KR100529881B1 - 가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치 - Google Patents

가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치에 관한 것으로서, 가전 기기로 전원을 공급하는 전원 공급부와, 상기 가전 기기에서 발생되는 노이즈가 제거되도록 하는 제 1 및 제 2 노이즈 제거부를 포함하여 구성되어, 상기 제 2 노이즈 제거부에 상기 제 1 노이즈 제거부가 포함되어 상기 가전 기기에서 발생된 노이즈의 저주파 성분이 제거될 수 있도록 코어에 감긴 제 1 및 제 2 코일로 이루어지는 저주파 노이즈 제거부에서 상기 코어에 감긴 제 3 코일을 형성하고, 상기 제 3 코일이 상기 전원 공급부와 가전 기기 사이에 연결되도록 하여 상기 전원 공급부에서 가전 기기측으로 전달되어 다시 노이즈 발생원으로 작용되는 노이즈가 전달되는 것을 차단하도록 하여 상기 가전 기기측으로부터 노이즈가 다시 전달되는 것을 방지하기 위한 별도의 노이즈 필터를 사용하지 않기 때문에 이로 인해 소요되는 추가 부품이 사용되지 않아 별도의 노이즈 필터로 인해 소요되는 비용 및 시간이 감소되는 효과가 있다.

Description

가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치{Noise reduction power supply for home appliances}
본 발명은 가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치에 관한 것으로서, 특히 가전 기기로 전원이 공급되는 경우 상기 가전 기기에서 발생되는 노이즈가 제거되도록 하기 위하여 사용되는 부품 수를 감소시키는 동시에 상기 노이즈가 효과적으로 제거될 수 있도록 하여 제품의 신뢰성이 향상될 수 있는 가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치에 관한 것이다.
가전 기기의 수출 및 내수 판매를 위해서는 전자파의 규제를 극복하여야 하는데 대부분의 전기 가전 기기인 세탁기, 냉장고, 청소기, 전자레인지 등은 내부 배선을 타고 흐르는 전도성 노이즈의 크기를 감소시키기 위하여 별도의 노이즈 필터를 추가하여 상기 전도성 노이즈를 감소시킴으로써 전자파의 규제를 극복하고 있다.
특히, 상기 가전 기기에서 발생되는 전도성 노이즈 해결 과제는 주파수 성분이 낮은 저주파 성분이다.
종래의 기술에 따른 가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치는 도 1 에 도시된 바와 같이, 가전 기기(2)로 전원이 공급되도록 하는 동시에 상기 가전 기기(2)에서 발생된 노이즈가 검출되는 전원 공급부(10)와, 상기 가전 기기(2)에서 발생되는 노이즈 중 저주파 성분이 제거되도록 하여 상기 전원 공급부(10)측으로 전달되는 것이 차단되도록 하는 저주파 노이즈 제거부(20)와, 상기 저주파 노이즈 제거부(20)에서 저주파 성분이 제거된 노이즈의 고주파 성분이 제거되도록 하는 고주파 노이즈 제거부(30)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 도 1 의 점선(N1)은 상기 가전 기기(2)에서 발생된 노이즈의 전달 경로를 나타낸다.
여기서, 상기 전원 공급부(10)는 소정 크기의 전원이 발생되는 전원(11)과, 상기 가전 기기(2)에서 발생된 노이즈 전류에 따른 전압이 생성되어 상기 노이즈를 검출할 수 있도록 상기 전원(11)과 병렬 연결되는 다수개의 저항(R1, R2)으로 구성된다.
또한, 상기 저주파 노이즈 제거부(20)는 도 2 에 도시된 바와 같이, 원형 형태의 코어(21)에 감긴 제 1 및 제 2 코일(22, 23)로 구성되어 상기 가전 기기(2)에서 발생된 노이즈가 상기 제 1 및 제 2 코일(22, 23)에 의해 생성되는 인덕턴스에 의해 제거되도록 하며, 상기 제 1 및 제 2 코일(22, 23)에 흐르는 전류를 각각 및 이라 하고, 상기 제 1 및 제 2 코일(22, 23)에 걸리는 전압 는 수학식 1 과 같다.
여기서, 상기 L1, L2 는 상기 제 1 및 제 2 코일(22, 23)의 인덕턴스이고, 상기 M 은 상기 제 1 및 제 2 코일의 상호 인덕턴스를 의미한다.
이때, 상기 저주파 노이즈 제거부(20)를 기준으로 상기 가전 기기(2)측에서 상기 전원 공급부(10)를 바라본 임피던스 Z1 은 상기 전원 공급부(10)에 포함된 저항(R1, R2)을 각각 50Ω 이라 하고, 상기 저주파 노이즈 제거부(20)에 의한 임피던스를 L 이라 하면, 상기 Z1 는 jwL + 25Ω 이 된다.
한편, 상기 고주파 노이즈 제거부(30)는 상기 저주파 노이즈 제거부(20)를 기준으로 상기 전원 공급부(10)측과 가전 기기(2)측에 각각 병렬 연결되는 다수개의 캐패시터(C1, C2, C3, C4, C5)로 구성되어, 상기 저주파 노이즈 제거부(20)에서 저주파 성분이 제거된 노이즈가 상기 전원 공급부(10)측에 병렬 연결된 다수개의 캐패시터(C1, C2, C3)에 의해 고주파 성분이 1 차 제거된 후 잔여 고주파 성분이 상기 전원 공급부(10)를 통하여 상기 가전 기기(2)측에 병렬 연결된 다수개의 캐패시터(C4, C5)에서 고주파 성분이 2 차 제거되도록 하여 상기 가전 기기(2)에서 발생한 노이즈가 상기 전원 공급부(10)를 통하여 다시 가전 기기(2)으로 전달되어 노이즈 발생원으로 작용하는 것을 방지하게 된다.
여기서, 상기 가전 기기(2)에서 발생된 노이즈는 상기 가전 기기(2)에 따라 주파수 및 크기가 매우 큰 경우가 발생하게 된다. 따라서, 상기 저주파 노이즈 제거부(20)와 고주파 노이즈 제거부(30)에서 상기 가전 기기(2)에서 발생된 노이즈를 제거하게 되는데, 상기 가전 기기(2)에서 발생된 노이즈의 크기가 매운 큰 경우에 상기 저주파 노이즈 제거부(20)와 고주파 노이즈 제거부(30)를 통해 상기 노이즈를 완전히 제거하기가 어렵기 때문에 상기 저주파 노이즈 제거부(20)와 고주파 노이즈 제거부(30)에서 제거되지 않은 노이즈가 상기 가전 기기(2)측으로 전달되어 다시 노이즈 발생원으로 작용하게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 기술에 따른 가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치는 상기 저주파 노이즈 제거부(20) 및 고주파 노이즈 제거부(30)에서 제거되지 않은 노이즈가 다시 노이즈 발생원으로 작용되는 것을 방지하기 위하여 상기 노이즈가 상기 전원 공급부(10)의 저항(R1, R2)을 통하여 전달되지 않도록 전달 경로를 변화시키거나, 상기 전원 공급부(10)에 상기 노이즈가 완전히 제거되도록 하기 위한 별도의 노이즈 필터를 추가해야 하기 때문에 이로 인해 소요되는 비용 및 시간이 증가한다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 가전 기기에서 발생된 노이즈 중 저주파 노이즈 제거부 및 고주파 노이즈 제거부에 의해 제거되지 않고 전원 공급부를 통해 상기 가전 기기측으로 전달되는 노이즈가 제거될 수 있도록 상기 저주파 노이즈 제거부에 추가적인 코일을 감고, 상기 추가 코일을 상기 전원 공급부를 통해 가전 기기측으로 노이즈가 전달되는 경로상에 형성함으로써, 상기 저주파 노이즈 제거부 및 고주파 노이즈 제거부에 의해 제거되지 않은 노이즈가 상기 전원 공급부를 통해 상기 가전 기기측으로 전달되어 다시 노이즈 발생원으로 작용되는 것이 사전에 방지될 수 있는 가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치를 제공하는데 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치는 가전 기기로 전원이 공급되도록 하는 동시에 상기 가전 기기에서 발생된 노이즈가 검출되는 전원 공급부와, 상기 가전 기기에서 발생된 노이즈가 상기 전원 공급부로 전달되는 것이 차단되도록 하는 제 1 노이즈 제거부와, 상기 가전 기기에서 발생된 노이즈가 상기 전원 공급부를 거쳐 상기 가전 기기로 전달되도록 하는 것을 차단하는 제 2 노이즈 제거부를 포함하여 구성된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치는 도 3 에 도시된 바와 같이, 가전 기기(4)로 전원이 공급되도록 하는 동시에 상기 가전 기기(4)에서 발생된 노이즈가 검출되는 전원 공급부(50)와, 상기 가전 기기(4)에서 발생된 노이즈가 1 차 제거되도록 하는 제 1 노이즈 제거부(60)와, 상기 제 1 노이즈 제거부(60)에서 제거되지 않은 노이즈가 상기 전원 공급부(50)를 통해 상기 가전 기기(4)측으로 전달되는 것이 방지되도록 상기 전원 공급부(50)를 통과한 노이즈가 2 차 제거되도록 하는 제 2 노이즈 제거부(70)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 도 3 의 점선(N2)은 상기 가전 기기(4)에서 발생된 노이즈의 전달 경로를 나타낸 것이다.
여기서, 상기 전원 공급부(50)는 소정 크기의 전원이 발생되는 전원(51)과, 상기 전원(51)에 병렬 연결되어 상기 가전 기기(4)에서 발생된 노이즈 전류에 의한 전압을 생성함으로써, 상기 가전 기기(4)에서 발생된 노이즈를 검출할 수 있도록 하는 다수개의 저항(R3, R4)으로 구성된다.
또한, 상기 제 1 노이즈 제거부(60)는 상기 가전 기기(4)에서 발생된 노이즈의 저주파 성분이 제거되도록 하는 저주파 노이즈 제거부(61)와, 상기 저주파 노이즈 제거부(61) 및 전원 공급부(50) 사이에 병렬 연결되어 상기 저주파 노이즈 제거부(61)에서 저주파 성분이 제거된 고주파 성분이 제거되도록 하는 다수개의 캐패시터(C6, C7, C8)로 구성된다.
한편, 상기 제 2 노이즈 제거부(70)는 상기 제 1 노이즈 제거부(60)에서 제거되지 않은 노이즈가 상기 전원 공급부(50)의 저항(R3, R4)을 통해 다시 가전 기기(4)측으로 전달되는 것이 방지되도록 하는 역할을 수행하며, 상기 전원 공급부(50)의 다수개의 저항(R3, R4) 사이에 연결되는 제 3 코일(71)과, 상기 제 1 노이즈 제거부(60)와 가전 기기(4) 사이에 병렬 연결되는 다수개의 캐패시터(C9, C10)으로 구성되고, 상기 다수개의 캐패시터(C9, C10) 사이에 상기 제 3 코일(71)이 연결된다.
이때, 상기 저주파 노이즈 제거부(61)는 도 4 에 도시된 바와 같이, 원형 형태의 코어(61a)에 감긴 제 1 및 2 코일(61b, 61c)로 이루어지고, 특히 상기 제 3 코일(71)도 상기 코어(61a)에 감겨져 형성되어 노이즈의 전달 경로가 상기 전원 공급부(50)에서 상기 가전 기기(4)에 연결된 캐패시터(C9, C10)측으로 형성되도록 연결된다.
또한, 상기 제 1 내지 제 3 코일(61b, 61c, 71)로 입력되는 전류를 각각 , , 라 하고, 상기 제 1 내지 제 3 코일(61b, 61c, 71)의 인덕턴스를 각각 L3, L4, L5 라 하면, 상기 제 1 내지 제 3 코일(61b, 61c, 71)에 생성되는 전압 , , 는 수학식 2 와 같다.
여기서, Mij 는 i 에 의한 j 의 상호 인덕턴스를 의미한다.
또한, 상기 저주파 노이즈 제거부(61)의 코어(61a)에 상기 제 3 코일(71)이 감겨져 있기 있기 때문에 상기 제 3 코일(71)의 권선비는 상기 제 1 및 제 2 코일(61b, 61c)을 1회 거친 경우 상기 제 3 코일(71)에서 다시 한번 1회 감기면 2배의 감는 숫자로 작용하게 된다.
따라서, 인덕턴스는 권선수의 제곱에 비례하기 때문에 상기 제 3 코일(71)에 의해 상기 저주파 노이즈 제거부(61)에 생성되는 인덕턴스는 4 배가 된다.
따라서, 상기 전원 공급부(50)에 포함된 저항(R3, R4)을 50Ω이라 하는 경우 상기 저주파 노이즈 제거부(61) 및 제 3 코일(71)에 의해 생성되는 임피던스를 L 이라 하면, 상기 전원 공급부(50)를 기준으로 상기 전원 공급부(50)측에서 상기 제 3 코일(71)을 바라본 임피던스를 Z2 라 하면, 상기 Z2 는 4jwL+25Ω 이 되어 기존의 전원 공급 장치에 비하여 증가된 임피던스가 생성됨을 알 수 있고 이로 인해 상기 가전 기기(4)에서 발생된 노이즈가 상기 전원 공급부(50)측으로 전달되는 것을 보다 효과적으로 제거할 수 있게 된다.
한편, 상기 전원 공급부(50)측에 병렬 연결된 캐패시터(C7, C8)을 제거하는 경우 상기 제 1 노이즈 제거부(60)에서 일부 제거된 노이즈가 상기 전원 공급부(50)의 저항(R3, R4)를 통과하는 경우 상기 전원 공급부(50)측에 병렬 연결된 캐패시터(C7, C8)에 의한 순환 전류가 발생되지 않기 때문에 노이즈를 더욱 억제하게 된다. 이는 기존의 부품을 제거하는 동시에 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있게 되는 것이다.
대신, 기존의 고주파 노이즈 성분 제거를 위해서 상기 제 1 노이즈 제거부(60)의 전단의 병렬 캐패시터(C9, C10)의 용량값을 변경하게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
본 발명에 따른 가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치는 먼저, 상기 전원(51)에서 소정 크기의 전원이 공급되면, 상기 공급된 전원이 가전 기기(4)에 전달되는 동시에 상기 가전 기기(4)에서 노이즈가 발생하게 된다.
상기 가전 기기(4)에서 발생한 노이즈는 상기 제 1 노이즈 제거부(60)를 통과하는 동시에 상기 저주파 노이즈 제거부(61)와 가전 기기(4) 사이에 병렬 연결된 캐패시터(C9, C10)에서 고주파 성분이 제거되고, 상기 고주파 성분이 제거된 노이즈가 상기 저주파 노이즈 제거부(61)를 통과하면서 저주파 성분이 제거된다.
상기 제 1 노이즈 제거부(60)에서 1 차적으로 제거된 노이즈는 상기 전원 공급(50)의 저항(R3, R4)을 통해 제 2 노이즈 제거부(70)로 전달되고, 상기 제 2 노이즈 제거부(70)에서 상기 노이즈가 2 차 제거된다.
다시 말해서, 상기 제 1 노이즈 제거부(60)에서 제거되지 않은 노이즈가 상기 가전 기기(4)측으로 전달되어 다시 노이즈 발생원으로 작용되는 것이 방지될 수 있도록 제 3 코일(71) 및 상기 가전 기기(4)측에 병렬 연결된 다수개의 캐패시터(C9, C10)에서 상기 노이즈의 저주파 및 고주파 성분이 제거되어 다시 노이즈 발생원으로 작용하는 것을 사전에 방지할 수 있게 되는 것이다.
결국, 본 발명에 따른 가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치는 기존의 저주파 노이즈를 제거하기 위하여 코어(61a)에 감긴 제 1 및 제 2 코일(61b, 61c)로 이루어지는 저주파 노이즈 제거부(61)에서 상기 코어(61a)에 상기 제 1 및 제 2 코일(61b, 61c)과 같은 권선수를 가지는 제 3 코일(71)을 감아 형성하고, 상기 제 3 코일(71)이 상기 전원 공급부(50)와 가전 기기(4) 사이에 연결되도록 함으로써, 별도의 추가적인 부품을 사용하지 않고, 상기 전원 공급부(50)를 통과한 노이즈가 상기 가전 기기(4)측으로 전달되어 노이즈 발생원으로 작용하는 것을 방지하게 되는 것이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치는 가전 기기로 전원을 공급하는 전원 공급부와, 상기 가전 기기에서 발생되는 노이즈가 제거되도록 하는 제 1 및 제 2 노이즈 제거부를 포함하여 구성되어, 상기 제 2 노이즈 제거부에 상기 제 1 노이즈 제거부에 포함되어 상기 가전 기기에서 발생된 노이즈의 저주파 성분이 제거될 수 있도록 코어에 감긴 제 1 및 제 2 코일로 이루어지는 저주파 노이즈 제거부에서 상기 코어에 감긴 제 3 코일을 형성하고, 상기 제 3 코일이 상기 전원 공급부와 가전 기기 사이에 연결되도록 하여 상기 전원 공급부에서 가전 기기측으로 전달되어 다시 노이즈 발생원으로 작용되는 노이즈가 전달되는 것을 차단하도록 하여 상기 가전 기기측으로 노이즈가 다시 전달되는 것을 방지하기 위한 별도의 노이즈 필터를 사용하지 않기 때문에 이로 인해 소요되는 추가 부품이 사용되지 않아 별도의 노이즈 필터로 인해 소요되는 비용 및 시간이 감소되는 효과가 있다.
또한, 기존에 노이즈의 고주파 성분을 제거하기 위하여 사용된 캐패시터를 제거할 수 있기 때문에 회로 부품의 수가 감소되어 비용이 절감되는 효과가 있다.
도 1 은 종래의 기술에 따른 가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치가 도시된 도면,
도 2 는 도 1 의 저주파 노이즈 제거부가 도시된 도면,
도 3 은 본 발명에 따른 가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치가 도시된 도면,
도 4 는 도 3 의 제 1 노이즈 제거부 및 제 3 코일이 도시된 도면이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
4: 가전 기기 50: 전원 공급부
60: 제 1 노이즈 제거부 70: 제 2 노이즈 제거부

Claims (5)

  1. 가전 기기로 전원이 공급되도록 하는 동시에 상기 가전 기기에서 발생된 노이즈가 검출되는 전원 공급부와,
    상기 가전 기기에서 발생된 노이즈가 상기 전원 공급부로 전달되는 것이 차단되도록 하는 제 1 노이즈 제거부와,
    상기 가전 기기에서 발생된 노이즈가 상기 전원 공급부를 거쳐 상기 가전 기기로 전달되도록 하는 것을 차단하는 제 2 노이즈 제거부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 노이즈 제거부는 상기 가전 기기에서 발생된 노이즈 중 저주파 성분이 제거되도록 원형 형태의 코어에 감긴 제 1 및 제 2 코일과, 상기 제 1 및 제 2 코일에 의해 저주파 성분이 제거된 노이즈의 고주파 성분이 제거되도록 하는 다수개의 캐피시터로 구성되는 것을 특징으로 하는 가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 노이즈 제거부는 상기 제 1 노이즈 제거부를 통과하여 상기 전원 공급부에 전달된 노이즈의 저주파 성분이 제거되도록 상기 원형 형태의 코어에 감긴 제 3 코일과, 상기 제 3 코일을 통과한 노이즈의 고주파 성분이 제거되도록 하는 다수개의 캐패시터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 3 코일은 상기 제 1 및 제 2 코일과 동일한 권선수를 가지는 것을 특징으로 하는 가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 노이즈 제거부 및 제 2 노이즈 제거부에 구비된 코일의 권선수 또는 커패시터의 용량에 따라 제거하고자 하는 노이즈의 주파수 성분을 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 가전 기기의 노이즈 억제 전원 공급 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100793035B1 (ko) * 2005-10-18 2008-01-10 엘지전자 주식회사 디스플레이 장치

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