KR102658236B1 - 자성코어, 인덕터 및 이를 포함하는 emi 필터 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 한 실시예에 따른 인덕터는 자성코어, 그리고 상기 자성코어 상에 권선되는 코일을 포함하며, 상기 자성코어는 적층된 복수의 서브 자성코어를 포함하고, 각 서브 자성코어는 제1 자성체 및 제2 자성체를 포함하며, 상기 제1 자성체 및 상기 제2 자성체는 이종이며, 상기 제2 자성체는 상기 제1 자성체의 표면에 배치된다.
Description
본 발명은 자성코어, 인덕터 및 이를 포함하는 EMI 필터에 관한 것이다.
인덕터는 인쇄회로기판 상에 적용되는 전자부품 중 하나이며, 전자기적 특성으로 인하여 공진 회로, 필터 회로, 파워 회로 등에 적용될 수 있다.
최근, 통신 장치, 디스플레이 장치 등 각종 전자 장치의 소형화 및 박막화가 중요한 이슈가 되고 있으므로, 이러한 전자 장치에 적용되는 인덕터의 소형화, 박형화 및 고효율화가 필요하다.
한편, 파워보드 내에 적용되는 EMI(ElectroMagnetic Interference) 필터는 회로 동작에 필요한 신호는 통과시키고, 노이즈는 제거하는 역할을 한다. 도 1은 EMI 필터의 회로도의 한 예이다. 도 1을 참조하면, EMI 필터(10)는 복수의 캐패시터(Cx, Cy) 및 인덕터(L)를 포함할 수 있다. 파워보드로부터 발생하는 노이즈의 종류는 크게 파워보드에서 방사되는 30Mhz 내지 1Ghz의 방사성 노이즈와 전원 라인을 통하여 전도되는 150Khz 내지 30Mhz의 전도성 노이즈로 구분할 수 있다. 전도성 노이즈의 전달 방식은 차동 모드(differential mode) 및 공통 모드(commom mode)로 구분될 수 있다. 이 중에서, 공통 모드 노이즈는 적은 양의 노이즈라도 큰 루프를 그리며 되돌아오기 때문에, 멀리 떨어져 있는 전자기기에도 영향을 미칠 수 있다. 이러한 공통 모드 노이즈는 배선계의 임피던스 불평행에 의하여 발생하기도 하며, 고주파 환경일수록 현저해진다.
공통 모드 노이즈를 제거하기 위하여, EMI 필터에 적용되는 인덕터는 일반적으로 Mn-Zn 계 페라이트 소재를 포함하는 토로이달(toroidal) 형상의 자성코어를 사용한다. Mn-Zn 계 페라이트는 100Khz 내지 1Mhz에서 투자율이 높으므로, 공통 모드 노이즈의 제거에 효과가 있다. EMI 필터가 적용되는 파워보드의 파워가 높을수록 높은 인덕턴스를 가지는 자성코어가 필요하며, 이를 위하여 높은 투자율을 가지는 자성코어, 예를 들어 투자율(μ)이 10,000 내지 15,000이상인 자성코어가 사용되어야 한다. 이와 같이 높은 투자율을 가지는 Mn-Zn 계 페라이트는 단가가 높으며, Mn-Zn 계 페라이트의 재료적 특성으로 인하여 코어손실율이 낮으므로, 6 내지 30Mhz 대역에서의 노이즈 제거 효율은 여전히 낮은 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 EMI 필터에 적용 가능한 코일부품을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 인덕터는 자성코어, 그리고 상기 자성코어 상에 권선되는 코일을 포함하며, 상기 자성코어는 적층된 복수의 서브 자성코어를 포함하고, 각 서브 자성코어는 제1 자성체 및 제2 자성체를 포함하며, 상기 제1 자성체 및 상기 제2 자성체는 이종이며, 상기 제2 자성체는 상기 제1 자성체의 표면에 배치된다.
상기 각 서브 자성코어는 토로이달 형상일 수 있다.
상기 제1 자성체는 페라이트를 포함하고, 상기 제2 자성체는 금속리본을 포함할 수 있다.
상기 제1 자성체는 Mn-Zn 계 페라이트를 포함하고, 상기 제2 자성체는 Fe-Si계 금속 리본을 포함할 수 있다.
상기 제1 자성체는 토로이달 형상이며, 상기 제2 자성체는 상기 제1 자성체의 상면, 외주면, 하면 및 내주면을 모두 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 제1 자성체의 외주면 및 내주면 중 적어도 하나를 둘러싸는 제2 자성체는 복수의 층으로 권취된 금속 리본을 포함할 수 있다.
상기 자성코어는 토로이달 형상이며, 상기 제 1 자성체는 상기 제 2 자성체가 상기 제 1자성체의 상면, 외주면, 하면 및 내주면을 둘러싸도록 배치되는 제 1영역 및 상기 제 2 자성체가 배치되지 않는 제 2 영역을 포함하고, 상기 코일은 상기 제 1 영역의 표면에 권선될 수 있다.
상기 제2 영역 및 상기 코일은 서로 이격될 수 있다.
상기 제1 자성체는 서로 대칭하여 배치되는 한 쌍의 제1 영역 및 서로 대칭하여 배치되는 한 쌍의 제2 영역을 포함할 수 있다.
상기 자성코어는 상기 복수의 서브 자성코어 최하부에 배치되는 하부 서브 자성코어 및 상기 복수의 서브 자성코어 최상부에 배치되는 상부 서브 자성코어를 더 포함하며, 상기 하부 서브 자성코어 및 상기 상부 서브 자성코어는 제1 자성체로 이루어질 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 EMI 필터는 적어도 하나의 인덕터 및 적어도 하나의 캐패시터를 포함하고, 상기 인덕터는 자성코어, 그리고 상기 자성코어 상에 권선되는 코일을 포함하며, 상기 자성코어는 적층된 복수의 서브 자성코어를 포함하고, 각 서브 자성코어는 제1 자성체 및 제2 자성체를 포함하며, 상기 제1 자성체 및 상기 제2 자성체는 이종이며, 상기 제2 자성체는 상기 제1 자성체의 표면에 배치된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 광범위 주파수 대역에서 우수한 노이즈 제거 성능을 가지며, 소형이고, 전력 수용량이 큰 EMI 필터를 얻을 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 EMI 필터는 전도성 노이즈 중 공통 모드 노이즈 및 차동 모드 노이즈에 대한 제거 성능이 모두 높다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 주파수 대역별 노이즈 제거 성능 조절이 가능한 EMI 필터를 얻을 수 있다.
도 1은 EMI 필터의 회로도의 한 예이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 인덕터의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인덕터의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 자성코어의 사시도 및 단면도이다.
도 5는 표피 효과(skin effect) 이론을 나타내는 그래프이다.
도 6은 페라이트 소재의 표피 깊이에 대한 자속을 나타내는 그래프이다.
도 7은 페라이트 소재 및 금속리본 소재의 표피 깊이에 대한 자속을 나타내는 그래프이다.
도 8은 페라이트 소재 및 금속리본 소재의 투자율 및 인덕턴스를 나타내는 그래프이다.
도 9는 제1 자성체의 표면에 제2 자성체를 배치하지 않은 자성코어 및 제1 자성체의 표면에 제2 자성체를 배치한 자성코어의 상면도 및 단면도를 나타낸다.
도 10은 도 9의 자성코어의 노이즈 제거 성능을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 자성코어의 사시도 및 단면도이다.
도 12는 비교예 및 실시예에 따른 자성코어의 사시도이다.
도 13은 비교예 및 실시예에 따른 자성코어의 노이즈 제거 성능을 나타낸 그래프이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자성코어의 사시도 및 단면도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자성코어의 사시도 및 단면도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자성코어의 사시도 및 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 인덕터의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인덕터의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 자성코어의 사시도 및 단면도이다.
도 5는 표피 효과(skin effect) 이론을 나타내는 그래프이다.
도 6은 페라이트 소재의 표피 깊이에 대한 자속을 나타내는 그래프이다.
도 7은 페라이트 소재 및 금속리본 소재의 표피 깊이에 대한 자속을 나타내는 그래프이다.
도 8은 페라이트 소재 및 금속리본 소재의 투자율 및 인덕턴스를 나타내는 그래프이다.
도 9는 제1 자성체의 표면에 제2 자성체를 배치하지 않은 자성코어 및 제1 자성체의 표면에 제2 자성체를 배치한 자성코어의 상면도 및 단면도를 나타낸다.
도 10은 도 9의 자성코어의 노이즈 제거 성능을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 자성코어의 사시도 및 단면도이다.
도 12는 비교예 및 실시예에 따른 자성코어의 사시도이다.
도 13은 비교예 및 실시예에 따른 자성코어의 노이즈 제거 성능을 나타낸 그래프이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자성코어의 사시도 및 단면도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자성코어의 사시도 및 단면도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자성코어의 사시도 및 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조들이 기판, 각층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 또한, 도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 인덕터의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인덕터의 사시도이다.
도 2 내지 3을 참조하면, 인덕터(100)는 자성코어(110) 및 자성코어(110) 상에 권선되는 코일(120)을 포함한다. 이때, 자성코어(110)는 토로이달(toroidal) 형상일 수 있으며, 코일(120)은 자성코어(110) 상에 권선될 수 있다.
코일(120)은 각각 토로이달 형상의 자성코어(110)의 상면(S1), 외주면(S2), 하면(S3) 및 내주면(S4)에 권선될 수 있다. 자성코어(110)와 코일(120) 사이에는 자성코어(110)와 코일(120)을 절연하기 위한 보빈이 더 배치될 수 있다. 코일(120)은 표면이 절연 소재로 피복된 도선으로 이루어질 수 있다. 도선은 표면이 절연 물질로 피복된 구리, 은, 알루미늄, 금, 니켈, 주석 등일 수 있고, 도선의 단면은 원형 또는 각형을 가질 수 있다.
도 3을 참조하면, 코일(120)은 제1 코일(122) 및 제1 코일(122)에 대칭하도록 권선되는 제2 코일(124)을 포함할 수도 있다. 이때, 제1 코일(122)과 제2 코일(124) 사이에는 세퍼레이터(130)가 더 배치될 수 있으며, 제1 코일(122) 및 제2 코일(124)은 세퍼레이터(130)를 기준으로 대칭일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 자성코어(110)는 이종의 자성체를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 자성코어의 사시도 및 단면도이다.
도 4를 참조하면, 자성코어(400)는 제1 자성체(410) 및 제2 자성체(420)를 포함하고, 제1 자성체(410) 및 제2 자성체(420)는 이종이다.
이때, 제2 자성체(420)는 제1 자성체(410)의 표면에 배치될 수 있다. 이때, 제2 자성체(420)가 제1 자성체(410)의 상면(S1), 외주면(S2), 하면(S3) 및 내주면(S4)에 모두 배치될 수 있다.
여기서, 제2 자성체(420)는 제1 자성체(410)보다 높은 포화자속밀도를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 자성체(410)는 페라이트를 포함하고, 제2 자성체(420)는 금속리본을 포함할 수 있다.
이와 같이, 자성코어(400)가 투자율이 상이한 이종의 자성체를 포함하면, 광범위한 주파수 대역의 노이즈 제거가 가능한다. 특히, 페라이트로만 이루어진 토로이달 형태의 자성코어에 비하여, 표면에 자속이 몰리는 현상이 방지되므로 고주파 노이즈 제거 효과가 크고, 내부 포화도가 낮아지므로 고전력 제품에 적용이 가능하다.
도 5는 표피 효과(skin effect) 이론을 나타내는 그래프이고, 도 6은 페라이트 소재의 표피 깊이에 대한 자속을 나타내는 그래프이며, 도 7은 페라이트 소재 및 금속리본 소재의 표피 깊이에 대한 자속을 나타내는 그래프이며, 도 8은 페라이트 소재 및 금속리본 소재의 투자율 및 인덕턴스를 나타내는 그래프이다.
도 5 및 아래 수학식 1을 참조하면, 소재의 비투자율이 높고, 높은 주파수가 흐를수록, 표피 깊이 값이 작아지게 된다. 이에 따라, 자속은 소재의 표면으로 모이는 현상이 나타난다.
여기서, δ는 표피 깊이이고, ρ는 비저항이며, μs는 비투자율이고, f는 주파수이다.
도 6을 참조하면, 표피 깊이(δ)가 얇을수록 높은 자속(Bm)이 걸리게 된다. 페라이트 소재의 포화자속밀도는 0.47T이므로, 자성코어가 페라이트 코어인 경우, 자속이 0.47T보다 커지게 되면 자성코어가 포화되게 되므로, 노이즈 제거 성능이 저하될 수 있다.
도 7을 참조하면, 페라이트 소재의 포화자속밀도보다 큰 포화자속밀도를 가지는 소재, 예를 들어 금속리본 소재가 페라이트 소재의 표면에 배치되면, 얇은 표피 깊이에서 높은 자속을 견딜 수 있으므로, 노이즈 성능을 유지시킬 수 있다.
이와 같이, 제1 자성체의 적어도 일부 표면에 제1 자성체보다 포화자속밀도가 높은 제2 자성체가 배치되면, 고주파수에서 자성코어의 유효 단면적을 증가시킬 수 있다.
한편, 도 8을 참조하면, 주파수 별 투자율이 상이한 페라이트 소재와 금속리본 소재를 모두 포함하는 자성코어는 소정 주파수 영역에서 인덕턴스가 높게 나타나며, 이에 따라 높은 노이즈 제거 성능을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
도 9는 제1 자성체의 표면에 제2 자성체를 배치하지 않은 자성코어 및 제1 자성체의 표면에 제2 자성체를 배치한 자성코어의 상면도 및 단면도를 나타내고, 도 10은 도 9의 자성코어의 노이즈 제거 성능을 나타낸 그래프이다.
도 9를 참조하면, 제1 자성체는 내경(ID) 및 외경(OD)이 각각 15mm 및 25mm이며, 토로이달 형상의 Mn-Zn 계 페라이트 코어를 사용하였다. 제2 자성체는 Fe-Si계 금속리본을 사용하였으며, 2mm의 두께를 가지도록 적층하였다. 제1 자성체의 표면에 제2 자성체를 배치하지 않은 자성코어(A) 및 제1 자성체의 표면에 제2 자성체를 배치한 자성코어(B) 모두 15mm의 높이(T)를 가지도록 제작하였다. 즉, 자성코어(B)에서 상면 및 하면에 각각 적층된 2mm두께의 금속리본을 포함하여 총 15mm의 높이가 되도록, 제1 자성체의 높이를 조절하였다. 제1 자성체의 표면에 제2 자성체를 배치하지 않은 자성코어(A) 및 제1 자성체의 표면에 제2 자성체를 배치한 자성코어(B)에 21턴으로 코일을 권선하고, 인가 전류 1A, 파워 220W 조건에서 노이즈 제거 성능을 시뮬레이션하였다.
그 결과, 도 10을 참조하면, 제1 자성체의 표면에 제2 자성체를 배치하지 않은 자성코어(A)의 노이즈 감쇄율을 기준 값인 0으로 둘 경우, 제1 자성체의 표면에 제2 자성체를 배치한 자성코어(B)에서는 전 주파수 대역에 걸쳐 추가 노이즈 감쇄율(추가 attenuation)을 가짐을 알 수 있다. 즉, 제1 자성체의 표면에 제2 자성체를 배치하지 않은 자성코어(A)에 비하여 제1 자성체의 표면에 제2 자성체를 배치한 자성코어(B)에서 높은 노이즈 제거 성능이 나타남을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 자성코어는 적층된 복수의 서브 자성코어를 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 자성코어의 사시도 및 단면도이다.
도 11을 참조하면, 자성코어(1100)는 적층된 복수의 서브 자성코어(1110)를 포함하며, 각 서브 자성코어(1110)는 제1 자성체(1112) 및 제2 자성체(1114)를 포함하며, 제1 자성체(1112) 및 제2 자성체(1114)는 이종이다.
이때, 제2 자성체(1114)는 제1 자성체(1112)의 표면에 배치될 수 있다. 이때, 제2 자성체(1114)가 제1 자성체(1112)의 상면(S1), 외주면(S2), 하면(S3) 및 내주면(S4)에 모두 배치될 수 있다.
여기서, 제2 자성체(1114)는 제1 자성체(1112)보다 높은 포화자속밀도를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 자성체(1112)는 페라이트를 포함하고, 제2 자성체(1114)는 금속리본을 포함할 수 있다.
여기서, 페라이트의 투자율(μ)은 2,000내지 15,000일 수 있으며, 금속리본의 투자율(μ)은 100,000 내지 150,000일 수 있다. 구체적으로, 페라이트는 Mn-Zn 계 페라이트일 수 있으며, 금속리본은 Fe계 나노결정질 금속리본일 수 있다. Fe계 나노결정질 금속리본은 Fe 및 Si를 포함하는 나노결정질 금속리본일 수 있다.
제1 자성체(1112)는 페라이트 분말을 세라믹 또는 고분자 바인더로 코팅한 후 절연시키고, 고압에서 성형하는 방법으로 제조될 수 있다. 또는, 제1 자성체(1112)는 페라이트 분말을 세라믹 또는 고분자 바인더로 코팅한 후 절연시키는 방법에 의하여 형성된 복수의 페라이트 시트를 적층하는 방법으로 제조될 수도 있다.
이와 같이, 자성코어(1100)가 이종의 자성체를 포함하면, 광범위한 주파수 대역의 노이즈 제거가 가능하다.
이때, 제1 자성체(1112) 및 제2 자성체(1114)는 각각 토로이달 형상이며, 제2 자성체(1114)는 제1 자성체(1112)의 상면(S1), 외주면(S2), 하면(S3) 및 내주면(S4)에 배치될 수 있다.
제1 자성체(1112)의 상면(S1)에 배치되는 제2 자성체(1114)의 두께(d1) 및 하면(S3)에 배치되는 제2 자성체(1114)의 두께(d2) 각각은 제1 자성체(1112)의 높이(h)보다 얇을 수 있다. 그리고, 제1 자성체(1112)의 외주면(S2)에 배치되는 제2 자성체(1114)의 두께(d3) 및 내주면(S4)에 배치되는 제2 자성체(1114)의 두께(d4) 각각은 제1 자성체(1112)의 두께(D)보다 얇을 수 있다. 예를 들어, 제1 자성체(1112)의 상면(S1)에 배치되는 제2 자성체(1114)의 두께(d1) 및 하면(S3)에 배치되는 제2 자성체(1114)의 두께(d2) 각각은 제1 자성체(1112)의 높이(h)의 1 내지 30%, 바람직하게는 5 내지 25%, 더욱 바람직하게는 10 내지 20%일 수 있다. 또한, 제1 자성체(1112)의 외주면(S2)에 배치되는 제2 자성체(1114)의 두께(d3) 및 내주면(S4)에 배치되는 제2 자성체(1114)의 두께(d4) 각각은 제1 자성체(1112)의 두께(D)의 1 내지 30%, 바람직하게는 5 내지 25%, 더욱 바람직하게는 10 내지 20%일 수 있다. 제2 자성체(1114)가 이러한 수치 범위의 하한 값보다 낮으면, 제조 공정이 용이하지 않으며, 고주파에서 원하는 수준의 노이즈 제거 성능을 얻기 어려운 문제가 있다. 또한, 제2 자성체(1114)가 이러한 수치 범위의 상한 값보다 높으면, 재료비가 상승하며, 원하는 수준의 노이즈 제거 성능을 얻기 어려운 문제가 있다. 제1 자성체(1112)의 상면(S1)에 배치되는 제2 자성체(1114)의 두께(d1) 및 하면(S3)에 배치되는 제2 자성체(1114)의 두께(d2) 각각과 제1 자성체(1112)의 높이(h) 간 비율을 조절하거나, 제1 자성체(1112)의 외주면(S2)에 배치되는 제2 자성체(1114)의 두께(d3) 및 내주면(S4)에 배치되는 제2 자성체(1114)의 두께(d4) 각각과 제1 자성체(1112)의 두께(D) 간 비율을 조절하면, 자성코어(1100)의 투자율을 조절할 수 있다.
이를 위하여, 제1 자성체(1112)의 상면(S1) 및 하면(S3) 각각에 배치되는 제2 자성체(1114)는 복수 층으로 적층된 금속리본을 포함할 수 있다.
이를 위하여, 제2 자성체(1114)는 제1 자성체(1112)의 상면(S1) 및 하면(S3)에 접착될 수 있다. 이때, 접착제는 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지 및 니스 중 적어도 하나를 포함하는 접착제일 수 있다. 이와 같이, 접착제를 이용하여 이종의 자성체를 접합시키면, 물리적인 진동 시에도 성능 저하가 발생하지 않게 된다. 한편, 제1 자성체(1112)의 외주면(S2) 및 내주면(S4) 각각에 배치되는 제2 자성체(1114)는 복수 층으로 권취된 금속리본을 포함할 수 있다.
이를 위하여, 토로이달 형상의 제1 자성체(1112)의 외주면(S2)에 금속리본인 제2 자성체(1114)를 와인딩할 수 있다. 이때, 얻고자 하는 투자율에 따라 와인딩 횟수 및 제2 자성체(1114)의 두께를 조절하는 것이 가능하다. 또한, 토로이달 형상으로 미리 와인딩된 금속리본인 제2 자성체(1114)를 제1 자성체(1112)의 중공에 삽입할 수 있다. 미리 와인딩된 제2 자성체(1114)는 제1 자성체(1112)의 내주면(S4)의 크기에 맞게 펼쳐질 수 있다.
이때, 제1 자성체(1112)의 외주면(S2)과 제2 자성체(1114) 및 제1 자성체(1112)의 내주면(S4)과 제2 자성체(1114)는 접착제에 의하여 접착될 수 있다. 이때, 접착제는 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지 및 니스 중 적어도 하나를 포함하는 접착제일 수 있다. 이와 같이, 접착제를 이용하여 이종의 자성체를 접합시키면, 물리적인 진동 시에도 성능 저하가 발생하지 않게 된다.
여기서, 제1 자성체(1112)의 외주면(S2) 및 내주면(S4)에 배치되는 제2 자성체(1114)는 복수 회 와인딩되어 복수 층으로 적층된 금속리본을 포함할 수 있다. 적층된 금속리본의 층 수에 따라 제2 자성체(1114)의 두께 및 투자율이 달라질 수 있으며, 이에 따라 자성코어(1100)의 투자율이 달라질 수 있고, 자성코어(1100)가 적용된 EMI 필터의 노이즈 제거 성능이 달라질 수 있다.
즉, 제2 자성체(1114)의 두께에 따라 노이즈 제거 성능이 달라질 수 있다. 이러한 원리를 이용하여, 코일이 권선되는 영역에 배치되는 제2 자성체(1114)의 두께가 코일이 권선되지 않는 영역에 배치되는 제2 자성체(1114)의 두께보다 두껍도록 적층된 금속리본의 층 수를 조절할 수 있다.
금속리본의 층 수는 와인딩 횟수, 와인딩 시작 지점 및 와인딩 종료 지점에 의하여 조절될 수 있다. 즉, 제1 자성체(1112)의 외주면(S2)에 금속리본인 제2 자성체(1114)를 와인딩하는 경우, 와인딩 시작 지점으로부터 한바퀴 와인딩할 경우 제2 자성체(1114)는 1층의 금속리본을 포함할 수 있고, 와인딩 시작 지점으로부터 두바퀴 와인딩할 경우 제2 자성체(1114)는 2층의 금속리본을 포함할 수 있다. 한편, 와인딩 시작 지점과 와인딩 종료 지점이 상이한 경우, 예를 들어 와인딩 시작 지점으로부터 한바퀴 반 와인딩할 경우 제2 자성체(1114)는 1층으로 금속리본이 적층된 영역과 2층으로 금속리본이 적층된 영역을 포함하게 된다. 또는, 와인딩 시작 지점으로부터 두바퀴 반 와인딩할 경우 제2 자성체(1114)는 2층으로 금속리본이 적층된 영역과 3층으로 금속리본이 적층된 영역을 포함하게 된다. 이러한 경우, 적층된 층 수가 더 많은 영역에 코일을 배치하면, 본 발명의 실시예에 따른 자성코어(1100)가 적용된 EMI 필터의 노이즈 제거 성능을 더욱 높일 수 있다.
예를 들어, 자성코어(1100)가 토로이달 형상이고, 자성코어(1100) 상에 제1 코일 및 제2 코일이 서로 대칭하도록 권선되는 경우, 제1 자성체(1112)의 외주면에 배치되는 제2 자성체(1114)의 적층된 층 수가 많은 영역에 제1 코일을 배치하고, 제1 자성체(1112)의 내주면에 배치되는 제2 자성체(1114)의 적층된 층 수가 많은 영역에 제2 코일을 배치할 수 있다. 이에 따라, 제1 코일 및 제2 코일 모두 제2 자성체(1114)에서 적층된 층 수가 많은 영역에 배치될 수 있고, 적층된 층 수가 적은 영역에는 제1 코일 및 제2 코일이 배치되지 않으므로, 높은 노이즈 제거 성능을 얻을 수 있다.
제1 자성체(1112)의 상면(S1), 외주면(S2), 하면(S3) 및 내주면(S4)에 각각 배치되는 제2 자성체(1114)가 동일한 소재 및 두께를 가지는 것으로 예시되어 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다. 제1 자성체(1112)의 상면(S1), 외주면(S2), 하면(S3) 및 내주면(S4)에 각각 배치되는 제2 자성체(1114)는 상이한 소재 또는 상이한 투자율을 가질 수 있으며, 상이한 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 자성코어(1100)의 투자율은 다양한 범위를 가질 수 있다.
이와 같이, 자성코어(1100)가 투자율이 상이한 이종의 자성체를 포함하면, 광범위한 주파수 대역의 노이즈 제거가 가능하다. 특히, Mn-Zn 계 페라이트로만 이루어진 토로이달 형태의 자성코어에 비하여, 표면에 자속이 몰리는 현상이 방지되므로 고주파 노이즈 제거 효과가 크고, 내부 포화도가 낮아지므로 고전력 제품에 적용이 가능하다.
특히, 본 발명의 실시예에 따르면, 자성코어(1100)는 적층된 복수의 서브 자성코어(1110)를 포함하며, 복수의 서브 자성코어(1110)는 2개 이상, 바람직하게는 4개 이상, 더욱 바람직하게는 8개 이상일 수 있다.
이와 같이, 자성코어(1100)가 적층된 복수의 서브 자성코어(1110)를 포함하며, 각 서브 자성코어(1110)는 제1 자성체(1112) 및 제2 자성체(1114)를 포함하고, 제2 자성체(1114)가 제1 자성체(1112)의 표면에 형성되면, 제2 자성체(1114)가 배치되는 유효면적을 넓힐 수 있으며, 이에 따라 고주파 인덕턴스(Ls) 값을 향상시키는 것이 가능하다.
도 12는 비교예 및 실시예에 따른 자성코어의 사시도이고, 도 13은 비교예 및 실시예에 따른 자성코어의 노이즈 제거 성능을 나타낸 그래프이다.
도 12를 참조하면, 비교예 1에 따른 자성코어는 토로이달 형상의 제1 자성체의 상면, 외주면, 하면 및 내주면에 제2 자성체가 배치되는 구조이며, 실시예 1에 따른 자성코어는 적층된 두 개의 서브 자성코어를 포함하고, 각 서브 자성코어는 토로이달 형상의 제1 자성체의 상면, 외주면, 하면 및 내주면에 제2 자성체가 배치되는 구조이며, 실시예 2에 따른 자성코어는 적층된 네 개의 서브 자성코어를 포함하고, 각 서브 자성코어는 토로이달 형상의 제1 자성체의 상면, 외주면, 하면 및 내주면에 제2 자성체가 배치되는 구조이며, 실시예 3에 따른 자성코어는 적층되는 여덟 개의 서브 자성코어를 포함하고, 각 서브 자성코어는 토로이달 형상의 제1 자성체의 상면, 외주면, 하면 및 내주면에 제2 자성체가 배치되는 구조이다.
이때, 비교예 1 및 실시예 1 내지 3에서 전체 자성코어의 크기(외경, 내경 및 높이)는 동일하게 제작되었으며, 제1 자성체는 페라이트로 이루어지고, 제2 자성체는 나노 리본으로 이루어졌다.
비교예 1에서 제2 자성층이 배치된 총 면적은 885.5mm2이고, 실시예 1에서 제2 자성층이 배치된 총 면적은 888.6mm2이고, 실시예 2에서 제2 자성층이 배치된 총 면적은 894.9mm2이고, 실시예 3에서 제2 자성층이 배치된 총 면적은 907.4mm2이다.
도 13을 참조하면, 비교예 1에서의 주파수에 따른 감쇄 값(dB)을 기준 값인 0으로 두고, 실시예 1, 2 및 3에서의 추가 감쇄 값(dB)를 나타내었다. 이로부터, 적층된 서브 자성코어의 수가 많을수록 고주파에서의 노이즈 감쇄율이 증가함을 알 수 있다. 이는 각 서브 자성코어의 표면에 몰리는 자속이 이종 소재로 몰리게 되어, 포화도를 낮추기 때문이다. 이에 따라, 적층된 서브 자성코어의 수가 많을수록 면적 효율이 높으므로, 고주파 인덕턴스가 높아지게 되어 고주파에서의 노이즈 제거 효과가 커지게 된다.
또한, 적층된 서브 자성코어의 수가 많을수록, 와전류(eddy current) 손실이 낮아지며, 이로 인하여 코어 로스가 낮아지게 된다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자성코어의 사시도 및 단면도이다. 도 1 내지 13과 동일한 내용은 중복되는 설명을 생략한다.
도 14를 참조하면, 자성코어(1400)는 적층된 복수의 서브 자성코어(1410)를 포함하되, 각 서브 자성코어(1410)는 제1 자성체(1412) 및 제2 자성체(1414)를 포함하고, 제1 자성체(1412) 및 제2 자성체(1414)는 이종이며, 제2 자성체(1414)는 제1 자성체(1412)의 적어도 일부 표면에 배치될 수 있다. 여기서, 제2 자성체(1414)은 제1 자성체(1412)보다 높은 포화자속밀도를 가질 수 있다.
이때, 제1 자성체(1412)는 토로이달 형상이며, 제2 자성체(1414)는 코일이 권선되는 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 코일이 자성코어(1400) 상에 권선되는 제1 코일 및 제1 코일에 대칭하도록 권선되는 제2 코일을 포함하는 경우, 제2 자성체(1414)는 제1 코일 및 제2 코일이 권선되는 영역에서 각각 제1 자성체(1412)의 상면(S1), 외주면(S2), 하면(S3) 및 내주면(S4)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
즉, 제1 자성체(1412)는 제2 자성체(1414)가 배치되는 제1 영역(A1) 및 제2 자성체(1414)가 배치되지 않는 제2 영역(A2)으로 구분될 수 있다. 제1 영역(A1)에서 제2 자성체(1414)는 제1 자성체(1412)의 상면(S1), 외주면(S2), 하면(S3) 및 내주면(S4)을 둘러싸도록 배치될 수 있으며, 제2 영역(A2)에서 제1 자성체(1412)는 외부로 노출될 수 있다.
이때, 한 쌍의 제1 영역(A1)은 서로 대칭하여 배치되고, 한 쌍의 제2 영역(A2)은 서로 대칭하여 배치되며, 한 쌍의 제1 영역(A1)은 제2 영역(A2)에 의하여 이격되어 배치되고, 한 쌍의 제2 영역(A2)은 제1 영역(A1)에 의하여 이격되어 배치될 수 있다.
코일(120)은 제1 영역(A1)에 권선되며, 제2 영역(A2)과 이격될 수 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자성코어의 사시도 및 단면도이다. 도 1 내지 14와 동일한 내용은 중복되는 설명을 생략한다.
도 15를 참조하면, 자성코어(1500)는 적층된 복수의 서브 자성코어(1510)를 포함하되, 복수의 서브 자성코어(1510)는 각각 제1 자성체(1512) 및 제2 자성체(1514)를 포함할 수 있다. 그리고, 복수의 서브 자성코어(1510)의 최하부에 배치되는 하부 서브 자성코어(1520) 및 복수의 서브 자성코어(1510)의 최상부에 배치되는 상부 서브 자성코어(1530)를 더 포함하며, 하부 서브 자성코어(1520) 및 상부 서브 자성코어(1530)는 각각 제1 자성체만을 포함할 수 있다.
이때, 제1 자성체(1512) 및 제2 자성체(1514)는 이종이며, 제2 자성체(1514)는 제1 자성체(1512)의 표면에 배치될 수 있다. 여기서, 제2 자성체(1514)는 제1 자성체(1512)보다 높은 포화자속밀도를 가질 수 있다.
이때, 제1 자성체(1512)는 토로이달 형상의 페라이트를 포함하며, 제2 자성체(1514)는 금속 리본을 포함할 수 있다. 제2 자성체(1514)는 제1 자성체(1512)의 상면(S1), 외주면(S2), 하면(S3) 및 내주면(S4)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
복수의 서브 자성코어의 나머지 일부(1520)는 적층된 복수의 서브 자성코어 중 최하층 및 최상층에 배치될 수 있다. 이에 따라, 자성코어(1500)의 상면과 외주면 간의 경계, 하면과 외주면 간의 경계, 하면과 내주면 간의 경계 및 상면과 내주면 간의 경계에 제2 자성체가 배치되지 않으므로, 코일의 권선 시 제2 자성체에 크랙이 발생하는 문제를 방지할 수 있다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자성코어의 사시도 및 단면도이다. 도 1 내지 15와 동일한 내용은 중복되는 설명을 생략한다.
도 16을 참조하면, 자성코어(1600)는 적층된 복수의 서브 자성코어(1610)를 포함하되, 각 서브 자성코어(1610)는 제1 자성체(1612) 및 제2 자성체(1614)를 포함하고, 제1 자성체(1612) 및 제2 자성체(1614)는 이종이며, 제2 자성체(1614)는 제1 자성체(1612)의 일부 표면에 배치될 수도 있다. 즉, 도 11의 실시예와 달리, 제2 자성체(1614)는 제1 자성체(1612)의 외주면(S2) 및 내주면(S4)에만 배치될 수도 있다. 여기서, 제2 자성체(1614)는 제1 자성체(1612)보다 높은 포화자속밀도를 가질 수 있다.
이를 위하여, 토로이달 형상의 제1 자성체(1612)의 외주면(S2)에 금속리본인 제2 자성체(1614)를 와인딩할 수 있다. 또한, 토로이달 형상으로 미리 와인딩된 금속리본인 제2 자성체(1614)를 제1 자성체(1612)의 중공에 삽입할 수 있다. 미리 와인딩된 제2 자성체(1614)는 제1 자성체(1612)의 내주면(S4)의 크기에 맞게 펼쳐질 수 있다.
이에 따르면, 간단한 공정으로 제2 자성체(1614)를 제1 자성체(1612)의 일부 표면에 배치하는 것이 가능하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 인덕터
110: 자성코어
120: 코일
1100: 자성코어
1110: 서브 자성코어
1112: 제1 자성체
1114: 제2 자성체
110: 자성코어
120: 코일
1100: 자성코어
1110: 서브 자성코어
1112: 제1 자성체
1114: 제2 자성체
Claims (11)
- 자성코어, 그리고
상기 자성코어 상에 권선되는 코일을 포함하며,
상기 자성코어는 하부 제1 자성체, 중간 제1 자성체, 상부 제1 자성체 및 제2 자성체를 포함하며,
상기 하부 제1 자성체, 상기 중간 제1 자성체 및 상기 상부 제1 자성체는 토로이달 형상을 갖고,
상기 제2 자성체는 상기 중간 제1 자성체의 외주면에 배치된 외측 제2 자성체 및 상기 중간 제1 자성체의 내주면에 배치된 내측 제2 자성체를 포함하고,
상기 제2 자성체의 투자율은 상기 중간 제1 자성체의 투자율보다 높으며,
상기 제2 자성체는 상기 하부 제1 자성체의 외주면 및 내주면과 상기 상부 제1 자성체의 외주면 및 내주면에 배치되지 않는 인덕터. - 제1항에 있어서,
상기 하부 제1 자성체, 상기 중간 제1 자성체 및 상기 상부 제1 자성체는 페라이트를 포함하고, 상기 제2 자성체는 금속리본을 포함하는 인덕터. - 제2항에 있어서,
상기 하부 제1 자성체, 상기 중간 제1 자성체 및 상기 상부 제1 자성체는 Mn-Zn 계 페라이트를 포함하고, 상기 제2 자성체는 Fe-Si계 금속 리본을 포함하는 인덕터. - 제3항에 있어서,
상기 외측 제2 자성체 및 상기 내측 제2 자성체는 각각 복수의 층으로 권취된 인덕터. - 삭제
- 삭제
- 적어도 하나의 인덕터 및 적어도 하나의 캐패시터를 포함하고,
상기 인덕터는
자성코어, 그리고
상기 자성코어 상에 권선되는 코일을 포함하며,
상기 자성코어는 하부 제1 자성체, 중간 제1 자성체, 상부 제1 자성체 및 제2 자성체를 포함하며,
상기 하부 제1 자성체, 상기 중간 제1 자성체 및 상기 상부 제1 자성체는 토로이달 형상을 갖고,
상기 제2 자성체는 상기 중간 제1 자성체의 외주면에 배치된 외측 제2 자성체 및 상기 중간 제1 자성체의 내주면에 배치된 내측 제2 자성체를 포함하고,
상기 제2 자성체의 투자율은 상기 중간 제1 자성체의 투자율보다 높으며,
상기 제2 자성체는 상기 하부 제1 자성체의 외주면 및 내주면과 상기 상부 제1 자성체의 외주면 및 내주면에 배치되지 않는
EMI 필터.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030210123A1 (en) * | 2002-05-07 | 2003-11-13 | Defond Manufacturing Limited | Toroidal core for a toroid |
| US20060125586A1 (en) * | 2004-12-15 | 2006-06-15 | Delta Electronics, Inc. | Choke coil and embedded core thereof |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030210123A1 (en) * | 2002-05-07 | 2003-11-13 | Defond Manufacturing Limited | Toroidal core for a toroid |
| US20060125586A1 (en) * | 2004-12-15 | 2006-06-15 | Delta Electronics, Inc. | Choke coil and embedded core thereof |
| US20080037298A1 (en) | 2006-06-10 | 2008-02-14 | Schneider Toshiba Inverter Europe Sas | Common-mode filtering device and speed variator comprising such a device |
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