KR100291895B1 - Electromagnetic wave shielding device of microwave oven - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전자파 차폐장치에 관한 것으로, 특히 전자렌지에서 방출되는 각종 전자파(전기장, 자기장 및 전력밀도)를 그 발생원(즉 트랜스 및 마그네트론)에서 근본적으로 차폐할 수 있는 전자렌지의 전자파 차폐장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic wave shielding device, and more particularly, to an electromagnetic wave shielding device of a microwave oven capable of fundamentally shielding various kinds of electromagnetic waves (electric field, magnetic field and power density) emitted from a microwave oven at its source (ie, transformer and magnetron). will be.
일반적으로, 일상 생활에서 사용하는 전기용품 특히, 고주파를 이용하여 음식물을 가열, 조리하는 전자렌지는 인체에 유해한 많은 전자파를 발생시킨다.In general, electric appliances used in daily life, especially microwave ovens for heating and cooking food using high frequency, generate a lot of electromagnetic waves harmful to the human body.
전자렌지는 제1도에 나타낸 바와 같이, 조리실과 전장실을 구비하고 있으며, 전장실에는 도파관(100), 마그네트론(110) 및 상기 마그네트론에 고전압을 안정적으로 공급해 주는 전원부의 트랜스(120) 등이 설치되어 있다. 이 전원부의 트랜스(120)로부터 마그네트론(110)에 고전압이 공급되어 고주파가 발생되고, 이 고주파가 도파관(100)을 통해 조리실(130)로 유도되어 음식물을 조리하게 된다.As shown in FIG. 1, the microwave oven includes a cooking chamber and an electric chamber. The electric wave chamber includes a
상기와 같은 조리 과정에서 고주파를 발생하는 마그네트론(110) 및 트랜스(120)로부터 각종의 전자파가 발생되는데, 이와 같이 발생되는 전자파는 인체에 유해할 뿐만 아니라 다른 전기, 전자제품에도 나쁜 영향(노이즈 및 소음을 발생시킴)을 주므로 외부로 누설되지 않도록 차폐할 필요가 있다.Various electromagnetic waves are generated from the
종래에는 전자렌지에서 발생되는 저·고주파의 전자파가 외부로 누설되는 것을 방지하기 위하여, 전자렌지의 본체와 도어 사이에 도전성 물질을 삽입하거나 전파 흡수체를 개재시켜 전자파를 차폐시키고 있었다.Conventionally, in order to prevent leakage of low and high frequency electromagnetic waves generated by a microwave oven to the outside, a conductive material is inserted between the main body and the door of the microwave oven or the electromagnetic wave is interposed to shield the electromagnetic waves.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 전자파 차폐장치는, 전자렌지 본체와 도어 사이에 개재되어 있는 도전성 물질 또는 전파 흡수체가 열 또는 본체와 도어 사이에 낀 이물질 등으로 인하여 변형되는 경우 전자파의 외부 누설을 피할 수 없는 등 충분한 차폐를 이룰 수 없다는 문제가 있었다. 더욱이 트랜스로부터 발생되는 저주파의 전자파는 전자렌지의 본체를 이루는 케이스 등을 통과하여 누설되므로 상기한 바와 같은 종래의 전자파 차폐장치는 외부로 누설되는 전자파를 충분히 차폐하기 어렵다.However, the conventional electromagnetic shielding device as described above, when the conductive material or the electromagnetic wave absorber interposed between the microwave oven main body and the door is deformed due to heat or foreign matter caught between the main body and the door, to avoid the external leakage of electromagnetic waves. There was a problem that sufficient shielding could not be achieved. Furthermore, since the low frequency electromagnetic waves generated from the transformer leak through the case forming the main body of the microwave oven, the conventional electromagnetic shielding device as described above does not sufficiently shield the electromagnetic waves leaking to the outside.
본 발명은 상기와 같은 문제를 감안하여 안출한 것으로, 전자렌지의 트랜스에서 발생되는 저주파의 전자파는 물론 마그네트론에서 발생되는 고주파의 전자파(여기서 말하는 전자파란 전기장, 자기장 및 전력밀도를 말함)를 완전히 차폐하여 소멸시킬 수 있는 전자렌지의 전자파 차폐장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and completely shields low-frequency electromagnetic waves generated from a transformer of a microwave oven, as well as high-frequency electromagnetic waves generated from a magnetron (an electromagnetic wave refers to an electric field, a magnetic field, and a power density). It is an object of the present invention to provide an electromagnetic shield of the microwave oven that can be extinguished.
제1도는 전자렌지의 내부 구성을 간략하게 나타내는 일부 절개 사시도.1 is a partial cutaway perspective view briefly showing the internal configuration of the microwave oven.
제2(a)도는 본 발명에 따른 전자파 차폐장치의 구성을 보인 전자렌지의 일부 절개 사시도.Figure 2 (a) is a partially cutaway perspective view of the microwave oven showing the configuration of the electromagnetic shielding apparatus according to the present invention.
제2(b)도는 제2(a)도에서 저주파 전자파의 발생원인 트랜스와 이 트랜스를 둘러싸는 본 발명에 따른 차폐 커버를 나타내는 단면도.FIG. 2 (b) is a cross-sectional view showing a transformer which is a source of low frequency electromagnetic waves in FIG. 2 (a) and a shielding cover according to the present invention surrounding the transformer.
제2(c)도는 제2(b)도에서 본 발명에 따른 차폐 커버를 분리하여 확대한 분해도.FIG. 2 (c) is an exploded view in which the shielding cover according to the present invention is enlarged in FIG. 2 (b).
제2(d)도는 제2(a)도에서 고주파 전자파의 발생원인 마그네트론과 이 전자파의 전송 통로인 도파관 부분을 확대하여 보인 부분 사시도.FIG. 2 (d) is a partial perspective view showing an enlarged view of a magnetron as a source of high frequency electromagnetic waves and a waveguide portion as a transmission path of the electromagnetic waves in FIG.
제3도 내지 제7도는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 도면으로써,3 to 7 are views for explaining the principle of the present invention,
제3(a)도 및 제3(b)도는 실드판에 의한 전자파의 차폐 효과를 나타내는 도면이고,3 (a) and 3 (b) are views showing the shielding effect of the electromagnetic waves by the shield plate,
제4도는 자속 변화에 따른 실드판 내에서의 작용을 나타내는 도면이며,4 is a view showing the action in the shield plate according to the magnetic flux change,
제5도는 진행 중인 전자파가 실드판에 부딪혔을 때 발생되는 현상을 나타내는 도면이고,5 is a view showing a phenomenon that occurs when the electromagnetic wave in progress hit the shield plate,
제6(a)도 및 제6(b)도는 실드판내로 전파하는 전자파의 깊이에 따른 강도 변화를 나타내는 그래프이며,6 (a) and 6 (b) are graphs showing a change in intensity depending on the depth of electromagnetic waves propagating into the shield plate,
제7도는 전자파의 침투 깊이에 대한 두께의 변화에 따른 재반사 보정의 변화를 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing the change of the re-reflection correction according to the change of the thickness with respect to the penetration depth of the electromagnetic wave.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
100, 230 : 도파관 110, 220 : 마그네트론100, 230:
120, 200 : 전원부의 트랜스 130 : 조리실120, 200: power supply transformer 130: cooking chamber
210 : 제1차폐 커버 240 : 제2차폐 커버210: first shield cover 240: second shield cover
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자렌지의 전자파 차폐장치는, 전자렌지의 전원부 트랜스를 고투자율 물질로 이루어지는 차폐 커버로 감싸 이로부터 발생되는 저주파의 전자파를 차폐함과 동시에 마그네트론과 도파관의 주변을 고전도성 물질로 이루어지는 또 하나의 차폐 커버로 감싸 이로부터 발생되는 고주파의 전자파를 차폐하며, 상기 제1 및 제2 차폐 커버에 접지 단자를 설치하여 접지시킴으로써 전자파의 누설을 차폐하도록 구성한 것을 특징으로 한다.Electromagnetic shielding device of the microwave oven according to the present invention for achieving the above object is to shield the electromagnetic wave of the low frequency generated from the power transformer of the microwave oven wrapped with a shielding cover made of a high permeability material and at the same time around the magnetron and waveguide Is shielded with another shielding cover made of a highly conductive material to shield electromagnetic waves of high frequency generated from the shielding shield, and grounded by installing ground terminals on the first and second shielding covers. do.
[실시예]EXAMPLE
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
제2(a)도는 본 발명에 따른 전자파 차폐장치의 구성을 보인 전자렌지의 일부 절개 사시도이다.2 (a) is a partially cutaway perspective view of the microwave oven showing the configuration of the electromagnetic shielding apparatus according to the present invention.
제2(b)도는 제2(a)도에서 저주파 전자파의 발생원인 트랜스와 이 트랜스를 둘러싸는 본 발명에 따른 차폐 커버를 나타내는 단면도이다.FIG. 2 (b) is a cross-sectional view showing a transformer which is a source of low frequency electromagnetic waves in FIG. 2 (a) and a shielding cover according to the present invention surrounding the transformer.
제2(c)도는 제2(b)도에서 본 발명에 따른 차폐 커버를 분리하여 확대한 분해도이다.FIG. 2 (c) is an exploded view in which the shielding cover according to the present invention is enlarged in FIG. 2 (b).
제2(d)도는 제2(a)도에서 고주파 전자파의 발생원인 마그네트론과 도파관 주변에 설치된 차폐 커버를 나타낸 사시도이다.FIG. 2 (d) is a perspective view showing a shielding cover provided around the magnetron and the waveguide which are the sources of high frequency electromagnetic waves in FIG.
도면에서 참조 부호 200은 트랜스, 210은 제1차폐 커버, 220은 마그네트론, 230은 도파관, 240은 제2차폐 커버이다.In the drawings,
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 전자렌지의 전자파 차폐장치는 전원부의 트랜스(200) 주변에 강자성체의 고투자율 물질로 이루어지는 제1차폐 커버(210)가 트랜스를 감싸도록 설치되어 있고, 마그네트론(220) 및 도파관(230)의 주변에는 고전도성 물질로 이루어지는 제2차폐 커버(240)가 마그네트론을 감싸도록 설치되어 있다.As shown, in the microwave shielding apparatus of the microwave oven according to the present invention, the
또한, 상기 제1 및 제2차폐 커버(210)(240)에는 접지 단자(도시되지 않음)가 각각 설치되어 있고, 이 접지 단자는 접지 수단에 연결되어 전자파 및 전기장을 바이패스 시키도록 구성되어 있다.In addition, a ground terminal (not shown) is provided at each of the first and second shielding covers 210 and 240, and the ground terminal is connected to a grounding means to bypass electromagnetic waves and an electric field. .
여기서, 상기한 접지수단은 전자제품에 통상적으로 사용되는 접지회로를 이용하는 것이 바람직하며, 이와 같은 통상의 접지수단이 구성되어 있지 않을 경우에는 특허출원 제97-53865호에 제시된 바와 같은 자동접지회로를 이용하여도 무방하다.Here, it is preferable that the grounding means uses a grounding circuit commonly used in electronic products, and when such a conventional grounding means is not configured, an automatic grounding circuit as shown in Patent Application No. 97-53865 is applied. You may use it.
상기 제1 및 제2차폐 커버는 전자파를 효율적으로 차폐하기 위하여 전자파 근원의 형태에 따라 함체, 원통형, 혼(Horn)형 또는 결합 부재 등 여러 가지 형태를 취할 수 있다.The first and second shielding covers may take various forms such as enclosures, cylinders, horns, or coupling members, depending on the shape of the electromagnetic wave source to effectively shield the electromagnetic waves.
상기 제1차폐 커버(210)를 형성하는 강자성체의 고투자율 물질은 전자 연철(Soft Iron), 니켈, 퍼멀로이, 뮤메탈, 몰리브덴 또는 이들의 합금 물질으로써, 저주파수 대역의 전자파 차폐에 탁월한 효과를 발휘하는 것으로 알려지고 있다. 이와 같은 강자성체의 고투자율 물질로 만들어지는 제1차폐 커버(210)의 두께는 0.1mm 이상으로 함이 바람직하다.The high magnetic permeability material of the ferromagnetic material forming the
또한, 상기 제2차폐 커버(240)를 형성하는 고전도성 물질은 구리, 알루미늄 또는 이들의 합금 물질로서, 고주파수 대역의 전자파 차폐에 탁월한 효과를 발휘하는 것으로 알려지고 있다. 이와 같은 고전도성의 물질로 만들어지는 제2차폐 커버(240)의 두께 또한 0.1mm 이상으로 함이 좋다.In addition, the highly conductive material forming the
상기한 제1 및 제2차폐 커버(210)(240)는 도전성 물질이므로 주위의 도전성 물질과 절연시키기 위하여 표면에 절연 물질을 라미네이트함이 좋다.Since the first and second shielding covers 210 and 240 are conductive materials, it is preferable to laminate an insulating material on the surface to insulate the surrounding conductive material.
한편, 본 발명에 의한 전자렌지의 전자파 차폐장치는 상술한 바와 같이, 전원부의 트랜스 주변과 마그네트론 및 도파관의 주변을 고투자율 물질 및/또는 고전도성 물질로 이루어지는 차폐 커버로 감싸는 구성 외에도, 트랜스와 마그네트론 및 도파관의 외벽면에 상기한 바와 같은 고투자율 물질 및/또는 고전도성 물질을 코팅하여 구성할 수도 있는 바, 이와 같은 본 발명의 다른 실시예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.On the other hand, the microwave shielding apparatus of the microwave oven according to the present invention, as described above, in addition to the configuration surrounding the power transformer and the magnetron and the waveguide around the shield cover made of a high permeability material and / or a highly conductive material, in addition to the transformer and the magnetron And it can also be configured by coating a high permeability material and / or a high conductivity material on the outer wall surface of the waveguide, look at another embodiment of the present invention in detail as follows.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 의한 전자렌지의 전자파 차폐장치는, 저주파의 전자파를 발생하는 트랜스의 외벽면에 강자성체의 고투자율 물질(예컨대 전자 연철, 니켈, 퍼멀로이, 뮤메탈, 몰리브덴 또는 이들의 합금)을 코팅하여 저주파 차폐막을 형성함과 아울러 고주파의 전자파를 발생하는 마그네트론 및 도파관의 외벽면에는 고전도성 물질(예컨대, 구리, 알루미늄 또는 이들의 합금)을 코팅하여 고주파 차폐막을 형성하고, 상기 차폐막이 코팅된 트랜스와 마그네트론 및 도파관을 접지시켜 전자파를 바이패스시키도록 구성되어 있다.That is, in the microwave electromagnetic shielding apparatus according to another embodiment of the present invention, a high magnetic permeability material (for example, soft iron, nickel, permalloy, mumetal, molybdenum or the like) of ferromagnetic material on the outer wall surface of a transformer generating low frequency electromagnetic waves Alloy) to form a low frequency shielding film, and to form a high frequency shielding film by coating a highly conductive material (for example, copper, aluminum, or an alloy thereof) on the outer wall surfaces of the magnetron and the waveguide that generate high frequency electromagnetic waves. The coated transformer, magnetron and waveguide are grounded to bypass electromagnetic waves.
여기서도 접지는 통상의 접지시설이 있는 경우에는 접지시설을 이용하나, 그렇지 못한 곳에서는 자동접지회로를 이용하여 접지시킨다.Here, the grounding is used if there is a conventional grounding facility, but if not, the grounding is done by using an automatic grounding circuit.
전자렌지에서 방출되는 인체에 유해한 전자파의 국제 안전 기준 수치는, 전기장의 경우 25V/m, 자기장의 경우 3mG, 전력 밀도는 1.5mW/㎠ 이하이다.International safety standards for harmful electromagnetic waves emitted by microwave ovens are 25 V / m for electric fields, 3 mG for magnetic fields, and 1.5 mW /
상기와 같은 안전 기준 수치에 의거하여 본 발명에 따른 차폐 장치를 전자렌지에 적용하였을 때, 외부로 누설되는 전자파를 트리-필드 미터기(Tri-Field Meter)로 측정해 본 결과 종래에 비하여 전자파의 누설이 현저하게 감소하였음을 알 수 있었다. 이를 다음 표에 나타낸다. 여기서, 제1 및 제2차폐 커버의 두께는 0.35mm이다.When the shielding device according to the present invention is applied to a microwave oven based on the safety standard value as described above, as a result of measuring electromagnetic waves leaking to the outside with a tri-field meter, the leakage of electromagnetic waves compared to the conventional It was found that this significantly decreased. This is shown in the following table. Here, the thicknesses of the first and second shield covers are 0.35 mm.
상기한 바와 같이 본 발명의 차폐장치에 의해 전기장 및 자기장의 누설이 현저하게 감소되는 기본적인 원리를 첨부한 제3(a)도 내지 제7도를 참조하여 설명한다.As described above, the shielding device of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 (a) to 7 with the basic principle that the leakage of the electric and magnetic fields is significantly reduced.
먼저, 금속관 형태의 전자파 차폐장치의 차폐 효과를 설명하기 위하여, 공간을 진행해 온 전자파가 충분히 크면서 두께가 균일한 매체인 실드판에 부딪혔다고 가정한다.First, in order to explain the shielding effect of the electromagnetic shielding device in the form of a metal tube, it is assumed that the electromagnetic waves traveling through the space are hit by a shield plate, which is a sufficiently large and uniform medium.
일반적으로, 제3(a)도와 같이, 자석과 같은 자기장 근원(300)에서 발생되는 자기장 내에 철이나 니켈 등의 자성체(310)를 두게 되면, 이 자성체의 투자율이 높기 때문에 자속(M)은 자성체 안을 보다 많이 통과하게 된다. 따라서 자성체(310)는 자화된다.In general, as shown in FIG. 3 (a), when the
그러나, 이 자성체가 자화되어서는 곤란한 경우, 제3(b)도와 같이 자기장 근원(300)과 자성체(310) 사이를 고투자율의 실드판(320)으로 차단하면, 자속(M)은 상기 고투자율 실드판(320)의 내부를 통과하게 되고 자성체(310)가 자화되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 실드판의 두께가 얇거나 투자율이 낮은 경우, 자속의 일부는 상기 실드판을 통과하여 주변의 자성체(310)에 영향을 주게 되므로 어느 정도 이상의 두께가 요구된다.However, when this magnetic body is difficult to magnetize, when the
전자 기기 등의 잡음의 원인이 되는 자기장은 자석과 같이 자력이 일정한 영구 자석에 의한 것이 아니고, 변압기 등과 같이 자속이 변하는 누설 자속에 의한 것이다.The magnetic field that causes noise of electronic devices and the like is not caused by a permanent magnet having a constant magnetic force like a magnet, but by a leakage magnetic flux whose magnetic flux changes as a transformer or the like.
따라서, 실드판의 두께가 어느 정도 유지되면, 제4도에 나타낸 바와 같이, 실드판(320)에는 자속(M)의 변화에 따른 와류 전류(IM)가 흐르게 되고, 전자 기기는 이에 영향을 받는다고 여겨진다. 이와 같은 와류 전류는 실드판 내에서 에너지 소비를 발생하며, 대전력 고주파 장치에서는 발열하는 것도 있다.Therefore, if the thickness of the shield plate is maintained to some extent, as shown in FIG. 4, the eddy current I M flows through the
그러나, 상기 와류 전류(IM)는 실드판(320)을 통과하는 자속과 반대 방향의 자속을 발생하기 때문에 서로 상쇄되어 차폐 효과를 갖는다. 따라서, 전자 기기나 전기용품의 전자파 발생원 주변에 고투자율의 강자성체 물질이나 퍼멀로이 등의 실드판을 설치하여, 상기와 같은 원리를 이용하여 자기장을 차폐할 수 있다.However, since the eddy currents I M generate magnetic flux in the opposite direction to the magnetic flux passing through the
상기 실드판에 부딪힌 전자파의 형태는 제5도에 나타낸 바와 같이, 세 가지 형태로 정의할 수 있다.Electromagnetic waves hit by the shield plate may be defined in three forms, as shown in FIG.
첫째는, 진행된 전자파(EM)가 실드판(320)의 경계에서 반사(r)되는 성분으로 이것을 반사 손실(R)이라고 한다.First, the electromagnetic wave EM is a component that is reflected (r) at the boundary of the
둘째는, 전자파가 실드판(320) 내부로 들어가 열로 흡수(a)되는 성분으로 흡수 손실(A)이라 한다.Second, the electromagnetic wave enters into the
셋째는, 실드판(320)내로 들어간 전자파가 실드판의 경계에 부딪혀서 다시 반사를 일으켜, 실드판 내에서 반복적으로 반사되다가 실드판을 빠져나가는 성분으로 재반사 보정 성분(B)이라 한다.Third, the electromagnetic wave entering the
여기서, 재반사 보정 성분과 반사 손실은 그 합계를 반사 손실로 간주하는 것이 편리하다. 그리고, 제5도에 나타낸 바와 같이 재반사 보정 성분은 실드판을 관통하는 성분을 구하고 있으므로, 이것은 마이너스 손실, 즉 손실이 아니고 이득이 된다.Here, it is convenient to regard the total reflection reflection component and the reflection loss as the reflection loss. And as shown in FIG. 5, since the re-reflection correction component calculates | requires the component which penetrates a shield plate, it becomes a gain rather than a negative loss, ie, a loss.
따라서, 상기 실드판에 의한 전자파의 차폐 효과(SE)는 다음과 같다.Therefore, the shielding effect SE of the electromagnetic wave by the said shield plate is as follows.
여기서, 상기 식의 모든 단위는 dB이다.Here, all units of the above formula are dB.
[흡수 손실][Absorption loss]
흡수 손실(A)은, 전자파가 실드판과 같은 매체로 진행하게 되면 주변에 전류가 발생되고, 이는 매체의 전기 저항에 의해서 열로 바뀌어 형성된다. 따라서, 이와 같이 매체에 흡수되어 열로 바뀐 손실분만큼 전자파의 강도는 약해진다. 또한, 매체가 균일하고 가정하는 경우, 상기 흡수 손실은 단위 두께에 대해 일정한 비율로 일어나므로, 제6(a)도와 같이, 전자파의 강도는 전파하는 거리, 또는 깊이에 대해 지수 함수적으로 감쇠한다. 여기서, 초기 전자파 강도의 (1/e)만큼 감쇠하는 두께를 s로 정의한다.Absorption loss (A) is generated when the electromagnetic wave proceeds to a medium such as a shield plate, and a current is generated in the surroundings, which is converted into heat by the electric resistance of the medium. Therefore, the intensity of the electromagnetic wave is weakened by the loss absorbed by the medium and converted into heat. In addition, when the medium is assumed to be uniform, the absorption loss occurs at a constant rate with respect to the unit thickness, so that the intensity of the electromagnetic wave attenuates exponentially with respect to the distance or depth of propagation as shown in FIG. . Here, the thickness of attenuation by (1 / e) of the initial electromagnetic wave intensity is defined as s.
따라서, 매체의 두께 t와 전기장 E 및 자기장 H의 강도 관계는 다음과 같다.Therefore, the relationship between the thickness t of the medium and the strength of the electric field E and the magnetic field H is as follows.
여기서, E0, H0: 매체 내로 들어가기 전의 초기 전기장과 자기장의 강도이다.Where E 0 and H 0 are the strengths of the initial electric and magnetic fields before entering the medium.
침투 깊이 s에서 전자파의 강도는 초기의 (1/e), 즉 37%로 약 9dB만큼 감쇠된다. 따라서, 제6(b)도에서와 같이, 침투 깊이 s의 2배인 2s는 약 18dB로 86.3%, 3s는 26dB로 95.0% 감쇠된다.At the penetration depth s, the intensity of the electromagnetic wave is attenuated by approximately 9 dB at the initial (1 / e), or 37%. Therefore, as shown in FIG. 6 (b), 2s, which is twice the penetration depth s, is attenuated by 86.3% at about 18dB and 95.0% by 3s at 26dB.
따라서, 전자파를 충분히 차폐하기 위해서는 다음의 조건을 만족해야 한다.Therefore, in order to shield electromagnetic waves sufficiently, the following conditions must be satisfied.
구체적으로, 침투 깊이 s는 다음과 같다.Specifically, the penetration depth s is as follows.
여기서, f : 전자파의 주파수(MHz),Where f is the frequency of electromagnetic waves (MHz),
μr: 공기를 1로 한 비투자율,μ r : specific permeability of air as 1,
σr: 구리를 1로 한 비전도도이다.(sigma) r : It is a nonconductive diagram which made copper one.
상기 식을 보면, 전자파의 흡수체로서의 실드 효과는 매체의 재료가 같으면 주파수의 평방근에 반비례하고, 일정 주파수에서는 매체의 투자율과 전도도의 곱의 평방근에 반비례한다.In view of the above equation, the shielding effect as an absorber of electromagnetic waves is inversely proportional to the square root of the frequency if the material of the medium is the same, and inversely proportional to the square root of the product of the permeability and conductivity of the medium at a certain frequency.
따라서, 침투 깊이를 사용하여 흡수 손실 A를 나타내면 다음과 같다.Therefore, absorption loss A is expressed using the depth of penetration as follows.
상기 식에 (2.4)식을 대입하면,Substituting this formula into (2.4),
가 된다.Becomes
[반사 손실][Reflection loss]
다음으로, 반사 손실(R)에 대해 고려해 보자.Next, consider the return loss (R).
진행해 가는 전자파가 매체의 경계에 도달하는 경우, 예를 들어 전자파가 공기 중에서 구리판으로 들어가는 경우 두 매체에 임피던스 차가 존재하면, 그 경계에서 일부의 전자파가 반사된다. 즉, 전자파의 일부가 매체 내로 들어오지 않기 때문에 전자파의 손실이 발생한다. 따라서, 매체에 의한 반사 손실(R)을 구하려면 매체 바깥쪽 공간의 임피던스와 실드판과 같은 매체의 임피던스를 알아야 한다. 공간 임피던스는 전자파의 발생원 근처에서는 발생원의 임피던스에 근접하고, 발생원으로 멀어짐에 따라 공간의 임피던스(Zn)인 120π(377Ω)를 갖는다.When the advancing electromagnetic wave reaches the boundary of the medium, for example, when the electromagnetic wave enters the copper plate in the air, if an impedance difference exists between the two mediums, some electromagnetic waves are reflected at the boundary. In other words, the loss of electromagnetic waves occurs because a part of the electromagnetic waves do not enter the medium. Therefore, in order to obtain the reflection loss R caused by the medium, the impedance of the medium outside the medium and the impedance of the medium such as the shield plate must be known. The spatial impedance is close to the impedance of the source near the source of electromagnetic waves and has a space of 120? (377?), Which is the impedance of the space (Z n ) as it moves away from the source.
이를 좀더 정량적으로 수식화하여 보면,If you formulate this more quantitatively,
여기서, μ : 매질의 투자율(=μ0·μr)Where, μ: magnetic permeability of the medium (= μ 0 · μ r)
μ0: 공기 또는 구리의 투자율 4π·10-7henrys/mμ 0 : Permeability of air or copper 4π · 10 -7 henrys / m
ε : 매질의 유전율(=ε0·εr)ε: permittivity of the medium (= ε 0 · ε r )
ε0: 공기의 유전율 1/36·109farad/mε 0 : permittivity of air 1/36 · 10 9 farad / m
일반적으로, 전자파의 발생원으로부터 영향을 받지 않을 정도로 떨어진 곳의 매체의 임피던스(Zi)는 다음과 같다.In general, the impedance Z i of the medium away from the source of electromagnetic waves is as follows.
여기서, ω : 각주파수 rad/sec(2πf),Where ω is the angular frequency rad / sec (2πf),
σ : 매질의 전도도.σ: conductivity of the medium.
공기나 절연물의 전도도(σ)는 0에 가까우며, 특히 σ<<ωε인 경우 상기식(3.1)을 얻을 수 있다.The conductivity (σ) of air or insulator is close to zero, and in particular, if σ << ωε, the above formula (3.1) can be obtained.
차폐 수단으로 사용되는 매체가 금속인 경우, 도전율이 크므로 σ>>ωε이고, 두께가 충분히 유지된(t>3s)된다면 매체의 임피던스(Zm)는 하기식과 같다.In the case where the medium used as the shielding means is a metal, the conductivity is large and σ >> ωε, and if the thickness is sufficiently maintained (t> 3s), the impedance Z m of the medium is as follows.
여기에, 상기식 (3.1)을 이용하면,If the above equation (3.1) is used,
따라서, 반사 손실(R)은 공간의 임피던스(Zi)와 매체의 임피던스(Zm)를 이용하여, 평면파의 경우 하기식과 같다.Accordingly, the return loss R is expressed by the following equation in the case of plane waves using the impedance Z i of the space and the impedance Z m of the medium.
상기식으로부터, 주파수 f(MHz)이고 거리 R(m)인 곳에서의 니어 필드(Near field)에서의 전기장의 반사 손실(RE)과 자기장의 반사 손실(RM)은 다음과 같다.From the above equation, the reflection loss R E of the electric field and the reflection loss R M of the magnetic field in the near field at the frequency f (MHz) and the distance R (m) are as follows.
따라서, 평면파에 대한 반사 손실은,Thus, the return loss for plane waves is
로 나타낼 수 있다.It can be represented as.
[재반사 보정 성분][Rereflection Correction Component]
다음은, 실드판과 같은 매체를 통과하여 나오는 성분을 대상으로 한 재반사 보정 성분(B)에 대해서 고려해 보자.Next, consider the re-reflection correction component (B) for the component that passes through a medium such as a shield plate.
제5도에 도시된 바와 같이, 전자파의 재반사(RB) 성분은 항상 존재한다. 그러나, 매체 내부의 흡수 손실(A)이 큰 경우 재반사 성분은 무시될 수 있다. 또한, 전기장에 대해서는 최초의 반사 손실이 상당히 커서 매체로 들어오는 양이 적기 때문에 재반사 성분을 무시할 수 있다.As shown in FIG. 5, the re-reflection (R B ) component of the electromagnetic wave is always present. However, the rereflective component can be ignored if the absorption loss A inside the medium is large. In addition, for the electric field, the initial reflection loss is so large that the amount of incoming into the medium is small so that the rereflection component can be ignored.
따라서, 재반사 보정 성분(B)은 매체의 두께(t)가 침투 깊이(s)보다 충분히 두껍지 않은 경우의 저주파의 자기장만 계산하면 된다. 이와 같은 조건하에서 재반사 보정 성분(B)은 차폐 효과(SE)를 뺄셈하는 모양으로 되어,Therefore, the re-reflection correction component B only needs to calculate a low frequency magnetic field when the thickness t of the medium is not sufficiently thicker than the penetration depth s. Under such conditions, the re-reflection correction component B is subtracted from the shielding effect SE,
이 된다. 계산 결과는 제7도에 나타나 있다.Becomes The calculation results are shown in FIG.
[매체의 선택][Selection of media]
전자파를 차폐하기 위한 매체의 설계시 구멍이나 이은 부분을 최소화하도록 설계하는 것이 중요하다.When designing a medium for shielding electromagnetic waves, it is important to design it to minimize holes or gaps.
매체는 전자파의 특성에 따라 자성재나 비자성재를 선택한다. 예를 들어, 차폐해야 할 대상이 전기장이나 고주파의 평면파인 경우, 구리나 알루미늄과 같이 전도도가 큰 비자성재를 사용한다. 이 경우, 반사 손실이 매우 크므로 반사 손실만으로도 충분히 차폐 효과를 갖는다. 반사 손실은 두 매체의 임피던스 차가 클수록 증가하므로, 전도도가 큰 재료는 임피던스를 낮게 할 수 있어 유리하다. 매체의 두께를 증가시킴에 따라 차폐 효과도 증가하지만, 구리의 경우 1/1000mm 두께에서 -80dB나 되므로 박판으로도 충분한 차폐 효과를 얻을 수 있다.The medium selects a magnetic material or a nonmagnetic material according to the characteristics of the electromagnetic wave. For example, when the object to be shielded is an electric field or a high frequency plane wave, a non-magnetic material having high conductivity such as copper or aluminum is used. In this case, since the reflection loss is very large, the reflection loss alone has a sufficient shielding effect. Since the return loss increases as the impedance difference between the two media increases, a material with high conductivity can lower the impedance, which is advantageous. Increasing the thickness of the medium increases the shielding effect, but in the case of copper is -80dB at a thickness of 1 / 1000mm, sufficient shielding effect can be obtained even with a thin plate.
그러나, 차폐해야 할 주요 대상이 자기장인 경우, 저주파에서 자기장의 반사 손실은 무시해도 좋을만큼 작지만 흡수 손실은 주요한 요소이다. 흡수 손실은 상기에서 언급한 식(2.6)에서 알 수 있듯이, 같은 두께에 대해 투자율과 전도도의 곱이 큰 재료일수록 효과적으로 차폐할 수 있다.However, if the main object to be shielded is a magnetic field, at low frequencies the reflection loss of the magnetic field is negligibly small, but the absorption loss is a major factor. Absorption loss can be effectively shielded for materials with a higher permeability and conductivity product for the same thickness, as noted above in equation (2.6).
예를 들어, 100Hz의 자기장에 대해 구리나 알루미늄보다 철이 동일 두께에 대해 100배나 효과가 있고, 퍼멀로이는 철에 대해 10배의 효과가 있다.For example, for a 100 Hz magnetic field, iron is 100 times more effective than copper or aluminum for the same thickness, and Permalloy is 10 times more effective for iron.
일반적으로, 자성재의 투자율은 고주파의 경우 감소한다. 따라서, 저주파의 자기장을 차폐하기 위해서는 고투자율의 자성재가 효과적이지만, 고주파의 경우 구리나 알루미늄과 같은 고전도도의 재료를 사용하여 이들을 효과적으로 차폐할 수 있다.In general, the magnetic permeability of magnetic materials decreases at high frequencies. Therefore, high magnetic permeability magnetic materials are effective for shielding low-frequency magnetic fields. However, high-frequency magnetic materials can be effectively shielded using high-conductivity materials such as copper or aluminum.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 저주파 전자파의 발생원인 전자레인지의 트랜스와 고주파 전자파의 발생원인 마그네트론 및 도파관을 각각 강자성체 고투자율 물질로 된 제1차폐 커버와, 고전도성 물질로 된 제2차폐 커버로 감싸줌으로써, 외부로 누설되는 전자파를 흡수 또는 차단하여 완전히 소멸시킬 수 있다.As described above, the present invention comprises a first shield cover made of a ferromagnetic high permeability material and a second shield cover made of a ferromagnetic high permeability material, respectively, of a transformer of a microwave oven, a source of low frequency electromagnetic waves, a magnetron and a waveguide, a source of high frequency electromagnetic waves, respectively. By wrapping it, the electromagnetic wave leaking to the outside can be absorbed or blocked to completely disappear.
또한, 각각의 차폐 커버에 설치된 접지 단자로 차폐 커버를 접지시킴으로써, 효과적으로 전자렌지에서 방출되는 전자파를 차단할 수 있다.In addition, by grounding the shielding cover with the ground terminal provided in each shielding cover, it is possible to effectively block the electromagnetic waves emitted from the microwave oven.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.
Claims (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019970053866A KR100291895B1 (en) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | Electromagnetic wave shielding device of microwave oven |
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| KR19990032741A KR19990032741A (en) | 1999-05-15 |
| KR100291895B1 true KR100291895B1 (en) | 2001-06-01 |
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ID=37526143
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| KR1019970053866A KR100291895B1 (en) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | Electromagnetic wave shielding device of microwave oven |
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| KR (1) | KR100291895B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101760940B1 (en) | 2010-06-18 | 2017-07-24 | 엘지전자 주식회사 | High voltage trans and microwave oven comprising the same |
| WO2023075476A1 (en) * | 2021-10-28 | 2023-05-04 | 엘지전자 주식회사 | Cooking appliance |
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| KR880700624A (en) * | 1984-11-06 | 1988-03-15 | 쥬안 헤이두 | Radio Frequency Interference Shield Enclosure and Manufacturing Method Thereof |
| KR900007781U (en) * | 1988-09-28 | 1990-04-04 | 주식회사 금성사 | Microwave shielding device |
-
1997
- 1997-10-20 KR KR1019970053866A patent/KR100291895B1/en not_active IP Right Cessation
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| WO2023075476A1 (en) * | 2021-10-28 | 2023-05-04 | 엘지전자 주식회사 | Cooking appliance |
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|---|---|
| KR19990032741A (en) | 1999-05-15 |
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