KR0117855Y1 - 라인필터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 노이즈 제거를 위한 저주파 노이즈 제어기능을 하는 라일필터에 관한 것으로, 개자로로 구성되는 철심 하부의 중간에 형성된 제1격벽과 상기 제1격벽에 의해 2등분된 철심 하부의 양쪽에 권장되는 권선을 각각 2등분하는 제2, 제3격벽을 구비하여 상기 격벽들에 의해 분할된 철심하부에 권선을 권장함으로써, 임피던스와 Q값이 증가하고 선경을 굵게 하여 L값의 선정을 용이하게 하고 발열이 감소하는 효과와 라일필터를 구성하는 각 권선 간의 표유용량이 증가됨에 따라 노이즈 특성이 개선되는 효과를 얻기 위한 것이다.

Description

라인필터

제1도는 종래의 EMI전도의 검정방법을 보인 도면.

제2도는 변경된 EMI전도의 검정방법을 보인 도면.

제3도는 종래의 라일필터의 전자파 전도특성을 보인 도면.

제4도에 종래의 라인필터의 종단면도.

제5a도는 종래의 라인필터의 등가회로도.

제5b도는 종래의 라인필터의 횡단면도.

제6도는 라인필터가 사용되는 실제 필터회로도.

제7도는 본 고안의 라일필터의 종단면도이다.

제8도는 본 고안의 라일필터의 횡단면도이다.

제9도는 본 고안의 라인필터와 종래의 라일필터의 L값과 Q값을 보인 그래프.

제10도는 본 고안의 라일필터에 따른 전자파 전도특성을 보인 도면.

본 고안은 저주파 노이즈 개선에 관한 것으로, 특히 저주파 노이즈 제어기능을 하는 라인필터에 관한 것이다.

본 고안이 나오게 된 배경은 현재 유럽에서 시행되는 안전규격 테스트를 위해 부품의 안전측정과 EMI(Electro Magnetic Interference; 이하 EMI로 칭함)전도 측정이 실시되는데 이 중 EMI전도를 측정하는 방법이 92년 11월 부터 일부 변경되고 상기 변경된 내용이 93년 1월 부터 적용하기로 결정되었다.

상기 변경전의 EMI전도 측정방법은 제1도에 도시한 바와 같이 EMI전도 측정을 위한 실드 룸(11)의 접지가 대지와 접지되고 EMI전도를 측정하고자 하는 피측정기(12)의 출력을 입력으로 하는 LISN 전도장비(13)의 접지는 상기 실드 룸의 접지와 상관없이 별도로 접지되는 방식으로 스팩트럼 측정기(14)에 의해 EMI전도가 측정되었다. 이에 반해 상기 변경된 EMI전도의 측정은 제2도에 도시한 바와 같이 EMI전도가 측정되는 피측정기(12)의 접지와 상기 LSIN 전도장비(13)의 접지 및 상기 실드 룸(11)의 접지가 대지로 접지되는 방식으로 이루어진다.

그 결과, 상기 변경되기 전의 방식에 따른 스위칭 전원을 사용하는 전자제품의 EMI전도 측정의 결과는 문제가 없었으나 변경된 방식에 따라 EMI전도를 측정한 결과 제3도에 도시한 바와 같이 전자파(31)가 기준치(32)를 초과하는 문제점이 발생되었다.

모든 전기, 전자기는 전기량, 즉 전압, 전류를 사용하고 있다. 전선에 전류를 흘리면 그 주위에 자계가 형성되고 전위차가 있으면, 공간에 전계가 생기게 되어 이들이 시간에 따라 변화하면 전자계가 발생하고, 또 선위에 교류와 같은 의미의 전압강하를 발생시켜 다른 회로에 유도 또는 회로에 주어지는 전원전압이나 입력에 변화를 가해서 회로의 오동작 및 인명에 위험을 가하게 된다.

노이즈의 종류로는 복사노이즈와 전도노이즈로 대분되고 전도노이즈의 발생에는 신호가 공급되는 두선간의 차동전압인 노멀모드 노이즈와 두선에 공통으로 발생하는 컴먼모드 노이즈가 있다. 절연은 컴먼모드 노이즈에 대한 대책이며 구체적 방법으로는 트랜스를 이용하는 방법과 공전결합소자를 이용하는 방법 및 릴레이를 이용하는 방법이 있다.

본 고안의 필터에 의한 노이즈의 저감은 컴먼모드 노이즈와 노멀모드 노이즈의 저감이 목적으로 전원선이나 신호선에 발생한 전도 노이즈 저감을 위해 사용되는 경우가 많고, 전원에너지나 신호를 통과시켜 이것보다 고주파영역의 노이즈를 감쇠시키는 로우패스필터가 사용된다.

제4도에 도시한 종래의 라인필터의 구조는 사각형태의 폐자로의 구조를 갖는 철심(41)과 상기 철심(41)의 하부의 중간에 형성된 격벽(42)과 상기 격벽(42)에 의해 2분된 철심 하부의 한 쪽에 권장되는 제1권선(43)과 다른 쪽에 제2권선(44)이 권장된 형태이다. 제5a도는 상기 라인필터의 등가회로로 상기 제1권선(43)에서 발생한 자속과 제2권선(44)에서 발생한 자속의 변환을 이용하여 노이즈 필터의 효과를 얻는다. 제5b도는 종래의 라인필터의 횡단면도로서, 두 권선(43, 44) 사이에 표유용량(CL)이 형성되는 것을 보인 것이다.

그러나 상기 구조를 갖는 종래의 라일필터는상기 제1권선(43)과 제2권선(44) 사이의 결합도에 의해 누설자속이 발생하게 되고 상기 누설자속에 의해 노이즈 저감효과가 저하되는 문제점이 있다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 본 고안의 노이즈 제거용 라인필터는 라인필터를구성하는 두 보빈을 각각 2분할 하여 구성함으로써, 노이즈 저감효과를 증대하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 노이즈 제거용 라인필터는 한 쌍의 제1및 제2라인 사이에 접속되는 라인필터에 있어서, 중앙 격벽에 의해 코일이 감기는 영역이 제1 및 제2영역으로 구분된 보빈;

일측단에 마주 보면서 일정 간격으로 상기 보빈의 관통구에 삽입되며 개자로를 형성하는 제1 및 제2 ㄷ형 철심코아;

상기 제1 및 제2영역을 각각 이등분하기 위한 제1 및 제2 중간 격벽;

상기 제1 중간 격벽에 의해 2등분되고 상기 제1영역에 권장되고 제1라인 사이에 접속되는 제1권선; 및

상기 제2 중간 격벽에 의해 2등분되고 상기 제2 영역에 권장되고 제2라인 사이에 접속되는 제2권선을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 고안의 라인필터를 좀더 상세히 설명하고자 한다.

제6도는 라인필터가 사용되는 실제 필터회로를 보인 도면이다.

제7도는 본 고안의 라인필터의 종단면도이다.

제8도는 본 고안의 라인필터의 횡단면도이다.

제9도는 본 고안의 라인필터와 종래의 라인필터의 L값과 Q값을 보인 그래프이다.

제10도는 본 고안의 라인필터에 따른 전자파 전도특성을 보인 도면이다.

실제 필터회로에서는 제6도에 도시한 바와 같이 상호인덕턴스 결합을 만들어 컴먼모드 노이즈를 저감시키고 있다.

라인필터(61)의 L₁, L₂는 코일의 자기인덕턴스, M은 상호인덕턴스이다. 상기 라인필터(61)의 L₁, L₂를 형성하는 양코일을 같은 횟수만큼 양자가 긴밀하게 결합하도록 감으면 L₁=L₁M이 된다. 신호전류 is에 대해서는 L₁, L₂의 리액턴스가 M에 의해 상쇄되는 방향으로 작용하여 i_s에 대해서는 리액턴스가 0이 된다. 한편 컴언모드 노이즈에 의한 전류 i_c에 대해서는 M의 작용이 역이 되기 때문에 높은 임피던스를 가한 것과 같은 결과가 되어 노이즈분만이 저감되게 된다. 여기서 용량 C₁은 노멀모드 노이즈 저감용의 바이패스임피던스를 형성하는 고주파노이즈 제거용 콘덴서(62)이고, 용량 C₂는 접지를 바이패스임피던스로 하는 고주파노이즈 제거용 콘덴서(63)로, 이 필터회로는 리드 양쪽의 노이즈를 저감시킬 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 라인필터(61) 주변의 노이즈 제거용 콘데선(62, 63)들의 L값을 조정하는 방법으로 전자파의 특성을 개선하는 방법이 있으나, 상기 저주파 제거용 콘덴서(62)는 콘덴서의 특성으로 인한 값 증가의 한계가 발생되고, 상기 고주파 노이즈 제거용 콘덴서(63)는 값의 증가에 따라 누설 전류가 증가되는 관계로 상기 콘덴서들을 이용하여 전자파의 특성을 개선하는 데는 한계가 있다.

따라서, 본 고안의 라이필터는 상기 제7도에 도시한 바와 같이 한 쌍의 제1 및 제2라인 사이에 접속되는 라인필터에 있어서, 중앙 격벽(72)에 의해 코일이 감기는 영역이 제1 및 제2영역(81, 82)으로 구분된 보빈(70),

일측단에 마주 보면서 일정 간격으로 상기 보빈의 관통구에 삽입되며 개자로를 형성하는 제1 및 제2 ㄷ형 철심코아(71);

상기 제1 및 제2영역(81, 82)을 각각 이등분하기 위한 제1 및 제2중간 격벽(73, 74);

상기 제1중간 격벽(73)에 의해 2등분되고 상기 제1영역(81)에 권장되고 제1라인 사이에 접속되는 제1권선(75); 및

상기 제2중간 격벽(74)에 의해 2등분되고 상기 제2영역(82)에 권장되고 제2라인 사이에 접속되는 제2권선(76)으로 구성되고,

상기 제1권선(75)은 상기 제1격벽(73)에 의해 2등분된 제3권선(77)과 제4권선(78)으로 구성되고, 상기 제2권선(76)은 상기 제2격벽(73)에 의해 2등분된 제5권선(79)과 제6권선(80)으로 구성된다.

상기 구성에 따른 본 고안의 라인필터는 상기 중앙격벽에 의해 코일이 감기는 영역이 구분되는 상기 보빈(72)의 관통구에 ㄷ자형태의 두 개의 철심(71)을 서로 마주보는형태로 일정간격으로 이격되도록 삽입하여 개자로를 형성하고 상기 제1격벽(73)에 의해 2등분된 제1영역(81)에 상기 제3, 제4권선(77, 78)을 상기 제2격벽(73)의 양쪽에 각각 권장하고 상기 제2격벽(74)에 의해 2등분된 제2영역(82)에 상기 제5, 제6권선(79, 80)을 상기 제2격벽(74)의 양쪽에 각각 권장하는 구조로 하고 상기 권선은 선경이 굵은 것을 사용하였다.

상기 구성에 따른 본 고안의 라인필터의 구조에 따라 상기 제8도에 도시한 바와 같이 상기 제3, 제4권선(77, 78)과 제4, 제5권선(78, 79) 및 제5, 제6권선(79, 80) 사이에 형성되는 표유용량(CL)이 증가되고 상기 권선의 성경을 굵게 하여 L값의 결정을 용이하게 하였다.

그 결과 본 고안의 라인필터는 상기 제9도에 도시한 바와 같이 종래의 라인필터의 L값(91)에 비해 본 고안의 라인필터의 L값(92)이 개선되고 또한, 본 고안의 라인필터의 Q값(93)이 종래의 라인필터의 Q값(94)보다 개선된 것을 알 수 있다. 이러한 결과로, 본 고안에 따른 라인필터의 노이즈 특성은 상기 제10도에 도시한 바와 같이 EMI전도 검정 시의 기준치의 아래로 전자파가 형성되는 것을 통해 개선된 것을 알 수 있다.

따라서, 본 고안의 라인필터는 임피던스와 Q값이 증가하고 선경을 굵게 하여 L값의 선정을 용이하게 하고 발열이 감소하는 효과와 라인필터를구성하는 각 권선 간의 표유용량이 증가됨에 따라 노이즈 특성이 개선되는 현저한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 한 쌍의 제1 및 제2라인 사이에 접속되는 라인필터에 있어서,

   중앙 격벽(72)에 의해 코일이 감기는 영역이 제1 및 제2영역(81, 82)으로 구분된 보빈(70);

   일측단에 마주 보면서 일정 간격으로 상기 보빈(70)의 관통구에 삽입되며 개자로를 형성하는 제1 및 제2 ㄷ자형 철심코아(71);

   상기 제1 및 제2영역(81, 82)을 각각 이등분하기 위한 제1 및 제2중간 격벽(73, 74);

   상기 제1중간 격벽(73)에 의해 2등분되고 상기 제1영역(81)에 권장되고 제1라인 사이에 접속되는 제1권선(75); 및

   상기 제2중간 격벽(74)에 의해 2등분되고 상기 제2영역(82)에 권장되고 제2라인 사이에 접속되는 제2권선(76)을 구비하는 것을 특징으로 하는 라인필터.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1및 제2권선(75, 76)은

   일반적으로 사용되는 라인필터의 권선보다 선경이 더 굵은 것을 사용하여 라인필터의 L값의 결정을 용이하게 하고 발열이 감소되는 것을 특징으로 하는 라인필터.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 라인필터는

   상기 제1 및 제2격벽(73, 74)에 의해 형성되는 표유용량(CL)에 의해 전체적인 표유용량이 증가되는 것을 특징으로 하는 라인필터.
4. 제3항에 있어서 상기 라인필터는

   표유용량의 증가에 따라 라인필터의 Q값이 증가되는 것을 특징으로 하는 라일필터.