$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

[국내논문] 트랜스포머의 자가공진 특성을 이용한 고전압 트랜스포머 설계
High Voltage Transformer Design using Self-Resonant Characteristics of Transformer 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.18 no.1, 2014년, pp.31 - 36  

이승환 (Dept. of Electronics Engineering, Pusan National University) ,  조대권 (Research & development team, Sangyoung RND)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 논문에서는 트랜스포머의 자가공진 특성에 대하여 분석하였으며, 부유용량과 권선량, 권선비에 따른 변화관계를 수식으로 정리하였다. 일반적으로 트랜스포머에서의 부유용량은 제작과 관련하여 불요인자로 간주되나, 모든 트랜스포머에서 내재하는 특성을 갖는다. 특히 고역의 구동 주파수에서는 해당 특성이 확연하게 나타남은 주지의 사실이며, 자기적 요소와 결합하여 특정주파수에서 공진형상을 유발한다. 출력이득 값이 높아야 하는 소형 고전압기기, 특히 의료용 응용전기기의 경우 트랜스포머의 자가공진 특성을 이용하면 트랜스포머 및 회로의 사이즈를 줄임과 동시에 시스템의 경량화가 가능하여 추가적 설계 기법으로 제안한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, self-resonant characteristics of transformers were analyzed in accordance with changes of characteristics regarding to the stray capacitance, the volume of winding and the winding ratio were organized by formulas. Generally, the stray capacitance is considered as an unnecessary factor...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 반면에 RF분야 또는 이들 대역을 이용하는 고주파 응용기기에서는 기생용량을 활용하여 시스템을 설계 시 유용한 인자로 작용하며[1], 실재 고역필터 설계 시에는 부유용량을 결정하는 설계기술이 매우 중요한 역할[3]을 한다. 따라서 금번 연구는 고전압트랜스 포머를 설계함에 부유용량을 이용한 설계 기법을 통하여 수백kHz 이상의 고역에서 작동 가능한 자가공진형 트랜스포머의 설계 기법을 활용할 수 있도록 함에 목적이 있다.
  • 특히, 수백~수kV의 비교적 높은 전압을 이용하는 의료기 분야에서는 높은 권선비의 고전압트랜스포머를 사용하거나, 직렬공진회로를 추가적으로 응용하여 높은 출력전압을 얻고 있다. 본 논문에서는 200kHz~1MHz 주파수 대역에서 100~5kV의 펄스 출력전압을 필요로 하는 의료기기, 특수조명기기 분야의 다양한 응용[1]에 적용될 수 있는 고전압 트랜스포머의 설계 방법을 소개하며, 이를 구현하기 위해서 트랜스포머의 자가공진(self resonance) 특성을 이용하여 고전압 출력을 얻는 것에 중점을 두고 연구하였다. 종래의 관련기술 분야에서 트랜스포머 설계 시 불요인자로 간주한 기생성분인 부유용량(Stray capacitance)을 적극 활용[2,3]하였으며[4,5], 특히 트랜스포머의 주파수에 대한 공진특성과 기생성분 및 기본 정수간의 상관관계를 분석하였으며 시제품을 제작하여 부하에 대한 주파수별 출력전압의 변화를 측정하였다.

가설 설정

  • 1, 2차 측의 권선량이 결정된 상태에서 코어의 공극변화는 1, 2차 측 인덕턴스에 변화만 가지고 오며, Cst값에는 영향을 미치지 않는다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고역의 구동 주파수에서 자기적 요소와 결합하여 특정주파수에서 어떤 형상을 유발하는가? 일반적으로 트랜스포머에서의 부유용량은 제작과 관련하여 불요인자로 간주되나, 모든 트랜스포머에서 내재하는 특성을 갖는다. 특히 고역의 구동 주파수에서는 해당 특성이 확연하게 나타남은 주지의 사실이며, 자기적 요소와 결합하여 특정주파수에서 공진형상을 유발한다. 출력이득 값이 높아야 하는 소형 고전압기기, 특히 의료용 응용전기기의 경우 트랜스포머의 자가공진 특성을 이용하면 트랜스포머 및 회로의 사이즈를 줄임과 동시에 시스템의 경량화가 가능하여 추가적 설계 기법으로 제안한다.
실재 고역필터 설계 시에 매우 중요한 역할을 하는 것은? 일반적인 전력변환장치에 있어서 부유용량은 기생공진의 발생, 스위칭 시 발생되는 Ringing, Overshoot, 전자파장해요인으로 간주되어 관련분야에서는 불필요인자로 그간 인식되어져 왔다. 반면에 RF분야 또는 이들 대역을 이용하는 고주파 응용기기에서는 기생용량을 활용하여 시스템을 설계 시 유용한 인자로 작용하며[1], 실재 고역필터 설계 시에는 부유용량을 결정하는 설계기술이 매우 중요한 역할[3]을 한다. 따라서 금번 연구는 고전압트랜스 포머를 설계함에 부유용량을 이용한 설계 기법을 통하여 수백kHz 이상의 고역에서 작동 가능한 자가공진형 트랜스포머의 설계 기법을 활용할 수 있도록 함에 목적이 있다.
트랜스포머의 자가공진과 관련한 특성은? ① 1, 2차 측의 권선량이 결정된 상태에서 코어의 공극변화는 1, 2차 측 인덕턴스에 변화만 가지고 오며, Cst값에는 영향을 미치지 않는다. ② 따라서 Cst값은 식 (3)과 같이 코어 공극의 크기와 무관하며 공극에 의하여 변화된 자화 인덕턴스 Lm값에 반비례하여 fsr이 증가한다. ③ 공극에 변화가 없는 상태에서 1차 측의 권선 수 변화는 공진주파수에 영향을 미치지 않으며 Lm값에 변화를 초래하며, Lm의 줄어든 값의 크기만큼 Cst의 증가를 가지고 오는 상반적인 특징을 보인다. 이 때 fsr은 상수로 정의가 가능하며 공진 주파수는 고정이 되는 특성을 가진다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (5)

  1. Jae-Hoon Jeong, Hee-Je Kim, Soo-Won Kim, "Dielectric Heating using High Voltage Generation of Self LC Resonance of Transformer," Jounal of Korean institute of Electrical Engineers, vol. 61, no.12, pp. 1877-1879, 2012 

  2. RJ Kemp, PN Murgatroyd, and NJ Walker, "Self resonance in foil inductor," Electronics Letter, vol.11, no.15, 1975 

  3. Qin Yu, and Thomas W. Holmes, "A study on stray capacitance modeling of inductors by using the finite element method," IEEE transaction on Electromagnetic Compatibility, vol. 43, no. 1, pp. 88-93 2001 

  4. Hangseok Choi, "Design guidelines for quasi-resonant converters using KA5Q-series fairchild power switch," Fairchild Semiconductor, http://www.fairchildsemi.com/AN-4149.pdf, 2005. 

  5. Oh In-Hwan, "Analysis of a Resonant type high voltage Fly-back converter in a CRT horizontal deflection circuit and its high voltage BJT selection guide line," http://www.fairchildsemi.com/an/AN/ AN-9009.pdf, 2000 

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

BRONZE

출판사/학술단체 등이 한시적으로 특별한 프로모션 또는 일정기간 경과 후 접근을 허용하여, 출판사/학술단체 등의 사이트에서 이용 가능한 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로