KR0145183B1 - Lc 노이즈 필터 - Google Patents

Lc 노이즈 필터

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KR0145183B1 KR1019900005469A KR900005469A KR0145183B1 KR 0145183 B1 KR0145183 B1 KR 0145183B1 KR 1019900005469 A KR1019900005469 A KR 1019900005469A KR 900005469 A KR900005469 A KR 900005469A KR 0145183 B1 KR0145183 B1 KR 0145183B1
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Abstract

내용 없음

Description

LC노이즈필터
제1도는 본 발명에 관한 분포정수형 LC노이즈필터의 바람직한 제1실시예의 설명도로서, 제1도 (a)는 기판표면의 설명도, 제1도(b)는 기판이면의 설명도.
제2도는 제1도에 도시한 노이즈필터의 등가회로도.
제3도는 본 발명에 관한 LC노이즈필터의 바람직한 제2실시예의 설명도로서, 제3도(a)는 그의 표면측의 설명도, 제3도 (b)는 그의 이면측의 설명도.
제4도는 제3도에 도시한 LC노이즈필터의 등가회로도.
제5도는 본 발명의 바람직한 제3 실시예의 설명도로서, 제5도 (a)는 그의 표면측의 설명도, 제5도 (b)는 그의 이면측의 설명도.
제6도는 제5도에 도시한 LC노이즈필터의 등가회로도.
제7도는 본 발명의 바람직한 제4 실시예의 설명도로서, 제7도 (a)는 그의 표면측의 설명도, 제7도 (b)는 그의 이면측의 설명도.
제8도는 제7도에 도시한 LC노이즈필터의 등가회로도.
제9도는 본 발명의 바람직한 제5 실시예의 설명도로서, 제9도 (a)는 그의 표면측의 설명도, 제9도 (b)는 그의 이면측의 설명도.
제10도는 하우징을 사용해서 형성된 본 발명에 관한 LC노이즈필터의 바람직한 제6 실시예의 설명도.
제11도는 자성체를 분말체도장해서 폐자로를 형성한 LC노이즈필터의 설명도.
제12도는 PC보드를 적층배치하고 그중의 1개에 상기 제1∼제5 실시예에 관한 노이즈필터를 사용하여 다채널노이즈필터를 형성한 경우의 설명도.
제13도는 IC가 실장된 PC보드상에 신호선용 다채널노이즈필터와 전원선용 노이즈필터 양쪽을 형성하는 경우의 설명도.
제14도는 세로로 긴 절연성 기판상에 다채널노이즈필터를 형성하고 이것을 PC보드상에 실장한 경우의 설명도.
제15도는 본 발명의 다른 실시예의 설명도.
제16도는 종래의 노이즈필터의 1예를 도시한 설명도.
제17도 및 제18도는 제16도에 도시한 종래의 노이즈필터의 등가회로도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10:절연성기판 12:인덕터도체
40:차폐도체 50:접지용 블록도체
본 발명의 분포정수형 LC노이즈필터의 개량에 관한 것이다.
종래부터 제16도(a)에 도시한 바와 같이 세라믹 등의 절연성기판(10)의 한면(10a)에 인덕터도체(12)를 소용돌이모양으로 형성하고, 제16도 (b)에 도시한 바와 같이 다른면(10b)에 접지도체(14)를 형성한 노이즈필터가 알려져 있다.
이 노이즈필터는 제17도에 도시한 바와 같이 소용돌이모양의 인덕터도체(12)가 인덕턴스L1을 얻음과 동시에, 이 소용돌이모양의 인덕터도체(12)와 접지도체(14) 사이에서 분포정수적으로 정전용량C를 얻어 LC노이즈필터로서 기능한다.
그러나, 이와 같은 종래의 LC노이즈필터는 다음과 같은 문제가 있었다.
[a] 제1의 문제
이 노이즈필터는 기판(10)의 표면측에 마련된 인덕터도체(12)와 이면측에 마련된 접지도체(14) 사이에 기대하는 만큼의 캐패시턴스C가 얻어지지 않고 또 집중정수형 LC노이즈필터보다 나쁜 전기적특성밖에 얻을 수 없다는 문제가 있었다.
특히, 인덕터도체(12)에 통전하는 신호의 주파수가 높아지면, 인덕터도체(12)의 인덕턴스가 변화하고, 또 접지도체(14)와의 사이에 캐패시턴스C가 작아져 LC노이즈필터로서의 충분한 기능을 발휘하지 못한다는 문제가 있었다.
[b] 제2의 문제
이 노이즈필터를 신호용 회로에 사용하는 경우에는 인덕터도체(12)의 양끝전극(16),(18)에 신호를 통전하고 이 신호속에 포함되는 잡음을 제거하는 것이지만, 통전하는 신호의 주파수가 높아지면 소용돌이모양으로 감긴 인덕터도체(12)에 화살표B로 나타낸 바와 같은 선간단락이 발생하여 인덕터도체(12)가 인덕터로서 기능하지 않게 되어 버린다는 문제가 있었다. 특히, 이와 같은 선간단락현상은 통전하는 신호의 주파수가 높아지면 높아질수록 빈번하게 발생하기 때문에, 종래의 노이즈필터는 고주파용 노이즈필터로서 사용하는 것은 불가능하다는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제를 감안해서 이루어진 것으로서, 상기 제1 제2의 문제를 해결하는 우수한 전기적특성을 구비한 분포정수형 LC노이즈필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부도면으로부터 명확하게 될 것이다.
본원에 있어서 개시되는 발명중 대표적인 것에 개요를 간단하게 설명하면 다음과 같다.
즉, 본 발명의 LC노이즈필터는 유전체의 한쪽면에 소용돌이모양으로 형성된 인덕터도체, 이 유전체를 사이에두고 상기 인덕터도체의 일부와 상대향하도록 형성된 1개 또는 여러개의 접지용 블록도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이하, 본 발명의 작용에 대해서 설명한다.
본 발명자는 예를 들면 제16도에 도시한 LC노이즈필터에 있어서 인덕터도체(12)와 접지도체(14) 사이에 왜 기대하는 만큼의 캐패시턴스가 얻어지지 않는가에 대해서 검토하였다. 그리고, 그의 큰 원인이 접지도체(14)에 흐르는 단락전류에 있다는 가정을 세워, 제17도에 도시한 LC노이즈필터의 인덕턴스L1및 캐패시턴스C가 실제로 기능하고 있는가에 대해서 검토를 추진하였다.
이 LC노이즈필터는 소용돌이모양의 인덕터도체(12)에 대해서 접지도체(14)가 정전용량으로 용량결합함과 동시에 유도결합되어 있다. 따라서, 인덕터도체(12)의 통전전류에 의해 발생한 자속에 의해 접지도체(14)상에도 기전력이 발생하고, 이 기전력에 의해서 실선A로 나타낸 바와 같은 단략전류가 흐른다.
[a] 캐패시턴스에 대한 검토
먼저, 인덕터도체(12)와 접지도체(14) 사이에 왜 기대하는 만큼의 캐패시턴스C가 얻어지지 않는가에 대해서 검토한다.
소용돌이모양의 인덕터도체(12)를 변성기에 있어서의 1차코일에 예를들면 접지도체(14)는 단락된 2차코일과 같이 작용하고, 평면상에 형성된 접지도체(14)라고 해도 그의 인덕턴스성분이 의외로 많아진다.
따라서, 제16도에 도시한 종래의 LC노이즈필터의 정확한 등가회로는 제17도에 도시한 바와 같은 것이 아니라, 실제로는 제18도에 도시한 바와 같은 것으로 된다. 이것에 있어서, L1은 인덕터도체(12)의 인덕턴스, LE는 접지도체(14)의 인덕턴스, C는 2개의 도체(12)와 (14) 사이에 분포정수적으로 형성되는 캐패시턴스이다.
상기 캐패시턴스C를 가령, Ca, Cb, Cc와 같은 3개의 집중콘덴서로 분류해서 고려해 본다. 접지도체(14)의 인덕턴스LE가 커지면, 접지단자(20)에서 떨어진 위치에 있는 캐패시턴스Cb, Cc는 모두 인덕턴스LE에 의해 통전이 저지된다.
따라서, 접지도체(14)의 접지단자(20)에 가까운 캐패시턴스Ca만이 노이즈필터의 캐패시턴스로서 작용하게 된다.
이 때문에, 종래의 LC노이즈필터는 필터로서 본 경우에 Ca의 캐패시턴스밖에 얻어지지 않아 그의 구조상 기대하는 캐패시턴스C를 얻을 수 없다고 고려된다.
또, 접지도체(14)의 접지단자(20)에 가까운 부분에서밖에 실질적인 캐패시턴스를 형성할 수 없기 때문에, 제16도 (b)에 도시한 접지도체(14)의 면적을 1/2로 하거나 또는 1/3으로 해도 노이즈필터로서의 실질적인 특성은 거의 변함이 없으며, 임의의 캐패시턴스C를 가진 LC노이즈필터를 얻는 것이 곤란하다는 문제도 있었다.
[b] 인덕턴스에 대한 검토
다음에, 인덕터도체(12)의 인덕턴스에 대해서 검토한다.
상술한 바와 같이, 이 LC노이즈필터는 소용돌이모양의 인덕터도체(10)에 대해서 접지도체(14)가 정전용량으로 용량결합됨과 동시에 유도결합되어 있다.
따라서, 인덕터도체(12)에는 그의 자기(自己)인덕턴스L1이외에 접지도체(14)와의 사이의 상호인덕턴스M이 작용하게 된다. 특히, 종래와 같이 접지도체(14)의 면적을 크게 취하면, 이 상호인덕턴스M이 너무 커져 인덕터도체(12)가 LC노이즈필터용 인덕터로서의 기능을 충분히 발휘하지 못한다고 고려된다.
또, 종래의 평면상의 접지도체(14)는 소용돌이모양의 인덕터도체(12)의 전체면과 상대향하고 있기 때문에, 인덕터도체(12)의 자로를 봉쇄하여 그의 자기저항을 증대시킨다. 따라서, 상기 인덕터도체(12)에는 기대하는 만큼의 인덕턴스가 얻어지지 않고 이것도 노이즈필터로서의 기능을 저하시키는 큰 요인으로 되고 있다고 고려된다.
이상 설명한 [a],[b]의 검토에서 명확한 바와 같이, 종래의 LC노이즈필터는 회로전체에서 보면 충분한 캐패시턴스 및 인덕턴스를 얻을 수 없어 집중정수형 LC노이즈필터보다 나쁜 특성밖에 얻을 수 없다는 것을 이해할 수 있다.
[c] 본 발명에 대한 검토
이와 같은 사실에 입각해서 유전체의 한면에 소용돌이모양으로 형성된 인덕터도체에 대해서 유전체의 다른면 측에 캐패시터로서 기능하는 접지도체를 어떻게 형성하면 양호한 특성을 가진 LC노이즈필터를 얻을 수 있을 것인가에 대해서 검토를 추진하였다.
그리고, 본 발명자는 유전체를 사이에 두고 인덕터도체의 일부와 상대향하도록 1개 또는 여러개의 접지용 블록도체를 마련하고 LC노이즈필터를 형성하였다.
상기 접지용 블록도체는 그의 면적이 작기 때문에 자기 인덕턴스LE가 작고, 인덕터도체와의 사이에서 형성하는 캐패시턴스를 그대로 노이즈필터의 캐패시터로서 사용할 수가 있다.
또, 상기 접지용 블록도체는 인덕터도체의 일부와밖에 상대향하지 않기 때문에, 인덕터도체와 접지용 블록도체 사이의 상호인덕턴스를 거의 무시할 수 있으며, 노이즈필터의 특성을 저하시키는 상호인덕턴스를 포함하지 않는 LC노이즈필터를 구성할 수가 있다.
또, 상기 접지용 블록도체는 인덕터도체의 일부와 상대향하고 있을 뿐이며 인덕터도체의 자로를 방해하는 일이 없기 때문에 인덕터도체의 인덕턴스를 저하시키는 일도 없다.
따라서, 본 발명의 LC노이즈필터는 충분한 L 및 C를 갖고 또 특성에 악영향을 미치는 상호인덕턴스가 작은 LC노이즈필터를 얻을 수가 있다.
이 LC노이즈필터를 사용하여 실험을 한 결과, 상기 접지용 블록도체를 1개 마련한 것만으로도 제16도에 도시한 종래의 LC노이즈필터보다 현저하게 우수한 특성을 얻을 수가 있었다. 또, 접지용 블록도체를 여러개 마련한 결과, 각 블록도체는 인덕터도체와의 사이에서 실효적으로 기능하는 캐패시터를 개별로 형성한다. 따라서, 이들 접지용 차단블럭을 임의의 개수 마련하는 것에 의해서, 원하는 캐패시턴스를 갖는 LC노이즈필터를 얻을 수가 있다.
또, 본 발명에 의하면 상기 접지용 블록도체를 여러개 마련하는 것에 의해서, 종래의 필터에서는 얻을 수 없었던 분포정수형에 근사한 LC노이즈필터로서의 특성을 얻을 수도 있다.
또, 본 발명자가 더욱더 검토를 추진한 결과, 상기 접지용 블록도체를 인덕터도체의 어느 위치에 대향시키는가가 노이즈필터의 감쇠특성에 크게 영향을 미치고, 접지용 블록도체를 인덕터도체의 입력 또는 출력단자와 전기회로적으로 가까운 위치에 배치하는 것에 의해서 우수한 감쇠특성을 얻을 수 있다는 것이 확인되었다.
따라서, 접지용 블록도체를 1개 마련하는 경우에는 이것을 인덕터도체의 입력 또는 출력단자중의 어느 한쪽에 근접시켜 배치하면 좋다.
또, 접지용 블록도체를 여러개 마련하는 경우에는 그중의 1개를 인덕터도체의 입력단자에 근접시켜 배치하고, 다른 1개를 출력단자에 근접시켜 배치하며, 나머지를 다른 위치에 대향해서 배치하면 좋다.
또, 상기 인덕터도체의 선 사이에 위치해서 이 인덕터도체의 선간단락을 방지하는 차폐도체를 형성하는 것에 의해서, 인덕터로서 기능하는 인덕터도체는 고주파영역에 있어서도 종래와 같이 선간단락이 발생하는 일없이 인덕터로서 충분히 기능하는 것이 확인되었다.
이것에 의해, 본 발명에 의하면 저주파영역에서 고주파영역에 걸쳐 우수한 전기적특성을 갖는 LC노이즈필터를 얻을 수가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면에 따라서 상세하게 설명한다.
또, 실시예를 설명하기 위한 모든 도면에 있어서 동일한 기능을 갖는 것에는 동일한 부호를 붙이고 그 반복적인 설명은 생략한다.
[제1 실시예]
제1도에는 본 발명에 관한 분포정수형 LC노이즈필터의 바람직한 제1 실시예가 도시되어 있다.
이 실시예의 LC노이즈필터는 제1도(a)에 도시한 바와 같이, 세라믹스 등의 절연성 기판(10)의 한면(10a)에 인덕터로서 기능하는 인덕터도체(12)를 소용돌이모양으로 형성하고 있다. 이 소용돌이모양의 인덕터도체(12)의 바깥쪽끝부는 그대로 단자(16)에 접속되고, 그의 안쪽끝부는 점퍼선(jumper wire) 또는 리이드(17)을 거쳐서 단자(18)에 접속되어 있다.
본 발명의 제1의 특징은 제1도 (b)에 도시한 바와 같이, 절연성 기판(10)의 다른면(10b)측에 상기 인덕터도체(12)의 일부와 상대향하도록 1개 또는 여러개의 접지용 블록도체(block conductor)(50-1), (50-2), (50-3), (50-4)(이하, 전체를 (50)으로 나타낸다)를 마련한 점에 있다.
본 실시예에서는 (50-1), (50-2), (50-3), (50-4)의 4개의 접지용 블록도체가 마련되어 있다.
이것에 있어서, 상기 접지용 블럭도체(50-1), (50-2), (50-3), (50-4)중의 어느 1개 인덕터도체(12)의 한쪽의 단자(16)과 전기회로적으로 가까운 위치에 있어서 상기 인덕터도체(12)와 대향배치시키는 것이 바람직하고, 또 다른 1개의 블록도체(50)은 다른쪽의 단자(18)과 전기회로적으로 가까운 위치에 있어서 인덕터도체(12)와 대향배치시키는 것이 바람직하다.
이 때문에, 상기 접지용 블록도체(50-1)은 인덕터도체(12)의 단자(16)에 전기회로상 가까운 장소에 위치하는 일부의 영역(12-1)과 상대향하도록 마련되어 있다. 또, 블록도체(50-4)는 인덕터도체(12)의 단자(18)과 전기회로상 가까운 장소에 위치하는 일부의 영역(12-4)와 상대향하도록 마련되어 있다. 또, 나머지 2개의 블록도체(50-2), (50-3)은 각각 인덕터도체(12)의 일부의 영역(12-2), (12-3)과 각각 대향해서 배치되어 있다.
이것에 있어서, 적어도 입출력단자(16), (18)에 근접해서 배치된 접지용 블록도체(50-1) 및 (50-4)는 단자(16), (18)에 각각 가까운 위치에서 리이드(51-1), (51-4)를 인출해서 접지단자(20)과 접속하는 것이 양호한 감쇠특성을 얻는 점에서 바람직하다.
또, 각 블록도체(50)은 상대향하는 인덕터도체(12)보다 약간 폭넓게 형성되어 있다.
제2도에는 본 실시예의 LC노이즈필터의 등가회로도가 도시되어 있다.
이 실시예에 있어서 소용돌이모양으로 형성된 인덕터도체(12)는 인덕터L1로서 기능한다. 또, 인덕터도체(12)와 기판(10)을 사이에 두고 상대향하는 각 접지용 블록도체(50-1), (50-2), (50-3), (50-4)는 인덕터도체(12)의 각 영역(12-1), (12-2), (12-3), (12-4)와의 사이에서 정전용량에 의해 용량결합되어 캐패시터C1, C2, C3, C4를 형성한다.
특히, 본발명에서는 각 접지용 블럭도체(50-1), (50-2), (50-3), (50-4)가 각각 면적이 작은 블록모양으로 형성되고, 접지단자(20)에 접속되어 있다. 따라서, 각 블럭도체(50-1), (50-2), (50-3), (50-4)에 흐르는 와전류가 적고 그의 인덕턴스도 작기 때문에, 상기 캐패시터C1, C2, C3, C4가 직접 접지단자(20)에 접속되게 된다. 이것에 의해, 여러개의 LC노이즈필터가 직렬로 접속된 것과 동일한 상태로 되어 실질적으로 분포정수형으로서 기능하는 LC노이즈필터를 얻을 수가 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 상기 접지용 블록도체(50)의 수를 늘리는 것에 의해 캐패시턴스C를 증가시킬 수 있고, 또 블록도체(50)의 개수를 줄이는 것에 의해 캐패시턴스C를 작게 한 LC노이즈필터를 얻을 수가 있다.
또, 상기 각 접지용 블럭도체(50-1), (50-2), (50-3), (50-4)는 그의 면적이 작고 또 인덕터도체(12)의 일부의 영역(12-1), (12-2), (12-3), (12-4)와 대향해서 배치되어 있을 뿐이다. 이 때문에 인덕터도체(12)와 각 접지용블럭도체(50-1), (50-2), (50-3), (50-4)사이의 상호인덕턴스를 거의 무시할 수 있어 노이즈필터의 특성 열화(劣化)의 하나의 요인으로 되는 상호인덕턴스성분을 대폭으로 저감할 수가 있다.
또, 본 발명의 노이즈필터에서는 접지용 블록도체(50)이 인덕터도체(12)의 자로를 방해하는 일이 없도록 형성되어 있다.
즉, 인덕터도체(12)에 통전했을 때 발생하는 자속은 인덕터도체(12)의 선 사이를 기판(10)의 표면측에서 이면측으로 또 그의 역방향으로 통과한다. 이때, 이 자로를 방해하도록 블록도체(50)이 마련되어 있으면(예를 들면, 인덕터도체(12)의 선간영역과 상대향하도록 블록도체(50)이 마련되어 있으면), 자로는 블록도체(50)에 의해서 봉쇄되어 인덕터도체(12)가 충분히 인덕터로서 기능할 수 없게 되어 버린다.
이에 대해서, 본 발명과 같이 인덕터도체(12)와 상대향하도록 각 블록도체(50)을 마련하는 것에 의해서, 인덕터도체(12)의 자로는 블록도체(50)에 의해서 아무런 방해를 받는 일이 없기 때문에, 소용돌이모양의 인덕터도체(12)의 인덕턴스를 저하시키지 않고 LC노이즈필터로서의 작용효과를 충분히 발휘시킬 수가 있다.
따라서, 인덕터도체(12)의 단자(16), (18)을 입출력단자로서 사용하면, 양호한 전기적특성을 갖는 통상모드형 노이즈필터로서 사용할 수가 있다.
또한, 본 실시예에 있어서는 각 접지용 블럭도체(50-1), (50-2), (50-3), (50-4)는 상대향하는 인덕터도체(12)의 일부의 영역보다 폭넓게 형성했지만, 그의 면적(수량, 길이)은 필요에 따라서 임의로 설정하면 좋다.
[제2 실시예]
제3도에서는 본 발명의 바람직한 제2 실시예가 도시되어 있다.
이 실시예의 LC노이즈필터는 제3도 (a)에 도시한 바와 같이 기판(10)의 표면(10a)에 2조의 인덕터도체(12a), (12b)를 소용돌이모양으로 형성하고 있다.
또, 제3도 (b)에 도시한 바와 같이 기판(10)의 이면(10b)측에는 한쪽의 인덕터도체(12a)의 일부와 상대향하는 1군의 접지용 블럭도체(50a-1), (50a-2), (50a-3), (50a-4)가 상기 제1 실시예와 마찬가지로 마련되어 있다. 마찬가지로, 다른 인덕터도체(12b)의 일부와 상대향하는 1군의 접지용 블럭도체(50b-1), (50b-2), (50b-3), (50b-4)도 상기 제1 실시예와 마찬가지로 마련되어 있다.
이것에 있어서, 상기 접지용 블럭도체(50a-1), (50a-2), (50a-3), (50a-4)는 한쪽의 인덕터도체(12a)의 각부(12a-1), (12a-2), (12a-3), (12a-4)에 각각 대향해서 배치되어 있다. 또, 다른 접지용 블럭도체(50b-1), (50b-2), (50b-3), (50b-4)는 다른쪽의 인덕터도체(12b)의 각부(12b-1), (12b-2), (12b-3), (12b-4)에 각각 대향해서 배치되어 있다.
또, 동일도면에 있어서 (16a), (18a)는 한쪽의 인덕터도체(12a)의 입출력단자이며, (16b), (18b)는 다른쪽의 인덕터도체(12b)의 입출력단자이다.
제4도에는 본 실시예의 LC노이즈필터의 등가회로도가 도시되어 있으며, 본 실시예에 있어서 소용돌이모양으로 형성된 인덕터도체(12a)는 제1 인덕터L1로서 기능하고, 마찬가지로 소용돌이모양으로 형성된 인덕터도체(12b)는 제2 인덕터L2로서 기능한다.
그리고, 기판(10)의 이면측에 마련된 1군의 접지용 블럭도체(50a-1), (50a-2), (50a-3), (50a-4)는 기판(10)을 사이에 두고 상대향하는 한쪽의 인덕터도체(12a)와의 사이에서 그의 자로를 방해하는 일이 없도록 캐패시터C1, C2, C3, C4를 분포정수적으로 형성한다.
마찬가지로, 기판(10)의 이면측에 마련된 다른 1군의 접지용 블럭도체(50b-1), (50b-2), (50b-3), (50b-4)는 다른쪽의 인덕터도체(12b)와의 사이에서 그의 자로를 방해하는 일이 없도록 캐패시터C5, C6, C7, C8을 분포정수적으로 형성한다.
따라서, 본 실시예의 노이즈필터는 제4도에 도시한 바와 같은 회로구성으로 이루어지는 분포정수형의 공통모드형 4단자로 노이즈필터로서 기능하게 된다.
또한, 본 실시예에 있어서도 각 인덕터도체(12a), (12b)에 대해서 각각 4개의 접지용 블록도체(50)을 마련하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고 필요에 따라서 이들 접지용 블록도체(50)의 개수를 증감하여 임의의 캐패시턴스를 가진 분포정수형의 공통모드형 노이즈필터로서 사용할 수가 있다.
[제3 실시예]
그런데, 상기 제1 및 제2 실시예는 문제점을 해결하기 위한 수단 부분에서 설명한 제1 문제를 해결할 수는 있지만, 제2 문제를 해결하는 것은 불가능하다.
제5도 및 제6도에는 이와 같은 무제를 해결한 본 발명의 바람직한 제3 실시예가 도시되어 있다.
본 실시예의 특성은 제1도에 도시한 노이즈필터에 있어서 기판(10)의 한면(10a)에 형성된 인덕터도체(12)의 선 사이에 차폐도체(shield conductor)(40)을 소용돌이모양으로 형성한 점에 있다.
그리고, 이 기판(10)의 중앙에는 제5도에 도시한 바와 같이 관통구멍(42)가 마련되고, 차폐도체(40)의 안쪽끝부는 이 관통구멍(42)를 거쳐서 기판(10)의 다른면(10b)측에 마련된 접지용 블록도체(50-4)와 전기적으로 접속되어 있다.
이상의 구성으로 하는 것에 의해서, 본 실시예의 노이즈필터는 상기 제1 및 제2 문제점을 해결하고 또 제6도에 도시한 바와 같이 저주파대역에서 고주파대역에 걸쳐 우수한 전기적 특성을 갖는 통상모드형의 3단자 노이즈필터로서 기능하게 된다.
또, 본 실시예의 노이즈필터는 차폐도체(40)을 마련하는 것에 의해서, 인덕터도체(12)의 선간단락을 방지할 뿐만 아니라 이들 인덕터도체(12)의 인덕턴스 및 도체(12)와 (50) 사이에서 형성되는 캐패시턴스를 개선하여 상기 제1 실시예에 비해 더욱 우수한 감쇠특성을 발휘시킬 수가 있다.
[제4 실시예]
제7도에는 본 발명의 바람직한 제4 실시예가 도시되어 있다.
본 실시예의 특징은 상기 제3도에 도시한 노이즈필터에 있어서 인덕터도체(12a)와 (12b) 사이에 제1 차폐도체(40a)를 소용돌이모양으로 형성함과 동시에 인덕터도체(12b)와 (12a) 사이에 마찬가지로 제2 차폐도체(40b)를 소용돌이모양으로 형성하고 각 인덕터도체(12a)와 (12b) 사이를 차폐한 점에 있다.
그리고, 이들 각 차폐도체(40a), (40b)의 안쪽끝부는 기판(10)의 중앙부에 마련된 관통구멍(42a), (42b)를 거쳐서 기판(10)의 이면(10b)측에 마련된 각 접지용 블록도체(50a), (50b)에 전기적으로 접속되어 있다.
이와 같이 하는 것에 의해서, 본 실시예에 의하면 제8도에 도시한 바와 같이 저주파에서 고주파대역에 걸쳐 우수한 전기적특성을 갖는 공통모드형의 4단자 노이즈필터를 얻을 수 있으며, 특히 상기 제2 실시예에 비해서 우수한 감쇠특성을 얻을 수 있다.
[제5 실시예]
제9도에는 본 발명의 바람직한 제5 실시예가 도시되어 있다.
본 실시예의 특징은 제9도 (b)에 도시한 바와 같이 각 접지용 블럭도체(50-1), (50-2), (50-3), (50-4)를 폭넓게 형성하고, 또 제9도 (a)에 도시한 바와 같이 상기 블록도체(50)과 대향하는 인덕터도체(12)의 각 영역(12-1), (12-2), (12-3), (12-4)를 폭넓게 형성한 점에 있다.
이것에 의해, 인덕터도체(12)와 각 블럭도체(50-1), (50-2), (50-3), (50-4)와의 대향면적이 넓어져 양자 사이에 캐패시턴스C1, C2, C3, C4를 더욱 큰 값으로 할 수가 있다.
또한, 상기 제9도는 제1도에 도시한 실시예의 변형예이지만, 이것과 마찬가지 방법은 상기 제2 실시예∼제4 실시예에 대해서도 적용가능한 것은 물론이다.
또, 기판(10)상에 있어서 각 영역(12) 및 접지용 블록도체(50)을 마련하는 영역에 예를 들면 에칭 등에 의해 오목볼록(凹凸)을 미리 형성하여 그의 실질적 면적을 크게 해 두며 그 위에 상기 각 블록도체(50) 및 인덕터도체(12)를 형성하는 것에 의해서, 블록도체(50)과 인덕터도체(12)와의 대량면적을 넓게하여 그의 캐패시턴스C를 크게 취할 수도 있다.
[제6 실시예]
또, 본 발명의 LC노이즈필터에 있어서 상기 인덕터도체(12)의 권선수나 접지용 블록도체(50)의 개수 이외에 기판(10)의 재료를 적절히 선택하는 것에 의해서, 노이즈필터의 인덕턴스L 및 캐패시턴스C를 임의로 설정할 수가 있다.
예를 들면, 인덕턴스L을 크게 취하고자 하는 경우에는 기판(10)을 자성재료 등을 사용해서 형성하면 좋고, 또 캐패시턴스C를 크게 취하고자 하는 경우에는 기판(10)을 세라믹스 등의 유전율이 높은 재료를 사용해서 형성하면 좋다.
또, 이들 L 및 C양쪽을 크게 하고자 하는 경우에는 기판(10)을 유전율이 높은 재료 및 자성재료 양쪽을 사용해서 형성하면 좋다.
또, 이것 이외에 인덕턴스L을 크게 취하는 경우에는 상기 제1~제5 실시예와 같이 형성된 노이즈필터를 자기회로를 형성하는 하우징내에 수납하면 좋다.
제10도에는 이와 같이 형성된 노이즈필터의 1예가 도시되어 있으며, 이 노이즈필터의 특징은 자성재료를 사용해서 형성된 하우징(80)내에 상기 제1도~제9도에 도시한 노이즈필터(210)을 수납한 점에 있다.
이것에 있어서, 기판(10)의 대략 중앙부에는 자심관통구멍(10c)가 형성되고, 하우징(80)의 중앙부에 마련된 자심(82)가 이 관통구멍(10c)내로 삽입관통된다. 그리고, 이 하우징(80)에 위쪽에서 덮개(84)를 덮는 것에 의해서, 이 자심(82)와 그의 주위에 마련된 하우징(80), 덮개(84)와의 사이에서 노이즈필터 전용의 폐자로(closed magnetic circuit)를 형성하고 있다.
이와 같이 하는 것에 의해서, 이 실시예의 노이즈필터는 충분히 큰 인덕턴스를 갖는 LC노이즈필터로서 형성되게 된다.
또한, 본 실시예에서는 하우징을 사용해서 폐자로를 형성한 경우를 예로 들어 설명했지만 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 필요에 따라서 자기회로가 폐자로로 되도록 하우징을 형성해도 좋다.
또, 제11도에는 기판(10)의 표면을 자성체를 사용해서 분말체도장한 노이즈필터의 1예가 도시되어 있다.
이 실시예의 노이즈필터는 기판(10)의 대략 중앙부에 자심관통구멍(10c)를 형성하고, 이 기판(10)의 표면 및 이면을 자성분말을 사용해서 분말체도장한다.
이것에 의해, 분말체도장층(magnetic powder covering layer)(86)은 노이즈필터전용의 폐자로를 형성하여 외부로 누출되는 자속을 대폭으로 적게 할 수가 있다.
이것에 의해, 본 실시예의 노이즈필터는 예를 들면 이것을 여러개 인접해서 배치하여 다채널노이즈필터로서 사용하는 경우에도, 상인접하는 노이즈필터끼리 링잉(ringing) 등의 상호간섭을 일으키는 일이 적어 우수한 전기적 특성을 발휘할 수가 있다.
[PC보드의 실시예]
상기 제1~제5 실시예에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 절연성기판(10)의 양면을 이용해서 양호한 전기적특성을 갖는 분포정수형 LC노이즈필터를 얻을 수 있고, 예를 들면 절연성기판(10)으로서 PC보드 등을 이용하면 PC보드 자체의 두께를 늘리지 않고 이 PC보드상에 임의의 개수를 분포정수형 LC노이즈필터를 마련할 수가 있다.
따라서, 본 발명의 분포정수형 노이즈필터를 PC보드상에 형성하는 것에 의해서 최근 더욱더 소형경량화가 요구되고 있는 각종 전자기기용 노이즈필터로서 매우 적합한 것으로 되며, 예를 들면 노이즈필터를 PC보드상에 형성하는 것에 의해서 종래의 칩형 노이즈필터를 사용한 것에 비해 장치전체를 대폭으로 박형경량화할 수 있게 된다. 또한, PC보드로서는 통상의 기판 이외에 필요에 따라서 막형상 또는 시트형상의 것을 사용해도 좋다.
따라서, 본 발명의 분포정수형 LC노이즈필터를 예를 들면 랩톱형의 컴퓨터에 사용하는 것에 의해서, 랩톱형 컴퓨터의 소형경량화를 한층더 촉진시킬 수가 있다.
또, 요구되는 두께의 제약에 의해 종래의 노이즈필터를 실장할 수 없었던 IC카드용 PC보드(막기판으로 구성되어 있다) 등에 있어서도 본 발명의 LC노이즈필터를 적용하면 임의의 개수의 LC노이즈필터를 간단히 실장할 수가 있다.
또, 본 발명의 분포정수형 LC노이즈필터는 PC보드상에 간단히 프린트배선하는 것에 의해 형성할 수 있기 때문에, 각종 용도로 사용되는 PC보드에 그의 두께를 늘리지 않고 용이하게 실장할 수 있게 된다.
제12도에는 PC보드상에 신호선용 다채널 노이즈필터를 형성한 경우의 바람직한 실시예가 도시되어 있다.
이 실시예에 있어서 PC보드(100)상에는 여러개의 IC(110)이 실장되어 있고, 이들 IC(110)에서 여러개의 신호선(112)가 기판(110)에 접속되어 있다.
상기 PC보드(100)의 아래쪽에는 다채널 노이즈필터가 마련된 PC보드(200)이 적층배치되어 있다. 이 PC보드(200)은 각 IC(110)의 입출력리이드(112)와 대응하는 위치에 상기 제1∼제5 실시예중의 어느 하나의 LC노이즈필터(210)을 여러개 형성하고 있다. 이것에 의해, PC보드(200)에는 각 IC(110)의 리이드(112)에 대응한 다채널 노이즈필터가 형성되게 된다.
이와 같은 다채널의 노이즈필터(210)은 PC보드(200)상에 예를 들면 프린트 등의 방법을 이용해서 간단히 형성할 수 있으며, 그 크기도 요구되는 L 및 C에 맞게 작은 공간으로 형성할 수 있다.
그리고, 이와 같이 해서 형성된 PC보드(200)은 상기 PC보드(100)에 대해 적층배치되고, 그 위쪽에 위치하는 IC(110)의 각 리이드(112)와 전기적으로 접속된다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면 PC보드(200)의 두께를 늘리지 않고 이 보드(200)상에 다채널 노이즈필터를 형성할 수 있어 전자기기 자체의 소형경량화를 도모할 수가 있다.
또한, 이 실시예에서는 다채널 노이즈필터(210)을 IC(110) 등이 마련된 PC보드(100)과는 다른 보드(200)에 형성하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고 IC(110)을 실장한 PC보드(100)상에 공간의 여유가 있는 경우에는 이 PC보드(100)상에 상기 다채널 노이즈필터(210)을 형성해도 좋다.
또, 본 실시예에서는 PC보드(200)상에 신호선용 다채널 노이즈필터를 형성한 경우를 예로 들어 설명했지만, 이것 이외에도 필요에 따라 전원선용 노이즈필터를 형성할 수도 있다.
제13도에는 IC(110)이 실장된 PC보드(100)상에 신호선용 다채널 노이즈필터(210)과 전원선용 노이즈필터(220)을 형성한 경우의 1예가 도시되어 있으며, 이와 같은 회로구성의 PC보드(100)은 IC카드용 PC보드로서 매우 적합한 것으로 된다. 또한, 전원선용 노이즈필터(220)은 IC(110)이 여러개 있는 경우에는 IC(110)의 개수에 맞게 다채널 노이즈필터로서 형성해도 좋다.
특히, IC카드와 같이 충분한 접지상자체(grounding box)를 구비하고 잇지 않은 휴대용 기기에서는 상기 제4 실시예에서 설명한 공통모드형 노이즈필터를 사용하는 것이 바람직하다.
제14도에는 장방형상으로 형성된 절연성기판(10)상에 상기 제1∼제5 실시예에 도시한 노이즈필터를 여러개 마련하여 다채널노이즈필터(300)으로서 형성된 1예가 도시되어 있다.
이 실시예의 다채널노이즈필터(300)은 통상의 전자부품과 마찬가지로 PC보드(100)상에 간단히 장착실장할 수 있으며, 예를 들면 IC용 다채널노이즈필터 및 그밖의 용도로 사용할 수가 있다. 또, 그 이외에 절연성기판(10)으로서 막기판을 사용하고 PC보드(100)상에 다채널 노이즈필터가 마련된 막기판(10)을 도면과 같이 세우지 않고 횡배치로 실장할 수도 있으며, 이것에 의해 두께가 제한된 장소에 PC보드(100)이 설치되는 경우에도 이 PC보드(100)의 두께를 늘리지 않고 다채널 노이즈필터를 실장할 수가 있다.
또, 본 발명의 노이즈필터는 단순히 신호선용 노이즈필터로서뿐만 아니라 예를 들면 IC의 전원선 등에 전원선용 노이즈필터로서도 사용할 수가 있다.
또, 상술한 바와 같이 본 발명의 노이즈필터에 사용되는 절연성 기판으로서는 필요에 따라서 막형상 또는 시트형상의 절연성 기판 또는 그 이외의 형태의 절연성기판을 사용해도 좋다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 각종 변형실시가 가능하다.
예를 들면, 본 발명의 노이즈필터를 능형의 소자로서 형성하는 경우에는 1개의 노이즈필터에서는 필요로 되는 충분한 L 및 C를 얻을 수 없는 경우도 고려된다. 이 경우에는 여러장의 노이즈필터를 적층하고 각 노이즈필터를 직렬 또는 병렬로 접속하는 것에 의해서, 임의의 C 및 L을 갖는 LC노이즈필터를 얻을 수가 있다.
또, 본 발명의 LC노이즈필터에 있어서 접지용 블록도체를 다수 마련하는 경우에는 각 블록도체를 어떻게 접지단자에 접속하는가가 문제로 된다.
이 경우에는 예를 들면 제15도 (a) 및 제15도(b)에 도시한 바와 같이 표면(10a)에 인덕터도체(12a), (12b)가 마련되고, 이면(10b)에 다수의 접지용 블록도체(50)이 마련된 절연성기판(10) 이외에 보조기판(96)을 마련한다. 이 보조기판(96)은 그의 표면(96a)에 상기 각 블록도체(50)과 접촉하는 다수의 전극(92)가 마련되고, 이면(96b)에 관통구멍을 거쳐서 상기 각 전극(92) 및 접지단자(20)과 접속되는 리이드(98)을 마련한다. 그리고, 기판(10)의 이면(10b)와 보조기판(96)의 표면(96a)를 중첩하도록 해서 양자를 적층하고, 이것을 일체적으로 침지(dipping)한다.
이것에 의해, 접지용 블록도체(50)이 다수 존재하는 경우에도, 이것을 간단히 리이드단자(20)에 접속할 수 있게 된다.
또, 상기 각 실시예에서는 차폐도체를 사용해서 통전도체로서 사용되는 각 인덕터도체의 선간단락을 방지하였다. 본 발명은 이것에 부가해서, 이와 같은 도체가 마련된 기판(10)의 표면(10a) 또는 그의 표면(10a)와 이면(10b) 양쪽에 절연성 차폐층을 피복형성하는 것에 의해서, 그의 선간단락현상을 더욱 효과적으로 방지할 수가 있다.
또, 본 실시예에 있어서 상기 기판(10)을 고주파 흡수발열체와 같은 재료를 사용해서 형성하는 것에 의해 인덕터도체(12)내를 관통하는 신호에서 발생하는 잡음 특히 고주파잡음을 열로서 흡수하여 더욱 효과적인 잡음의 제거를 실행할 수 있게 된다.
또, 상기 기판(10)으로서는 필요에 따라서 뇌서지(lightning surges) 등을 제거하기 위해서 바리스터(varistor)로 사용되는 세라믹재를 사용할 수도 있다.
또, 상기 각 실시예에 있어서 인덕터도체(12), 차폐도체(40), 접지용 블록도체(50)의 표면에 자성체를 도금 등에 의해 접착시켜 자성도전체로 하는 것에 의해서, 인덕터도체(12)의 자기저항이 감소하여 그의 인덕턴스를 크게 할 수도 있다.
또, 상기 실시예에 있어서는 유전체를 기판(10)으로서 형성한 경우를 예로들어 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고 예를 들면 원통, 각통(角筒) 등의 통형 형상을 한 유전체를 사용해도 좋다. 이 경우에는 통체의 내주 또는 외주중의 어느 한쪽면에 여러개의 나선형 홈을 마련하고, 이 홈내에 인덕터도체를 형성하면 좋다. 또, 통체의 내주 및 외주의 양면에 인덕터도체를 형성해도 좋다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 유전체를 사이에 두고 인덕터도체의 일부와 상대향하도록 1개 또는 여러개의 접지용 블록도체를 마련하고, 각 블록도체와 인덕터도체 사이에서 캐패시터를 개별로 형성하고 있다. 이것에 의해, 인덕터도체의 인덕턴스와 각 블록도체의 캐패시턴스로 이루어져 분포정수형으로 양호하게 기능하는 LC노이즈필터를 얻을 수가 있다.
또, 본 발명에 의하면 상기 블록도체의 개수를 증감하는 것에 의해서, 임의의 캐패시턴스를 가진 분포정수형 LC노이즈필터를 간단히 얻을 수가 있다.
또, 본 발명에 의하면 소용돌이모양의 인덕터도체 사이에 이 선간단락을 방지하는 차폐도체를 마련하는 것에 의해서, 고주파대역에 있어서도 선간단락을 발생시키지 않고 잡음성분을 제거할 수 있는 분포정수형 LC노이즈필터를 얻을 수가 있다.

Claims (10)

  1. 2개의 면을 갖는 유전체, 상기 유전체의 한면에 소용돌이모양으로 형성된 인덕터도체 및 상기 유전체의 다른면에 상기 인덕터도체를 따라서 배치되고 또한 상기 인덕터도체의 일부와 상대향하도록 형성된 1개 또는 여러개의 접지용 블록도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 LC노이즈필터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접지용 블록도체중의 어느 1개는 인덕터도체의 입력 또는 출력단자에 근접해서 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 LC노이즈필터.
  3. 제1항또는 제2항에 있어서, 상기 접지용 블록도체는 상기 인덕터도체의 입력단자에 근접해서 배치된 제1 블록도체 및 인덕터도체의 출력단자에 근접해서 배치된 제2 블록도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 LC노이즈필터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 접지용 블록도체는 인덕터도체의 입력단자와 출력단자 사이에 있어서 인덕터도체의 일부와 상대향하도록 마련된 1개 또는 여러개의 제3 블록도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 LC노이즈필터.
  5. 제1항, 제2항, 제4항중의 어느 한항에 있어서, 상기 인덕터도체의 접지용 블록도체와 상대향하는 곳은 폭넓게 형성되어 인덕터도체와 각 접지용 블록도체 사이의 캐패시턴스를 크게 취하도록 한 것을 특징으로 하는 LC노이즈필터.
  6. 제3에 있어서, 상기 인덕터도체의 접지용 블록도체와 상대향하는 곳은 폭넓게 형성되어 인덕터도체와 각 접지용 블록도체 사이의 캐패시턴스를 크게 취하도록 한 것을 특징으로 하는 LC노이즈필터.
  7. 제1항, 제2항, 제4항중의 어느 한항에 있어서, 상기 인덕터도체는 유전체의 한면에 서로 상인접하도록 형성된 2조의 인덕터도체를 포함하여 공통모드형으로서 형성된 것을 특징으로 하는 LC노이즈필터.
  8. 제3에 있어서, 상기 인덕터도체는 유전체의 한면에 서로 상인접하도록 형성된 2조의 인덕터도체를 포함하여 공통모드형으로서 형성된 것을 특징으로 하는 LC노이즈필터.
  9. 제1항, 제2항, 제4항, 제6항중의 어느 한항에 있어서, 상기 인덕터도체의 선 사이에 인덕터도체의 선간단락을 방지하는 차폐도체를 마련한 것을 특징으로 하는 LC노이즈필터.
  10. 제3항에 있어서, 상기 인덕터도체의 선 사이에 인덕터도체의 선간단락을 방지하는 차폐도체를 마련한 것을 특징으로 하는 LC노이즈필터.
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