 및 다른 수정은 당해 기술분야에서의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 추가로, 위 상세한 설명과 도면에 있는 방법 단계들의 존재나 순서는, 특정 순서가 명백하게 요구되거나 이와 달리 문맥상 명확하지 않는 한, 인용되는 단계들을 수행하는 이러한 순서를 필요로 하는 것으로 의도되어 있는 것은 아니다. 따라서, 특정 실시예들이 기술되어 나타나 있지만, 형태와 세부사항에서의 다양한 변화와 수정이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 본 명세서에서 행해질 수 있어서 법에 의해 허용가능한 최광의의 의미로 해석될 다음에 오는 청구범위에 의해 정의되는 바와 같이 본 발명의 일부를 형성하도록 의도되어 있다는 점은 당해 기술분야에서의 통상의 기술자에게 자명할 것이다.
본 명세서에 상세하게 기술되어 있는 다양한 대표적인 실시예들은 제한사항으로써가 아니라 예시로써 나타나 있다. 첨부의 청구범위의 범위 내에 있는 균등한 실시예들을 초래하도록 기술된 실시예들의 세부사항과 형태로 다양한 변화들이 행해질 수 있다는 점은 당해 기술분야에서의 통상의 기술자라면 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 특징들과 실시예들은 다음에 오는 넘버링되어 있는 항목들에 잘 나타나 있다.
1. 평형 불평형 (밸런) 변압기로서, 상기 밸런 변압기는:
기판 상에서 서로에 대해 동일 평면에 배치되어 있는 제 1 금속 레이어와 제 2 금속 레이어;
제 1 단부와 제 2 단부 사이에 형성되어 있는 제 1 권선 경로로서, 상기 제 1 권선 경로는:
밸런 변압기의 중심 축 둘레에 각각 배치되어 있는 복수의 제 1 권선 구역들; 및
복수의 제 1 커넥터들로서, 상기 복수의 제 1 커넥터들 각각은 인접한 제 1 권선 구역들을 접합시켜서 제 1 권선 경로가 제 1 단부와 제 2 단부 사이에서 연속적인, 복수의 제 1 커넥터들;을 구비하는, 제 1 권선 경로;
제 3 단부와 제 4 단부 사이에 형성되어 있는 제 2 권선 경로로서, 상기 제 2 권선 경로는 제 1 권선 경로와 적어도 부분적으로 교직되어 있지만 제 1 권선 경로로부터 독립적이고, 상기 제 2 권선 경로는:
중심 축 둘레에 각각 배치되어 있는 복수의 제 2 권선 구역들; 및
복수의 제 2 커넥터들로서, 상기 복수의 제 2 커넥터들 각각은 인접한 제 2 권선 구역들을 접합시켜서 제 2 권선 경로는 제 3 단부와 제 4 단부 사이에서 연속적이고, 상기 제 1 권선 경로와 상기 제 2 권선 경로는 중심 축과 교차하는 축에 대하여 실질적으로 대칭적인 합성 패턴을 형성하는, 복수의 제 2 커넥터들;을 구비하는, 제 2 권선 경로;
하나 이상의 제 1 금속 레이어와 제 2 금속 레이어 안에 형성되어 있는 제 1 권선부로서, 상기 제 1 권선부는 상기 제 1 권선 경로를 따라가는, 제 1 권선부; 및
하나 이상의 제 1 금속 레이어와 제 2 금속 레이어 안에 형성되어 있는 제 2 권선부로서, 상기 제 2 권선부는 제 2 권선 경로를 따라가고, 상기 제 2 권선부는 n개의 하위 권선부들을 구비하는데, 여기에서 n > 1이어서, 제 2 권선부의 제 2 권선 구역들의 최종 개수는 제 1 권선부의 제 1 권선 구역들의 최종 개수보다 n배 만큼 더 많은, 제 2 권선부;
를 구비하는 밸런 변압기.
2. 항목 1에 있어서, 제 1 금속 레이어나 제 2 금속 레이어 중 어느 하나 안에 형성되어 있는 센터 탭을 더 구비하는 밸런 변압기.
3. 항목 2에 있어서, 센터 탭은 최외측 제 2 권선 구역에 인접해 있는 제 2 권선 구역에 접속되어 있는 밸런 변압기.
4. 항목 1에 있어서, 최외측 제 2 권선 구역에 인접해 있는 하나 이상의 제 2 권선 구역들은 밸런 변압기의 적어도 한쪽 측면을 따라 제 2 커넥터가 결여되어 있어서, 제 2 권선부는 제 3 단부와 제 4 단부 사이에서 연속적인 전기 전도성 경로를 형성하는 밸런 변압기.
5. 항목 1에 있어서, 제 1 권선 경로와 제 2 권선 경로 각각은 최종 패턴의 내부에 권선되고 나서 최종 패턴의 외부에 권선되는 밸런 변압기.
6. 항목 1에 있어서, 복수의 제 1 커넥터들과 제 2 커넥터들 각각은 상이한 금속 레이어들 안에서 제 1 커넥터나 제 2 커넥터 중 다른 하나를 가로질러서, 커넥터들은 이러한 교차지점들에서 떨어져 있는 밸런 변압기.
7. 항목 6에 있어서, 하나 이상의 제 1 권선부와 제 2 권선부에 접속되어 있는 바이어를 더 구비하고, 상기 바이어는 금속 레이어들 사이에 가교를 형성해서, 커넥터들이 교차지점을 형성할 때 커넥터들이 상이한 금속 레이어 안에 배치되는 밸런 변압기.
8. 항목 1에 있어서, 밸런 변압기는 단 2개의 금속 레이어만을 포함하는 밸런 변압기.
9. 항목 1에 있어서, 대다수의 각각의 제 1 권선부와 제 2 권선부는 제 1 금속 레이어 안에 형성되어 있고, 커넥터들의 적어도 50 퍼센트는 제 2 금속 레이어 안에 형성되어 있는 밸런 변압기.
10. 항목 1에 있어서, 제 1 권선부는 1차 컨덕터이고,제 2 권선부는 밸런 변압기 안에 있는 2차 컨덕터인 밸런 변압기.
11. 항목 1에 있어서, 제 1 단부와 제 2 단부는 최외측 제 1 권선 구역에 접속되어 있고, 제 3 단부와 제 4 단부는 최외측 제 2 권선 구역에 접속되어 있는 밸런 변압기.
12. 항목 1에 있어서, 제 1 단부와 제 2 단부는 제 3 단부와 제 4 단부의 반대쪽에 배치되어 있는 밸런 변압기.
13. 항목 1에 있어서, n은 짝수인 밸런 변압기.
14. 항목 1에 있어서, 하나 이상의 제 1 권선 구역들과 제 2 권선 구역들은 다각형의 형상을 가지는 밸런 변압기.
15. 항목 1에 있어서, 하나 이상의 제 1 권선부와 제 2 권선부는 테이퍼형인 밸런 변압기.
16. 평형 불평형 (밸런) 변압기를 만드는 방법으로서, 상기 방법은:
밸런 변압기의 중심 축과 교차하는 축에 대하여 실질적으로 대칭적인 합성 패턴을 형성하기 위해서 제 1 권선 경로와 제 2 권선 경로를 교직시키는 단계로서, 제 1 권선 경로와 제 2 권선 경로는 그 단부들 사이에서 각각 연속적이고, 제 1 권선 경로와 제 2 권선 경로 각각은 중심 축 둘레에 배치되어 있는 복수의 권선 구역들, 및 권선 구역들 사이의 교차지점들을 구비하고, 교차지점들은 2개의 전도성 레이어들 사이에서 제 1 권선 경로와 제 2 권선 경로의 분리를 유지하기 위해서 밸런 변압기의 2개의 전도성 레이어들을 가교하는 커넥터를 사용하여 형성되는, 단계;
제 2 권선 경로를 n개의 하위 경로들로 분할하는 단계로서, 여기에서 n > 1이어서, 제 2 권선 경로의 권선 구역들의 최종 개수는 제 1 권선 경로의 권선 구역들의 최종 개수보다 n배 만큼 더 많고, 제 2 권선 경로의 단부들은 그 하위 경로들 중 최외측 하위 경로에 접속되어 있는, 단계; 및
제 2 권선 경로가 제 2 권선 경로의 단부들 사이에서 연속적인 상태에 있도록, 최외측 하위 경로에 인접한 하나 이상의 하위 경로들의 단부들을 서로에 대해 접속시키는 단계;
를 구비하는 방법.
17. 항목 16에 있어서, 제 1 권선 경로를 따라가는 제 1 권선부를 밸런 변압기의 하나 이상의 제 1 금속 레이어와 제 2 금속 레이어 안에 형성하는 단계, 및 제 2 권선 경로를 따라가는 제 2 권선부를 밸런 변압기의 하나 이상의 제 1 금속 레이어와 제 2 금속 레이어 안에 형성하는 단계를 추가로 구비하고, 제 1 권선부와 제 2 권선부 각각은 밸런 변압기에 독립적인 전기 전도성 경로들을 형성하는 방법.
18. 항목 16에 있어서, 2개의 전도성 레이어들 중 하나를 통해 최외측 하위 경로에 인접해 있는 하위 경로에 센터 탭을 접속시키는 단계를 추가로 구비하는 방법.
19. 평형 불평형 (밸런) 변압기를 만드는 방법으로서, 상기 방법은:
복수의 형상부들을 중심 축 둘레에서 서로 실질적으로 동심형으로 배열하는 단계;
복수의 측면 상에 있는 형상부들 각각의 중간구간들을 제거하는 단계;
제 1 단부와 제 2 단부 사이에서 연속적인 제 1 권선 경로를 형성하기 위해서 인접한 형상부들의 중간구간 단부들을 접속시키는 단계로서, 상기 제 1 권선 경로는 최외측 형상부 쪽으로부터 최내측 형상부 쪽으로 그리고 역방향으로 횡단하고, 여기에서 제 1 단부 쪽으로부터 제 1 방향으로 횡단할 때에는:
최내측 형상부가 도달될 때까지, 제 1 방향에 따라 도달되어 있는 각각의 중간구간 단부가 인접한 형상부 상에서 마주하는 중간구간 단부에 접속되고;
접속부가 최내측 형상부의 중간구간을 가로질러 형성되고; 그리고
접속부가 최내측 형상부의 중간구간을 가로지른 후 제 1 방향으로 계속해서 횡단할 때에는, 제 2 단부로 이어지도록 최외측 형상부가 도달될 때까지, 제 1 방향을 따라 도달되어 있는 각각의 중간구간 단부가 인접한 형상부 상에서 마주하는 중간구간 단부에 접속되는; 단계;
제 1 측면의 반대쪽에 있는 최외측 형상부의 제 2 측면 상에 있는 제 3 단부와 제 4 단부 사이에서 연속적인 제 2 권선 경로를 형성하기 위해서 인접한 형상부들의 중간구간 단부들을 접속시키는 단계로서, 상기 제 2 권선 경로는 최외측 형상부 쪽으로부터 최내측 형상부 쪽으로 그리고 역방향으로 횡단하고, 여기에서 제 2 권선 경로는 제 1 권선 경로에 대해 대칭적인, 단계;
제 2 권선 경로를 n개의 하위 경로들로 분할하는 단계로서, 여기에서 n > 1이어서, 제 2 권선 경로의 권선 구역들의 최종 개수는 제 1 권선 경로의 권선 구역들의 최종 개수보다 n배 만큼 더 많은, 단계; 및
제 2 권선 경로가 제 3 단부와 제 4 단부 사이에서 연속적인 상태에 있도록, 제 2 측면 상에서 최외측 형상부에 인접해 있는 하나 이상의 하위 경로들의 단부들을 접속시키는 단계;
를 구비하는 방법.
20. 항목 19에 있어서, 중간구간들의 복수의 접속부들은 중간구간들의 다른 접속부를 가로지르지만, 밸런 변압기의 상이한 전도성 레이어 안에 제공됨으로써 떨어져 있는 방법.
Claims (20)
- 평형 불평형 (밸런) 변압기로서, 상기 밸런 변압기는:
기판 상에서 서로에 대해 동일 평면에 배치되어 있는 제 1 금속 레이어와 제 2 금속 레이어;
제 1 단부와 제 2 단부 사이에 형성되어 있는 제 1 권선 경로로서, 상기 제 1 권선 경로는:
밸런 변압기의 중심 축 둘레에 각각 배치되어 있는 복수의 제 1 권선 구역들; 및
복수의 제 1 커넥터들로서, 상기 복수의 제 1 커넥터들 각각은 인접한 제 1 권선 구역들을 접합시켜서 제 1 권선 경로가 제 1 단부와 제 2 단부 사이에서 연속적인, 복수의 제 1 커넥터들;을 구비하는, 제 1 권선 경로;
제 3 단부와 제 4 단부 사이에 형성되어 있는 제 2 권선 경로로서, 상기 제 2 권선 경로는 제 1 권선 경로와 적어도 부분적으로 교직되어 있지만 제 1 권선 경로로부터 독립적이고, 상기 제 2 권선 경로는:
중심 축 둘레에 각각 배치되어 있는 복수의 제 2 권선 구역들; 및
복수의 제 2 커넥터들로서, 상기 복수의 제 2 커넥터들 각각은 인접한 제 2 권선 구역들을 접합시켜서 제 2 권선 경로는 제 3 단부와 제 4 단부 사이에서 연속적이고, 상기 제 1 권선 경로와 상기 제 2 권선 경로는 중심 축과 교차하는 축에 대하여 실질적으로 대칭적인 합성 패턴을 형성하는, 복수의 제 2 커넥터들;을 구비하는, 제 2 권선 경로;
하나 이상의 제 1 금속 레이어와 제 2 금속 레이어 안에 형성되어 있는 제 1 권선부로서, 상기 제 1 권선부는 상기 제 1 권선 경로를 따라가는, 제 1 권선부; 및
하나 이상의 제 1 금속 레이어와 제 2 금속 레이어 안에 형성되어 있는 제 2 권선부로서, 상기 제 2 권선부는 제 2 권선 경로를 따라가고, 상기 제 2 권선부는 n개의 하위 권선부들을 구비하는데, 여기에서 n > 1이어서, 제 2 권선부의 제 2 권선 구역들의 최종 개수는 제 1 권선부의 제 1 권선 구역들의 최종 개수보다 n배 만큼 더 많은, 제 2 권선부;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 밸런 변압기. - 제 1 항에 있어서,
제 1 금속 레이어나 제 2 금속 레이어 중 어느 하나 안에 형성되어 있는 센터 탭을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 밸런 변압기. - 제 2 항에 있어서,
센터 탭은 최외측 제 2 권선 구역에 인접해 있는 제 2 권선 구역에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 밸런 변압기. - 제 1 항에 있어서,
최외측 제 2 권선 구역에 인접해 있는 하나 이상의 제 2 권선 구역들은 밸런 변압기의 적어도 한쪽 측면을 따라 제 2 커넥터가 결여되어 있어서, 제 2 권선부는 제 3 단부와 제 4 단부 사이에서 연속적인 전기 전도성 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 밸런 변압기. - 제 1 항에 있어서,
제 1 권선 경로와 제 2 권선 경로 각각은 최종 패턴의 내부에 권선되고 나서 최종 패턴의 외부에 권선되는 것을 특징으로 하는 밸런 변압기. - 제 1 항에 있어서,
복수의 제 1 커넥터들과 제 2 커넥터들 각각은 상이한 금속 레이어들 안에서 제 1 커넥터나 제 2 커넥터 중 다른 하나를 가로질러서, 커넥터들은 이러한 교차지점들에서 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 밸런 변압기. - 제 6 항에 있어서,
하나 이상의 제 1 권선부와 제 2 권선부에 접속되어 있는 바이어를 더 구비하고, 상기 바이어는 금속 레이어들 사이에 가교를 형성해서, 커넥터들이 교차지점을 형성할 때 커넥터들이 상이한 금속 레이어 안에 배치되는 것을 특징으로 하는 밸런 변압기. - 제 1 항에 있어서,
밸런 변압기는 단 2개의 금속 레이어만을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸런 변압기. - 제 1 항에 있어서,
대다수의 각각의 제 1 권선부와 제 2 권선부는 제 1 금속 레이어 안에 형성되어 있고,
커넥터들의 적어도 50 퍼센트는 제 2 금속 레이어 안에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸런 변압기. - 제 1 항에 있어서,
제 1 권선부는 1차 컨덕터이고,제 2 권선부는 밸런 변압기 안에 있는 2차 컨덕터인 것을 특징으로 하는 밸런 변압기. - 제 1 항에 있어서,
제 1 단부와 제 2 단부는 최외측 제 1 권선 구역에 접속되어 있고,
제 3 단부와 제 4 단부는 최외측 제 2 권선 구역에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 밸런 변압기. - 제 1 항에 있어서,
제 1 단부와 제 2 단부는 제 3 단부와 제 4 단부의 반대쪽에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 밸런 변압기. - 제 1 항에 있어서,
n은 짝수인 것을 특징으로 하는 밸런 변압기. - 제 1 항에 있어서,
하나 이상의 제 1 권선 구역들과 제 2 권선 구역들은 다각형의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 밸런 변압기. - 제 1 항에 있어서,
하나 이상의 제 1 권선부와 제 2 권선부는 테이퍼형인 것을 특징으로 하는 밸런 변압기. - 평형 불평형 (밸런) 변압기를 만드는 방법으로서, 상기 방법은:
밸런 변압기의 중심 축과 교차하는 축에 대하여 실질적으로 대칭적인 합성 패턴을 형성하기 위해서 제 1 권선 경로와 제 2 권선 경로를 교직시키는 단계로서, 제 1 권선 경로와 제 2 권선 경로는 그 단부들 사이에서 각각 연속적이고, 제 1 권선 경로와 제 2 권선 경로 각각은 중심 축 둘레에 배치되어 있는 복수의 권선 구역들, 및 권선 구역들 사이의 교차지점들을 구비하고, 교차지점들은 2개의 전도성 레이어들 사이에서 제 1 권선 경로와 제 2 권선 경로의 분리를 유지하기 위해서 밸런 변압기의 2개의 전도성 레이어들을 가교하는 커넥터를 사용하여 형성되는, 단계;
제 2 권선 경로를 n개의 하위 경로들로 분할하는 단계로서, 여기에서 n > 1이어서, 제 2 권선 경로의 권선 구역들의 최종 개수는 제 1 권선 경로의 권선 구역들의 최종 개수보다 n배 만큼 더 많고, 제 2 권선 경로의 단부들은 그 하위 경로들 중 최외측 하위 경로에 접속되어 있는, 단계; 및
제 2 권선 경로가 제 2 권선 경로의 단부들 사이에서 연속적인 상태에 있도록, 최외측 하위 경로에 인접한 하나 이상의 하위 경로들의 단부들을 서로에 대해 접속시키는 단계;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 16 항에 있어서,
제 1 권선 경로를 따라가는 제 1 권선부를 밸런 변압기의 하나 이상의 제 1 금속 레이어와 제 2 금속 레이어 안에 형성하는 단계, 및 제 2 권선 경로를 따라가는 제 2 권선부를 밸런 변압기의 하나 이상의 제 1 금속 레이어와 제 2 금속 레이어 안에 형성하는 단계를 추가로 구비하고,
제 1 권선부와 제 2 권선부 각각은 밸런 변압기에 독립적인 전기 전도성 경로들을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 16 항에 있어서,
2개의 전도성 레이어들 중 하나를 통해 최외측 하위 경로에 인접해 있는 하위 경로에 센터 탭을 접속시키는 단계를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 방법. - 평형 불평형 (밸런) 변압기를 만드는 방법으로서, 상기 방법은:
복수의 형상부들을 중심 축 둘레에서 서로 실질적으로 동심형으로 배열하는 단계;
복수의 측면 상에 있는 형상부들 각각의 중간구간들을 제거하는 단계;
제 1 단부와 제 2 단부 사이에서 연속적인 제 1 권선 경로를 형성하기 위해서 인접한 형상부들의 중간구간 단부들을 접속시키는 단계로서, 상기 제 1 권선 경로는 최외측 형상부 쪽으로부터 최내측 형상부 쪽으로 그리고 역방향으로 횡단하고, 여기에서 제 1 단부 쪽으로부터 제 1 방향으로 횡단할 때에는:
최내측 형상부가 도달될 때까지, 제 1 방향에 따라 도달되어 있는 각각의 중간구간 단부가 인접한 형상부 상에서 마주하는 중간구간 단부에 접속되고;
접속부가 최내측 형상부의 중간구간을 가로질러 형성되고; 그리고
접속부가 최내측 형상부의 중간구간을 가로지른 후 제 1 방향으로 계속해서 횡단할 때에는, 제 2 단부로 이어지도록 최외측 형상부가 도달될 때까지, 제 1 방향을 따라 도달되어 있는 각각의 중간구간 단부가 인접한 형상부 상에서 마주하는 중간구간 단부에 접속되는; 단계;
제 1 측면의 반대쪽에 있는 최외측 형상부의 제 2 측면 상에 있는 제 3 단부와 제 4 단부 사이에서 연속적인 제 2 권선 경로를 형성하기 위해서 인접한 형상부들의 중간구간 단부들을 접속시키는 단계로서, 상기 제 2 권선 경로는 최외측 형상부 쪽으로부터 최내측 형상부 쪽으로 그리고 역방향으로 횡단하고, 여기에서 제 2 권선 경로는 제 1 권선 경로에 대해 대칭적인, 단계;
제 2 권선 경로를 n개의 하위 경로들로 분할하는 단계로서, 여기에서 n > 1이어서, 제 2 권선 경로의 권선 구역들의 최종 개수는 제 1 권선 경로의 권선 구역들의 최종 개수보다 n배 만큼 더 많은, 단계; 및
제 2 권선 경로가 제 3 단부와 제 4 단부 사이에서 연속적인 상태에 있도록, 제 2 측면 상에서 최외측 형상부에 인접해 있는 하나 이상의 하위 경로들의 단부들을 접속시키는 단계;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 19 항에 있어서,
중간구간들의 복수의 접속부들은 중간구간들의 다른 접속부를 가로지르지만, 밸런 변압기의 상이한 전도성 레이어 안에 제공됨으로써 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 방법.
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20221213 Patent event code: PE09021S01D |
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Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20230227 |
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