KR101380321B1 - 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터 - Google Patents

전자기 펄스 차폐용 관통형 필터 Download PDF

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익스팬테크주식회사
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Abstract

본 발명은 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터에 관한 것으로, 본 발명에 따른 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터는, 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터는, 제1개구 및 제2개구를 가지고 상기 제1개구에서 상기 제2개구까지 관통되는 제1내부공간을 가지는 원통관 구조의 메인몸체와; 상기 제1개구의 폐쇄를 위한 원형의 제1폐쇄면을 가지며 상기 메인몸체와 나사결합됨에 의해 상기 제1개구를 폐쇄하고, 상기 제1폐쇄면에는 제1외부단자의 삽입을 위한 제1삽입홀이 형성된 구조를 가지는 제1보조몸체와; 상기 제2개구의 폐쇄를 위한 원형의 제2폐쇄면을 가지며 상기 메인몸체와 나사결합됨에 의해 상기 제2개구를 폐쇄하고, 상기 제2폐쇄면에는 제2외부단자의 삽입을 위한 제2삽입홀이 형성된 구조를 가지는 제2보조몸체와; 상기 제1내부공간에 내장되며 상기 제1외부단자와 상기 제2외부단자 사이에 직렬연결되는 적어도 하나의 인덕터와; 상기 몸체에 내부공간에 내장되며, 제1전극은 상기 제1외부단자 또는 상기 제2외부단자와 연결되고, 제2전극은 상기 메인몸체와 연결되는 적어도 하나의 커패시터를 구비한다. 본 발명에 따르면, 전자기 펄스 등의 차폐기능이외에도 서지보호 기능도 수행할 수 있으며, 필요에 따라 보조필터를 추가로 결합하여 단수를 증가시키는 것이 가능하여 용도에 따른 감쇄특성을 가지는 관통형 필터의 구현이 가능한 장점이 있다.

Description

전자기 펄스 차폐용 관통형 필터{EMP feed through filter}
본 발명은 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터에 관한 것으로, 전원선이나 신호선으로 유입되는 전자기 펄스(Electromagnetic Pulse:EMP)나 전자방해잡음(Electro magnetic Interference: EMI), 전자파 등을 차단할 수 있는 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터에 관한 것이다.
전자기 펄스(Electromagnetic Pulse : EMP)는 자연 또는 인위적으로 발생하는 큰 에너지를 말하는 것으로, 자연적인 EMP는 낙뢰를 들 수 있고, 인공적인 EMP는 핵폭탄이나 전자 폭탄의 폭발시 발생하는 강력한 에너지의 펄스를 들 수 있다.
이와 같이 상기 EMP에 노출된 전자기기들은 큰 에너지 펄스의 영향에 의해 오동작 내지는 파손에 이르는 심각한 타격을 받을 수 있는바, 중요한 업무의 기능을 하는 전자기기에 대하여는 외부의 예상치 못한 상기 전자기펄스로부터 보호하기 위한 수단을 강구하는 것이 시급한 현실에 있다.
특히 북한에서 EMP 폭탄을 개발 완료한 것으로 추정되는 현시점에서 국가 중요시설물 및 무기체계 장비들을 전자기 펄스 폭탄으로부터 보호하기 위한 대책이 시급한 실정에 있다.
그러나 EMP 방호(항파장) 설비는 막대한 예산과 많은 시간적인 준비과정이 소요되는 문제가 있다.
따라서 전자기 펄스에 대한 보호가 가능하면서도 간단하게 구현가능하며, 이동이 가능하고 필요에 따라 결합 및 분리가 용이한 관통형 필터의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명과 관련된 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-0432361호(2004.05.10.)이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 서지보호가 가능하면서도 전자파 및 전자기 펄스의 차폐를 이룰 수 있는 관통형 필터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 메인필터에 보조필터를 결합하여 필요한 감쇄특성을 얻을 수 있는 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 단수 증가가 용이한 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터를 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 일 구체화에 따라, 본 발명에 따른 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터는, 제1개구 및 제2개구를 가지고 상기 제1개구에서 상기 제2개구까지 관통되는 제1내부공간을 가지는 원통관 구조의 메인몸체와; 상기 제1개구의 폐쇄를 위한 원형의 제1폐쇄면을 가지며 상기 메인몸체와 나사결합됨에 의해 상기 제1개구를 폐쇄하고, 상기 제1폐쇄면에는 제1외부단자의 삽입을 위한 제1삽입홀이 형성된 구조를 가지는 제1보조몸체와; 상기 제2개구의 폐쇄를 위한 원형의 제2폐쇄면을 가지며 상기 메인몸체와 나사결합됨에 의해 상기 제2개구를 폐쇄하고, 상기 제2폐쇄면에는 제2외부단자의 삽입을 위한 제2삽입홀이 형성된 구조를 가지는 제2보조몸체와; 상기 제1내부공간에 내장되며 상기 제1외부단자와 상기 제2외부단자 사이에 직렬연결되는 적어도 하나의 인덕터와; 상기 제1내부공간에 내장되며, 제1전극은 상기 제1외부단자 또는 상기 제2외부단자와 연결되고, 제2전극은 상기 메인몸체와 연결되는 적어도 하나의 커패시터를 구비한다.
상기 메인몸체, 상기 제1보조몸체, 및 상기 제2보조몸체는 금속재질이거나, 외부 및 내부표면이 금속코팅된 플라스틱 재질일 수 있다.
상기 제1보조몸체는, 일단은 개방되고 타단은 상기 제1폐쇄면에 의해 폐쇄된 제2내부공간을 가지는 원통관 구조로, 상기 메인몸체와 결합되고, 상기 제2내부공간에는 제1전극이 상기 제1외부단자와 연결되고, 제2전극은 상기 제1보조몸체와 연결되는 적어도 하나의 서지(surge)보호소자가 내장될 수 있다.
상기 적어도 하나의 서지보호소자는, MOV(Metal Oxide Varistor), TVS (Transient Voltage Suppression) 다이오드, 방전갭어레스터(discharge gap Arrestor), SIC 바리스터 및 제너다이오드 중에서 선택된 적어도 하나의 소자일 수 있다.
상기 제1보조몸체 또는 상기 제2보조몸체는 상기 양쪽 가장자리 부위들 중 제1가장자리 부위는 상기 메인몸체와 나사결합, 솔더링(Soldering)결합 및 끼움결합 중에서 선택된 어느 하나의 결합방식에 의해 결합되고, 제2가장자리 부위는 외부연결체와 나사결합, 솔더링(Soldering)결합 및 끼움결합 중에서 선택된 어느 하나의 결합방식에 결합되는 구조를 가질 수 있다.
상기 외부연결체의 몸체는 금속재질이거나, 외부 및 내부표면이 금속코팅된 플라스틱 재질일 수 있다.
상기 외부연결체는 전원선 또는 신호선의 공급을 위한 공급홀을 가지는 전자기 펄스 차폐실 또는 차폐문일 수 있다.
상기 외부연결체는, 일단은 개방되고 타단은 제3삽입홀이 형성된 제3폐쇄면에 의해 폐쇄된 제3내부공간을 가지는 원통관 구조를 가지며, 상기 제3삽입홀에는 상기 외부연결체의 몸체와는 절연되도록 제3외부단자가 삽입되고, 상기 제3내부공간에는 커패시터, 인턱터, 및 서지보호소자 중에서 선택된 적어도 하나의 소자가 내장되고, 상기 제2보조몸체와 결합되는 구조를 가질 수 있다.
상기 외부연결체는 상기 제3내부공간에 상기 커패시터 또는 상기 서지보호소자가 내장되는 경우에, 상기 커패시터 또는 상기 서지보호소자의 제1전극은 상기 제3외부단자와 연결되고 제2전극은 상기 외부연결체의 몸체에 연결되도록 내장되고, 상기 제3외부단자가 상기 제1외부단자 또는 상기 제2외부단자와 연결되도록 하여 상기 제2보조몸체와 결합될 수 있다.
상기 외부연결체는 상기 제3내부공간에 상기 인덕터가 내장되는 경우에, 상기 인덕터의 제1전극은 상기 제3외부단자와 연결되고, 제2전극은 상기 제1외부단자 또는 상기 제2외부단자와 연결되도록 하여 상기 제2보조몸체와 결합될 수 있다.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 다른 구체화에 따라, 본 발명에 따른 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터는, 제1외부단자가 삽입된 제1폐쇄면과 제2외부단자가 삽입된 제2폐쇄면에 의해 양단이 패쇄된 금속재질 또는 금속코팅 재질의 원통관 구조로, 상기 제1폐쇄면과 상기 제2폐쇄면 사이의 내부공간에 상기 제1외부단자 또는 상기 제2외부단자와 병렬연결되는 적어도 하나의 커패시터 또는 적어도 하나의 서지보호소자와, 상기 제1외부단자와 상기 제2외부단자 사이에 직렬연결되는 적어도 하나의 인덕터를 내장하는 구조의 메인필터와; 일단은 개방되고 타단은 제3외부단자가 삽입된 제3폐쇄면에 의해 폐쇄된 금속재질 또는 금속코팅 재질의 원통관 구조로, 내부공간에 상기 제3외부단자와 병렬연결되는 커패시터, 상기 제3외부단자와 직렬연결되는 인턱터, 및 상기 제3외부단자와 병렬연결되는 서지보호소자 중에서 선택된 적어도 하나의 소자를 내장하는 구조를 가져 상기 메인필터와 결합 가능한 적어도 하나의 보조필터를 구비한다.
상기 제1외부단자, 상기 제2외부단자, 및 상기 제3외부단자는, 상기 제1패쇄면, 상기 제2폐쇄면, 및 상기 제3폐쇄면과 전기적으로 절연될 수 있다.
상기 적어도 하나의 보조필터는 상기 커패시터 또는 상기 서지보호소자가 내장되는 경우에, 상기 커패시터 또는 상기 서지보호소자의 제1전극은 상기 제3외부단자와 연결되고 제2전극은 상기 적어도 하나의 보조필터의 몸체에 연결되도록 내장되고, 상기 제3외부단자가 상기 제1외부단자 또는 상기 제2외부단자와 연결되도록 하여, 상기 메인필터와 나사결합, 솔더링(Soldering)결합 및 끼움결합 중에서 선택된 어느 하나의 결합방식으로 결합될 수 있다.
상기 적어도 하나의 보조필터는 상기 인덕터가 내장되는 경우에, 상기 인덕터의 제1전극은 상기 제3외부단자와 연결되고, 제2전극은 상기 제1외부단자 또는 상기 제2외부단자와 연결되도록 하여 상기 메인필터와 결합될 수 있다.
본 발명에 따르면, 서지보호소자를 제1보조몸체의 내부공간에 내장하여 사이즈를 줄이는 것이 가능하고, 관통형 필터가 전기파, 전자기 펄스 등의 차폐기능이외에도 서지보호 기능도 수행할 수 있으며, 필요에 따라 보조필터를 추가로 결합하여 단수를 증가시키는 것이 가능하여 용도에 따른 감쇄특성을 가지는 관통형 필터의 구현이 가능한 장점이 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터의 사시도, 분해사시도 및 단면도이고,
도 4 내지 도 5은 본 발명의 제2실시예에 따른 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터를 구성하는 제1보조필터의 사시도 및 단면도이고,
도 6 및 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 관통형 필터를 구성하는 제2보조필터의 사시도 및 단면도이고,
도 8 내지 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 관통형 필터의 사시도, 분해사시도 및 단면도이고,
도 11은 메인필터에 제1보조필터 및 제2보조필터가 결합된 관통형 필터의 분해사시도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터의 개략도들이다. 도 1는 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해사시도, 도 3은 도 1의 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터(200)는, 메인몸체(210a), 제1보조몸체(210b), 제2보조몸체(210c), 적어도 하나의 인덕터(230), 및 적어도 하나의 커패시터(140)를 구비한다. 추가적으로 필요에 따라 적어도 하나의 서지보호소자(250)가 배치될 수 있다.
상기 메인몸체(210a)는 일정 길이를 가지는 원통관 구조로, 양단에 제1개구(212a) 및 제2개구(212b)가 형성되고, 상기 제1개구(212a)에서 상기 제2개구(212b)까지 관통되는 제1내부공간(214)을 구비한다. 그리고 상기 메인몸체(210a)의 길이방향 양쪽 가장자리의 외주면 또는 내주면에 나사선이 형성되어 있다.
상기 제1보조몸체(210b)는 상기 제1개구(212a)의 폐쇄를 위한 원형의 제1폐쇄면(260)을 가지며 상기 메인몸체(210a)와 나사결합, 솔더링(Soldering)결합 또는 끼움결합됨에 의해 상기 제1개구(212a)를 폐쇄한다. 나사결합의 경우 상기 제1보조몸체(210b)의 상기 메인몸체(210a)와의 결합부위는 나사선이 형성되어 상기 메인몸체(210a)의 한쪽 가장자리 부분과 나사결합되는 구조를 가지게 된다. 그리고, 상기 제1폐쇄면(260)에는 특정부위(예를 들면, 중앙부위)에 제1외부단자(220a)의 삽입을 위한 제1삽입홀(262)이 형성된다.
상기 제1보조몸체(210b)는, 일단은 개방되고 타단은 상기 제1폐쇄면(260)에 의해 폐쇄된 제2내부공간(266)을 가지는 원통관 구조로, 양쪽 또는 한쪽 가장자리의 외주면 또는 내주면에 나사선이 형성되어 상기 메인몸체(210a)와 결합된다.
이때 상기 메인몸체(210a)에 수나사선(또는 암나사선)이 형성되어 있으면, 이에 대응하여 상기 제1보조몸체(210b)에는 암나사선(또는 수나사선)이 형성되어 서로 나사결합된다. 상기 제1보조몸체(210b)는 개방된 부분이 외부로 노출되고 상기 제1폐쇄면(260)에 의해 폐쇄된 부분이 상기 메인몸체(210a)의 한쪽 가장자리 부분과 나사결합되어 상기 메인몸체(210a)의 제1개구를 폐쇄하는 구조를 가질 수 있다. 나사결합대신에 끼움결합이나 솔더링(Soldering)결합 등 다양한 결합방식이 채용될 수 있다.
그리고 상기 제1보조몸체(210b)는 상기 메인몸체(210a)와 결합되지 않는 다른쪽 가장자리부분의 외주면에 나사선이 형성되어 상기 관통형 필터(200)가 요구되는 차폐실이나 차폐문 등의 체결구와 나사결합될 수 있도록 구성된다. 이경우도 별도의 나사선 없이 끼움결합이나 별도의 결합탭을 이용한 결합이 가능하다.
한편 상기 제1삽입홀(262)이 형성된 상기 제1폐쇄면(260)의 일부에는 몰딩을 위한 에폭시 등의 주입구(268a,268b)가 적어도 하나 형성될 수 있다.
상기 제2보조몸체(210c)는 상기 제2개구(212b)의 폐쇄를 위한 원형의 제2폐쇄면(270)을 가지며 상기 메인몸체(210a)와 나사결합 또는 끼움결합됨에 의해 상기 제2개구(212b)를 폐쇄한다. 나사결합의 경우 상기 제2보조몸체(210c)는 상기 메인몸체(210a)와의 나사결합을 위한 나사선 형성을 위해, 상기 원형의 제2폐쇄면(270)의 외주면이 상기 메인몸체(210a)의 길이방향으로 일부 연장되는 구조를 가질 수 있다.
또한 상기 제2보조몸체(210c)는 상기 메인몸체(210a)와의 결합이후에 다른 외부연결체와의 결합이 필요한 경우 상기 원형의 제2폐쇄면(270)의 외주면이 상기 제2폐쇄면(270)을 중심으로 양방향으로 연장되는 구조를 가질 수 있다. 따라서 한쪽 연장부분은 상기 메인몸체(210a)와의 결합을 위한 나사선이 형성되고, 다른쪽 연장부분은 상기 외부연결체와의 나사결합을 위한 나사선이 형성될 수 있다. 끼움결합의 경우에는 별도의 나사선이 필요없을 수 있다.
상기 제2폐쇄면(260)에는 특정부위(예를 들면, 중앙부위)에 제2외부단자(220b)의 삽입을 위한 제2삽입홀(272)이 형성된다.
상기 메인몸체(210a), 상기 제1보조몸체(210b), 및 상기 제2보조몸체(210c)는 알루미늄 등을 포함하는 금속재질이거나, 외부 및 내부표면이 금속 코팅된 플라스틱 재질을 가질 수 있다. 즉 상기 메인몸체(210a), 상기 제1보조몸체(210b), 및 상기 제2보조몸체(210c) 각각의 외부 및 내부표면은 전기전도성을 가지는 재질을 가질 수 있다.
상기 제1외부단자(220a)는 상기 메인몸체(210a), 상기 제1보조몸체(210b), 및 상기 제2보조몸체(210c)와는 절연되고 상기 제1삽입홀(262)에 삽입되는 핀 타입 또는 나사타입 구조를 가지며, 전자기기 등의 신호라인 또는 전원라인이 연결되게 된다.
상기 제2외부단자(220b)는 상기 메인몸체(210a), 상기 제1보조몸체(210b), 및 상기 제2보조몸체(210c)와는 절연되고 상기 제2삽입홀(272)에 삽입되는 핀 타입 또는 나사타입 구조를 가지며, 전자기기 등의 신호라인 또는 전원라인이 연결되게 된다.
상기 적어도 하나의 인덕터(230)는 상기 메인몸체(210a)의 제1내부공간(214)에 내장되며, 상기 제1외부단자(220a)와 상기 제2외부단자(220b) 사이에 직렬연결되는 구조를 가진다. 상기 적어도 하나의 인덕터(230)는 권선형 인덕터, 권선되지 않은 비드형태의 인턱터, 또는 적층형 인덕터를 포함하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 잘 알려진 인덕터가 채용될 수 있다.
상기 적어도 하나의 인덕터(230)의 재질로는 Powdered Iron, MPP, Sendust, High Flux, Amorphous, Gapped Mn-Zn Ferrite 및 Ni-Zn Ferrite 중에서 선택된 적어도 하나의 재질이 이용될 수 있다.
상기 적어도 하나의 커패시터(240)는 상기 메인몸체(210a)의 제1내부공간(214)에 내장되며, 상기 제1외부단자(220a) 또는 상기 제2외부단자(220b)와 병렬연결되는 구조를 가진다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 커패시터(240)는 상기 제1외부단자(220a) 또는 상기 제2외부단자(220b)와 제1전극이 전기적으로 연결되고, 제2전극은 상기 메인몸체(210a), 상기 제1보조몸체(210b), 및 상기 제2보조몸체(210c) 중 어느 하나에 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다.
상기 적어도 하나의 커패시터(240)는 필름(Film)형, 각형, 세라믹 판상형, 링(ring) 및 관통형(feed through)을 포함하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 잘 알려진 커패시터가 채용될 수 있다.
예를 들면, 상기 적어도 하나의 커패시터(240)는 1GHz의 주파수범위까지 80dB 차폐효과(Shielding Effectiveness)를 가지기 위해서 관통형 커패시터가 채용될 수 있다.
추가적으로 필요에 따라 상기 적어도 하나의 서지보호소자(250)가 상기 제1보조몸체(210b)의 내부공간인 제2내부공간(266)에 내장될 수 있다. 상기 적어도 하나의 서지보호소자(150)는 상기 제1외부단자(220a)와 병렬연결되는 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1외부단자(220a)와 제1전극이 전기적으로 연결되고, 제2전극은 상기 제1보조몸체(210b)에 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다.
상기 적어도 하나의 서지보호소자(250)는 MOV(Metal Oxide Varistor), TVS (Transient Voltage Suppression) 다이오드, 방전갭어레스터(discharge gap Arrestor), SIC 바리스터 및 제너다이오드 중에서 선택된 적어도 하나의 소자가 채용될 수 있으며, 판상형, 링(ring)형, 관통형(feed through)을 포함하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 잘 알려진 서지보호소자가 채용될 수 있다.
상기 제1보조몸체(210b)는 차폐실이나 차폐문 등에 설치된 공급홀과의 연결을 위해 필요할 수 있다. 따라서, 상기 제1보조몸체(210b)에 상기 제2내부공간(266)을 형성하고 상기 제2내부공간(266)에 적어도 하나의 서지보호소자(250)를 내장하게 되면 부피를 줄이는 효과가 있고, 서지보호소자의 열화에 의한 누설전류 증가로 인한 소손 및 EMP 및 서지(Surge)에 의한 소손으로 인해 교체의 필요성이 있을 때 서지보호소자의 교체가 용이한 장점이 있다. 즉 상기 적어도 하나의 서지보호소자(250)는 한쪽이 개방된 구조의 상기 제2내부공간(266)에 내장되기 때문에 탈부착이 용이한 장점이 있다. 또한 절연을 위한 몰딩 등이 용이한 장점이 있다.
상기 적어도 하나의 서지보호소자(250)는, 상기 메인몸체(210a)에 내장된 인덕터(230) 및 커패시터(240)와 함께 커패시터-인덕터-커패시터로 구성된 파이(π) 형 구조의 관통형 필터를 구성할 수 있고, 인덕터-커패시터로 구성된 엘(L)형, 인덕터-커패시터-인덕터로 구성된 티(T)형 구조의 관통형 필터를 구성할 수도 있다.
상기 적어도 하나의 서지보호소자(250)는 서지보호기능도 수행하지만 커패시터 기능도 일부 수행할 수 있다는 것은 통상의 기술자에게 잘 알려져 있기 때문이다.
도 1 내지 도 3에서는 상기 메인몸체(210a)의 내부공간(214)에 하나의 인덕터(230), 하나의 커패시터(240)가 내장되고, 상기 제1보조몸체(210b)의 제2내부공간(266)에 두개의 서지보호소자(250)가 구비되는 구조를 설명하고 있으나, 이는 이해의 편의를 위한 하나의 예에 불과한 것이며, 상기 메인몸체(210a)의 제1내부공간(214)에 복수의 인덕터, 복수의 커패시터가 내장될 수도 있으며, 서지보호소자(250)가 상기 메인몸체(210a)의 제1내부공간(214)에 배치되는 것도 가능하고, 하나 또는 복수의 서지보호소자가 구비되는 것도 가능하다.
또한, 상기 메인몸체(210a)의 제1내부공간(214)에 서지보호소자가 배치될 수도 있고, 상기 제1보조몸체(210b)의 제2내부공간(266)에 인덕터 또는 커패시터가 배치될 수도 있다.
이하에서는 이해의 편의를 위해 상기 제1내부공간(214)에 하나의 인덕터(230), 하나의 커패시터(240)가 배치되고, 상기 제2내부공간(266)에 판상형의 두 개의 서지보호소자(150)가 구비되는 구조로 한정하여 좀 더 자세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 메인몸체(210a)의 제1내부공간(214)에는 인덕터(230) 및 커패시터(240)가 상기 메인몸체(210a)의 길이방향으로 순차적 배치구조를 가지도록 구성되고, 메인몸체(210a)의 양단부에 상기 제1외부단자(220a) 및 상기 제2외부단자(220b)가 구성된다. 또한 상기 제1보조몸체(210b)의 제2내부공간(266)에 서지보호소자(250)가 배치된다.
상기 제1외부단자(220a)는 핀(pin) 타입 또는 나사타입으로 상기 제1보조몸체(210b)를 구성하는 상기 제1폐쇄면(260)의 제1삽입홀(262)에 삽입된다. 상기 제1외부단자(220a)의 일단은 상기 메인몸체(210a)의 외부로 돌출되어 상기 메인몸체(210a)와 결합된 상기 제1보조몸체(210b)의 내부공간(266)을 관통하여 외부로 돌출되게 된다. 상기 제1외부단자(220a)의 타단은 상기 메인몸체(210a)의 제1내부공간(214)에 삽입되는 구조를 가진다.
상기 제1외부단자(220a)가 상기 제1삽입홀(262)에 삽입되는 경우에, 상기 제1삽입홀(262)의 직경을 상기 제1외부단자(220a)의 직경보다 더 크게 형성하고 별도의 절연링(264)을 적어도 하나 구비하여 상기 제1외부단자(220a)가 상기 제1폐쇄면(260)을 포함하는 상기 제1보조몸체(210b) 및 상기 제1삽입홀(262)과 절연되도록 할 수 있다. 상기 절연링(264)은 상기 제1외부단자(220a)와 연결되는 상기 인덕터(230)의 제1전극과 상기 메인몸체(210a)와의 절연을 유지하는 기능도 수행할 수 있다.
상기 절연링(264)을 상기 제1삽입홀(262)에 삽입하고, 상기 제1외부단자(220a)가 절연링(264)에 삽입되어 상기 제1보조몸체(210b) 및 상기 메인몸체(210a)의 내부공간으로 삽입 돌출되도록 하는 것이 가능하다. 또 다른 예로, 상기 절연링(264)을 상기 제1폐쇄면(260)의 내측면(외부로 노출되지 않고 상기 메인몸체(210a)와 함께 상기 제1내부공간(214)을 형성하는 면)에 부착하고, 상기 제1외부단자(220a)가 상기 제1삽입홀(262)을 통과하여 상기 절연링(264)에 삽입되어 고정되면서 상기 메인몸체(210)의 내부공간으로 삽입되도록 구성하는 것이 가능하다. 또한, 상기 절연링(264)을 2개 구비하여 상기 제1삽입홀(262)을 기준으로 양쪽에 각각 절연링(264)을 배치하고, 절연링(264), 제1삽입홀(262), 절연링(264)의 순서로 상기 제1외부단자(220a)가 삽입되도록 할 수 있다.
이와달리, 상기 제1외부단자(220a)가 상기 제1삽입홀(262)에 삽입되는 경우에, 상기 제1외부단자(220a)가 상기 제1삽입홀(262)과 접촉이 예상되는 상기 제1외부단자(220a)의 외부표면에 절연물질을 도포하여 상기 제1삽입홀(262) 및 상기 제1폐쇄면(260)과의 절연을 유지할 수 있다.
상기 제2외부단자(220b)는 핀(pin) 타입 또는 나사타입으로 상기 제2폐쇄면(270)의 제2삽입홀(272)에 삽입된다. 상기 제2외부단자(220b)의 일단은 상기 메인몸체(210a) 및 상기 제2보조몸체(210c)의 외부로 돌출되고 상기 제2외부단자(220b)의 타단은 상기 메인몸체(210a)의 내부공간에 삽입되는 구조를 가진다. 상기 제2삽입홀(272)의 구조 및 상기 절연링(274)의 배치방식은 상기 제1삽입홀(262) 및 상기 절연링(264)의 경우와 동일한 배치구조를 가질 수 있다.
즉 상기 제2외부단자(220b)가 상기 제2삽입홀(272)에 삽입되는 경우에, 상기 제2삽입홀(272)의 직경을 상기 제2외부단자(220b)의 직경보다 더 크게 형성하고 별도의 절연링(274)을 구비하여 상기 제2외부단자(220b)가 상기 제2폐쇄면(270) 및 상기 제2삽입홀(272)과 절연되도록 할 수 있다.
예를 들어, 상기 절연링(274)을 상기 제2삽입홀(272)에 삽입하고, 상기 제2외부단자(220b)가 절연링(274)에 삽입되어 상기 메인몸체(210a)의 내부공간으로 삽입 돌출되도록 하는 것이 가능하다. 이때 상기 절연링(274)은 상기 제2외부단자(220b)가 삽입된 상태로 상기 제2삽입홀(272)에 삽입되어 외부로 돌출되어 노출될 수 있으며, 이 경우 상기 절연링(274)은 상기 제2삽입홀(272) 및 상기 제2폐쇄면(270)과 상기 제2외부단자(220b) 사이의 절연을 유지할 수 있다.
또 다른 예로, 상기 절연링(274)을 상기 제2폐쇄면(270)의 내측면(외부로 노출되지 않고 상기 메인몸체(210a)의 내부공간을 형성하는 면)에 부착하고, 상기 제2외부단자(220b)가 상기 제2삽입홀(272)을 통과하여 상기 절연링(274)에 삽입되어 고정되면서 상기 메인몸체(210a)의 내부공간으로 삽입되도록 구성하는 것이 가능하다.
이와달리, 상기 제2외부단자(220b)가 상기 제2삽입홀(272)에 삽입되는 경우에, 상기 제2외부단자(220b)가 상기 제2삽입홀(272)과 접촉이 예상되는 외부표면에 절연물질을 도포하여 상기 제2삽입홀(272) 및 상기 제2폐쇄면(270)과의 절연을 유지할 수 있다.
상기 제1외부단자(220a) 및 상기 제2외부단자(220b)는 전기적으로 연결되는 소자의 종류에 대응하여 그 길이가 다양하게 조절가능하다. 예를 들어, 상기 제1외부단자(220a) 및 상기 제2외부단자(220b)는 커패시터와의 연결이 필요한 경우에는 상기 메인몸체(210a) 내부로 삽입되는 부분의 길이가 인턱터와 연결되는 경우보다 길게 형성하는 것이 가능하다. 즉 인덕터가 인접되는 경우보다 커패시터와 인접되는 경우에 외부단자의 길이를 더 길게 하는 것이 가능하다. 이는 인덕터의 경우는 상기 제1외부단자(220a) 및 상기 제2외부단자(220b)와 직렬연결되고, 커패시터의 경우에는 상기 제1외부단자(220a) 및 상기 제2외부단자(220b)와 병렬연결되는 구조를 가져야 하기 때문에 커패시터의 사이즈만큼 더 많은 길이가 필요하다.
상기 제1외부단자(220a)는 상기 제1보조몸체(210b)의 내부공간(266)에 내장되는 서지보호소자(250)와도 연결이 필요하고, 상기 메인몸체(210a)의 내부공간(214)에 내장되는 인덕터(230)와도 연결되어야 하므로 충분한 길이를 가져야 하며, 상기 제2외부단자(220b)는 상기 메인몸체(210a)의 내부공간(214)에 내장되는 커패시터(240)와 연결되어야 하고, 상기 제2삽입홀(272)의 외부로 돌출되어야 하므로 충분한 길이를 가져야 할 것이다.
상기 인덕터(230)는 상기 제1삽입홀(220a)에 인접된 상기 메인몸체(210a)의 내부공간(214)에 배치된다. 이외에 상기 인덕터(230)의 배치위치는 다양하게 변경가능하다.
상기 인덕터(230)의 제1전극은 상기 제1외부단자(220a)의 타단(상기 제1내부공간(214)으로 삽입된 부분)과 전기적으로 연결되고, 상기 인덕터(130)의 제2전극은 상기 제2외부단자(220a)의 타단(상기 제1내부공간(214)으로 삽입된 부분)과 전기적으로 연결된다. 전기적 연결방법은 솔더링 또는 압착단자를 이용하여 체결하는 방법 등의 통상의 기술자에게 잘 알려진 방법이 이용될 수 있다.
상기 커패시터(240)는 상기 인덕터(230)와 상기 제2폐쇄면(270) 사이의 상기 제1내부공간(214)에 배치된다. 상기 커패시터(240)는 판상형의 구조를 가질 수도 있고 필름형, 각형, 관통형 또는 링형 구조를 가질 수 있으며, 제1전극이 상기 제2외부단자(220b)와 전기적으로 연결되고, 제2전극은 상기 제2폐쇄면(270)과 접촉되어 전기적으로 연결되는 구조를 가진다.
관통형이나 링형 구조의 커패시터의 경우 원통형 몸체의 상부면(도면에서 좌측면)에 제1전극이 배치되고, 하부면(도면에서 우측면)에 제2전극이 배치될 수 있다. 이에 따라 별도의 원형의 도전판(276)을 배치하고, 상기 도전판(276)을 상기 커패시터(240)의 제1전극면(상부면 또는 좌측면)에 밀착 접촉시켜 전기적으로 연결하고, 상기 도전판(276)을 관통하는 상기 제2외부단자(220b)가 상기 도전판(276)과 전기적으로 연결되도록 구성할 수도 있다.
여기서 상기 커패시터의 관통형의 경우 외경쪽이 제1전극, 내경쪽이 제2전극의 형태를 가지는 경우에는 상기 제1전극인 외경쪽을 상기 메인몸체(210a)와 밀착접촉시키거나 별도의 연결방법을 통해 전기적으로 연결하고, 제2전극인 내경쪽을 상기 제1외부단자(220a) 또는 상기 제2외부단자(220b)와 전기적으로 연결되도록 구성하는 것도 가능하다. 이 경우에는 상기 도전판(276)은 필요 없게 된다.
상기 커패시터(240)가 관통형 또는 링형 구조를 가지는 경우 상기 제2외부단자(220b)가 상기 커패시터(240)를 관통하는 구조로 결합될 수 있다, 이때 절연링(274)이 상기 커패시터(240)를 관통하도록 하고, 상기 제2외부단자(220b)가 상기 절연링(274)을 관통하도록 하여 배치되는 것도 가능하다.
상기 서지보호소자(250)는 상기 제1보조몸체(210b)의 제2내부공간(266)에 내장된다. 상기 서지보호소자(250)가 판상형으로 구비되는 경우에는 적어도 두 개의 서지보호소자(250)를 상기 제1외부단자(220a)를 둘러싸는 형태로 배치할 수 있다. 상기 서지보호소자(250)는 상기 제1외부단자(220a)와 제1전극이 전기적으로 연결되고, 제2전극은 상기 제1보조몸체(210b)에 전기적으로 연결되는 구조로 배치될 수 있다. 상기 서지보호소자(250)가 기생인덕턴스를 줄이기 위해 관통형으로 배치되는 경우에는 상기 커패시터(240)의 경우와 동일한 배치구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 관통형 서지보호소자(250)의 한쪽전극(제2전극)을 상기 제1보조몸체(210b)의 제1폐쇄판(260)에 밀착시켜 전기적으로 연결하고, 다른쪽 전극(제1전극)이 상기 제2내부공간(266)에 배치된 상기 제1외부단자(220a)와 전기적으로 연결되도록 하는 것이 가능하다. 이 경우 커패시터(240)의 경우와 동일하게 별도의 도전판(미도시)를 이용하여 상기 제1외부단자(220a)와 제1전극을 전기적으로 연결하는 것이 가능하다.
여기서 관통형 서지보호소자(250)의 경우 외경쪽이 제1전극, 내경쪽이 제2전극의 형태를 가지는 경우에는 상기 제1전극인 외경쪽을 상기 제1보조몸체(210b)와 밀착접촉시키거나 별도의 연결방법을 통해 전기적으로 연결하고, 제2전극인 내경쪽을 상기 제1외부단자(220a) 또는 상기 제2외부단자(220b)와 전기적으로 연결되도록 구성하는 것도 가능하다. 이 경우에는 별도의 도전판은 필요없게 된다.
이외에 상기 서지보호소자(250)의 교환의 용이성을 위해 상기 서지보호소자(250)를 별개의 구조로 형성하여 체결하는 것도 가능하다.
상기 서지보호소자(250)를 상기 제1보조몸체(210b)의 제2내부공간(266)에 내장하면, 서지보호소자의 열화에 의한 누설전류 증가로 인한 소손 및 EMP 및 서지(Surge)에 의한 소손으로 인해 교체의 필요성이 있을 때 서지보호소자의 교체가 용이한 장점이 있다.
여기서 교체의 용이성을 위해, 상기 서지보호소자(250)의 불량(fail)여부를 쉽게 알 수 있도록 하기 위해서, 상기 관통형 필터(100)에 상기 서지보호소자(250)의 불량시 불량여부를 알려주는 표시등(LED)을 구비하는 것이 가능하다. 이때 상기 서지보호소자(250)는 'fused MOV' 등이 이용될 수 있다.
상술한 바와 같은 구성에 의해 본 발명의 제1실시예에 따른 전자파 펄스 차폐를 위한 관통형 필터가 구성될 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 관통형 필터(200)는 상기 메인몸체(210a), 상기 제1보조몸체(210b), 및 상기 제2보조몸체(210c)가 그라운드로 기능하고, 상기 제1외부단자(220a) 및 상기 제2외부단자(220b)가 전원라인 또는 신호라인과 연결되도록 구성된다.
이후 상기 메인몸체(210a)의 제1내부공간(214)에 배치된 커패시터(240) 및 인덕터(230) 등의 유동을 방지하고 절연을 유지하기 위해 상기 제1폐쇄면(260)에 형성된 에폭시 등의 주입구(268a,268b)를 통해 에폭시 등을 주입하여 몰딩하는 것이 가능하다. 또한 상기 제2내부공간(266)에 배치된 상기 서지보호소자(250)의 보호를 위해 상기 제2내부공간(266)에 에폭시 등의 주입이 가능하고, 상기 제2내부공간(266)의 오픈된 개구를 별도의 폐쇄판(269)으로 폐쇄하는 것이 가능하다. 이때 상기 제1외부단자(220a)는 상기 폐쇄판(269)을 관통하는 구조로 외부로 노출될 수 있다.
상술한 본 발명의 제1실시예에서 상기 메인몸체(210a), 상기 제1보조몸체(210b), 및 상기 제2보조몸체(210c)가 나사결합되는 경우를 설명하고 있으나, 별도의 나사선이 구비됨이 없이, 상기 메인몸체(210a), 상기 제1보조몸체(210b), 및 상기 제2보조몸체(210c)가 강제압입방식으로 끼움결합되거나 솔더링 결합, 또는 별도의 결합탭(tap)을 이용하여 결합되는 등 다양한 결합방식이 채용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제2보조몸체(210c)의 한쪽 가장자리 부분에 별도의 외부연결체(또는 보조필터)를 결합시킴에 의해 관통형 필터의 단수를 증가시켜 전자기 펄스의 감쇄특성을 향상시킬 수 있다. 이는 본 발명의 제2실시예인 도 4 내지 도 11을 통해 설명하기로 한다.
도 4 내지 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 관통형 필터의 구조를 설명하기 위한 도면들이다.
본 발명의 제2실시예는 하나의 메인필터(200)에 적어도 하나의 보조필터(300a,300b)를 결합하여 관통형 필터의 단수를 증가시키는 구성을 나타낸 것이다. 상기 메인필터(200)의 구성은 도 1 내지 도 3을 통해 설명한 바와 같다. 상기 적어도 하나의 보조필터(300a,300b)는 상기 메인필터(200)보다 더 향상된 감쇄특성을 얻기 위해 필요에 따라 추가되는 필터이다. 상기 적어도 하나의 보조필터(300a,300b)의 구성은 도 4 내지 도 7을 통해 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5는 적어도 하나의 인덕터(330)가 내장된 보조필터(300a)의 구조를 나타낸 것이고, 도 6 및 도 7은 적어도 하나의 커패시터(또는 적어도 하나의 서지보호소자)(340)가 내장된 보조필터(300b)의 구조를 나타낸 것이다.
이하에서는 적어도 하나의 인덕터(330)가 내장된 보조필터(300a)를 제1보조필터(300a)로 칭하고, 적어도 하나의 커패시터(또는 적어도 하나의 서지보호소자)(340)가 내장된 보조필터(300b)를 제2보조필터(300b)로 칭하기로 한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1보조필터(300a)는 몸체(310a) 및 제3외부단자(320a), 적어도 하나의 인덕터(330)를 구비한다.
상기 몸체(310a)는 일단은 개방되고 타단은 제3폐쇄면(370a)에 의해 폐쇄된 제3내부공간(314a)을 가지는 원통관 구조를 가진다. 그리고 상기 제3폐쇄면(370a)의 특정부위(중앙부위)에는 제3삽입홀(372a)이 형성된다. 상기 제3폐쇄면(370a)를 포함하는 몸체(310a)는 금속재질 또는 금속코팅된 플라스틱 재질을 가질 수 있다.
상기 몸체(310a)의 양쪽 가장자리 부분의 외주면 또는 내주면에는 상기 메인필터(200) 또는 또 다른 보조필터와의 나사결합을 위해 나사선이 형성되어 있을 수 있다. 나사결합 대신에 끼움결합되는 것도 가능하고, 별도의 결합탭(tap)을 이용하여 결합되는 것도 가능하다.
상기 제3외부단자(320a)의 삽입방식이나 구조는 도 1 내지 도 3의 제1외부단자(220a) 및 제2외부단자(220b)의 경우와 동일하다.
즉 상기 제3외부단자(320a)는 핀(pin) 타입 또는 나사타입으로 상기 제3폐쇄면(370a)의 제3삽입홀(372a)에 삽입된다. 상기 제3외부단자(320a)의 일단은 상기 몸체(310a)의 외부로 돌출되고 상기 제3외부단자(320a)의 타단은 상기 몸체(310a)의 내부공간에 삽입되는 구조를 가진다.
상기 제3외부단자(320a)가 상기 제3삽입홀(372a)에 삽입되는 경우에, 상기 제3삽입홀(372a)의 직경을 상기 제3외부단자(320a)의 직경보다 더 크게 형성하고 별도의 절연링(374a)을 적어도 하나 구비하여 상기 제3외부단자(320a)가 상기 제3폐쇄면(370a)을 포함하는 상기 몸체(310a) 및 상기 제3삽입홀(372a)과 절연되도록 할 수 있다. 상기 절연링(374a)은 상기 제3외부단자(320a)와 연결되는 상기 인덕터(330)의 제1전극과 상기 몸체(310a)와의 절연을 유지하는 기능도 수행할 수 있다.
상기 절연링(374a)을 상기 제3삽입홀(372a)에 삽입하고, 상기 제3외부단자(320a)가 절연링(374a)에 삽입되어 상기 몸체(310a)의 내부공간(314a)으로 삽입 돌출되도록 하는 것이 가능하다. 또 다른 예로, 상기 절연링(374a)을 상기 제3폐쇄면(370a)의 내측면(외부로 노출되지 않고 상기 몸체(310a)와 함께 상기 제3내부공간(314a)을 형성하는 면)에 부착하고, 상기 제3외부단자(320a)가 상기 제3삽입홀(372a)을 통과하여 상기 절연링(374a)에 삽입되어 고정되면서 상기 몸체(310a)의 내부공간으로 삽입되도록 구성하는 것이 가능하다.
또한, 상기 절연링(374a)을 2개 구비하여 상기 제3삽입홀(372a)을 기준으로 양쪽에 각각 절연링을 배치하고, 절연링(374a), 제3삽입홀(372a), 절연링(374a)의 순서로 상기 제3외부단자(320a)가 삽입되도록 할 수 있다.
이와달리, 상기 제3외부단자(320a)가 상기 제3삽입홀(372a)에 삽입되는 경우에, 상기 제3외부단자(320a)가 상기 제3삽입홀(372a)과 접촉이 예상되는 상기 제3외부단자(320a)의 외부표면에 절연물질을 도포하여 상기 제3삽입홀(372a) 및 상기 제3폐쇄면(370a)과의 절연을 유지할 수 있다.
상기 적어도 하나의 인덕터(330)는 상기 몸체(310a)의 내부공간인 제3내부공간(314a)에 이외에 상기 인덕터(130)의 배치위치는 다양하게 변경가능하다.
상기 인덕터(330)의 제1전극은 상기 제3외부단자(320a)의 타단(상기 제3삽입홀(372a)을 통해 상기 제3내부공간(314a)으로 삽입된 부분)과 전기적으로 연결되고, 상기 인덕터(330)의 제2전극은 상기 메인필터(200)와 결합시에 상기 제2외부단자(220b)와 전기적으로 연결되는 구조를 가질 수 있다. 전기적 연결방법은 와이어 본딩, 땜, 솔더링 등의 통상의 기술자에게 잘 알려진 방법이 이용될 수 있다.
상기 인덕터(330)가 상기 제3내부공간(314a)에 내장된 후 상기 인덕터(330)의 제2전극이 노출된 상태로 에폭시 등을 이용한 몰딩작업이 수행될 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제2보조필터(300b)는 몸체(310b) 및 제3외부단자(320b), 적어도 하나의 커패시터(또는 적어도 하나의 서지보호소자)(340)를 구비한다.
상기 몸체(310b)의 구조는 도 4 및 도 5의 몸체(310a)와 그 구성이 동일하다. 즉 상기 몸체(310b)는 일단은 개방되고 타단은 제3폐쇄면(370b)에 의해 폐쇄된 제3내부공간(314b)을 가지는 원통관 구조를 가진다. 그리고 상기 제3폐쇄면(370b)의 특정부위(중앙부위)에는 제3삽입홀(372b)이 형성된다. 상기 제3폐쇄면(370b)를 포함하는 몸체(310b)는 금속재질 또는 금속코팅된 플라스틱 재질을 가질 수 있다.
상기 몸체(310b)의 양쪽 가장자리 부분의 외주면 또는 내주면에는 상기 메인필터(200) 또는 또 다른 보조필터와의 나사결합을 위해 나사선이 형성되어 있을 수 있다. 나사결합 대신에 끼움결합되는 것도 가능하고, 별도의 결합탭(tap)을 이용하여 결합되는 것도 가능하다.
상기 제3외부단자(320b)의 삽입방식이나 구조는 도 1 내지 도 3의 제1외부단자(220a) 및 제2외부단자(220b)의 경우와 동일하다.
즉 상기 제3외부단자(320b)는 핀(pin) 타입 또는 나사타입으로 상기 제3폐쇄면(370b)의 제3삽입홀(372b)에 삽입된다. 상기 제3외부단자(320b)의 일단은 상기 몸체(310b)의 외부로 돌출되고 상기 제3외부단자(320b)의 타단은 상기 몸체(310b)의 내부공간에 삽입되는 구조를 가진다.
즉 상기 제3외부단자(320b)가 상기 제3삽입홀(372b)에 삽입되는 경우에, 상기 제3삽입홀(372b)의 직경을 상기 제3외부단자(320b)의 직경보다 더 크게 형성하고 별도의 절연링(374b)을 적어도 하나 구비하여 상기 제3외부단자(320b)가 상기 제3폐쇄면(370b)을 포함하는 상기 몸체(310b) 및 상기 제3삽입홀(372b)과 절연되도록 할 수 있다. 상기 절연링(374b)은 상기 제3외부단자(320b)와 연결되는 상기 적어도 하나의 커패시터(또는 적어도 하나의 서지보호소자)(340)의 제1전극과 상기 제3외부단자(320b)와의 절연을 유지하는 기능도 수행할 수 있다.
상기 절연링(374b)을 상기 제3삽입홀(372b)에 삽입하고, 상기 제3외부단자(320b)가 절연링(374b)에 삽입되어 상기 몸체(310b)의 내부공간(314b)으로 삽입 돌출되도록 하는 것이 가능하다. 또 다른 예로, 상기 절연링(374b)을 상기 제3폐쇄면(370b)의 내측면(외부로 노출되지 않고 상기 몸체(310b)와 함께 상기 제3내부공간(314b)을 형성하는 면)에 부착하고, 상기 제3외부단자(320b)가 상기 제3삽입홀(372b)을 통과하여 상기 절연링(374b)에 삽입되어 고정되면서 상기 몸체(310b)의 내부공간으로 삽입되도록 구성하는 것이 가능하다.
또한, 상기 절연링(374b)을 2개 구비하여 상기 제3삽입홀(372b)을 기준으로 양쪽에 각각 절연링을 배치하고, 절연링(374b), 제3삽입홀(372b), 절연링(3742b)의 순서로 상기 제3외부단자(320b)가 삽입되도록 할 수 있다.
이와달리, 상기 제3외부단자(320b)가 상기 제3삽입홀(372b)에 삽입되는 경우에, 상기 제3외부단자(320b)가 상기 제3삽입홀(372b)과 접촉이 예상되는 상기 제3외부단자(320b)의 외부표면에 절연물질을 도포하여 상기 제3삽입홀(372b) 및 상기 제3폐쇄면(370b)과의 절연을 유지할 수 있다.
상기 제3외부단자(320b)는 전기적으로 연결되는 소자의 종류에 대응하여 그 길이가 다양하게 조절가능하다. 예를 들어, 도 6 및 도 7의 경우와 같이 커패시터와의 연결이 필요한 경우에는 상기 몸체(310b) 내부로 삽입되는 부분의 길이가 도 4 및 도 5의 인턱터와 연결되는 경우보다 길게 형성하는 것이 가능하다. 즉 인덕터가 인접되는 경우보다 커패시터와 인접되는 경우에 외부단자의 길이를 더 길게 하는 것이 가능하다. 이는 인덕터의 경우는 상기 제3외부단자(320b)와 직렬연결되고 커패시터의 경우에는 병렬연결되는 구조를 가져야 하기 때문에 커패시터의 사이즈만큼 더 많은 길이가 필요하다.
상기 적어도 하나의 커패시터(또는 적어도 하나의 서지보호소자)(340)는 상상기 제3내부공간(314b)에 배치된다. 상기 적어도 하나의 커패시터(또는 적어도 하나의 서지보호소자)(340)는 판상형의 구조를 가질 수도 있고 관통형 또는 링형 구조를 가질 수 있으며, 제1전극이 상기 제3외부단자(220b)와 전기적으로 연결되고, 제2전극은 상기 제3폐쇄면(370b)과 밀착접촉되어 전기적으로 연결되는 구조를 가진다. 상기 적어도 하나의 커패시터(또는 적어도 하나의 서지보호소자)(340)의 제2전극은 상기 제3폐쇄면(370b)과 접촉됨이 없이 와이어 본딩 등을 이용하여 본딩결합되는 것도 가능하다.
관통형이나 링형 구조의 커패시터의 경우 원통형 몸체의 상부면(도면에서 좌측면)에 제1전극이 배치되고, 하부면(도면에서 우측면)에 제2전극이 배치될 수 있다. 이에 따라 별도의 원형의 도전판(376b)을 배치하고, 상기 도전판(376b)을 상기 적어도 하나의 커패시터(또는 적어도 하나의 서지보호소자)(340)의 제1전극면(상부면 또는 좌측면)에 밀착 접촉시켜 전기적으로 연결하고, 상기 도전판(376b)을 관통하는 상기 제3외부단자(320b)가 상기 도전판(376b)과 전기적으로 연결되도록 구성할 수도 있다. 전기적 연결방법은 와이어 본딩, 땜, 솔더링 등의 통상의 기술자에게 잘 알려진 방법이 이용될 수 있다.
상기 적어도 하나의 커패시터(또는 적어도 하나의 서지보호소자)(340)가 관통형 또는 링형 구조를 가지는 경우 상기 제3외부단자(320b)가 상기 적어도 하나의 커패시터(또는 적어도 하나의 서지보호소자)(340)를 관통하는 구조로 결합될 수 있다, 이때 절연링(374b)이 상기 적어도 하나의 커패시터(또는 적어도 하나의 서지보호소자)(340)를 관통하도록 하고, 상기 제3외부단자(320b)가 상기 절연링(374b)을 관통하도록 하여 배치되는 것도 가능하다. 상기 적어도 하나의 커패시터(또는 적어도 하나의 서지보호소자)(340)가 판상형을 가지는 경우는 상기 제3외부단자(320b)에 접촉되거나 이격되는 형태로 인접배치될 수 있다.
상기 적어도 하나의 커패시터(또는 적어도 하나의 서지보호소자)(340)가 판상형으로 구비되는 경우에는 적어도 두 개의 커패시터(또는 적어도 하나의 서지보호소자)(340)를 상기 제3외부단자(320a)를 둘러싸는 형태로 배치할 수 있다.
상기 적어도 하나의 커패시터(또는 적어도 하나의 서지보호소자)(340)가 상기 제3내부공간(314b)에 내장된 후 상기 제3외부단자(320b)가 노출된 상태로 에폭시 등을 이용한 몰딩작업이 수행될 수 있다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 관통형 필터의 전체구조를 나타낸 결합사시도, 분해사시도, 및 단면도이다. 도 10의 단면도는 메인필터(200)와 제1보조필터(300a)가 결합되는 경우만을 도시하였다.
도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 메인필터(200)에 필요에 따라 적어도 하나의 보조필터(300a,300b)가 결합될 수 있다. 상기 메인필터(200)에 도 4 및 도 5에서 설명한 제1보조필터(300a)가 결합되는 것도 가능하고, 도 6 및 도 7을 통해 설명한 제2보조필터(300b)가 결합되는 것도 가능하다. 이외에 복수개의 제1보조필터(300a) 및 복수개의 제2보조필터(300b)를 구비하고, 이들 중에서 적어도 하나를 선택하여 상기 메인필터(200)와 결합하는 것도 가능하다.
상기 제1보조필터(300a)와 상기 메인필터(200)를 결합하는 경우에는, 상기 메인필터(200)의 제2외부단자(210b)와 상기 제1보조필터(300a)에 내장된 상기 인덕터(330)의 제2전극을 와이어 본딩 등의 연결방식을 통해 전기적으로 연결한 상태에서, 상기 메인필터(200)의 제2보조몸체(210c)부분과 상기 제1보조필터(300a)의 몸체(310a)의 개방된 부분을 나사결합 또는 끼움결합하는 방식으로 결합할 수 있다. 이외에 다른 결합방식이 이용될 수 있음은 명백하다. 결합시 결합부분의 상기 제2외부단자(210b)가 상기 제2보조몸체(210c) 및 상기 제1보조필터(300a)의 상기 몸체(310a)와 절연을 강화하기 위해 절연링(374c)에 삽입되어 결합되는 것이 가능하다.
상술한 결합에 의해, 상기 제1보조필터(300a)의 개방된 부분이 상기 제2보조몸체(210c)에 의해 폐쇄되고 원통형 구조의 감쇄특성이 향상된 관통형 필터(500)가 완성될 수 있다. 이에 따라 상기 관통형 필터(500)에 연결되는 전원라인 또는 신호라인은 상기 제1외부단자(220a) 및 상기 제3외부단자(320a)와 연결되는 구조를 가지게 된다.
다음으로 상기 제2보조필터(300b)와 상기 메인필터(200)를 결합하는 경우에는, 상기 메인필터(200)의 제2외부단자(210b)와 상기 제2보조필터(300b)의 상기 제3외부단자(320b)의 상기 몸체(310b)의 내부공간에 노출된 부분을 와이어 본딩 등을 이용하여 전기적으로 연결한 상태에서, 상기 메인필터(200)의 제2보조몸체(210c)부분과 상기 제2보조필터(300b)의 몸체(310b)의 개방된 부분을 나사결합 또는 끼움결합하는 방식으로 결합할 수 있다. 이외에 다른 결합방식이 이용될 수 있음은 명백하다. 이때 결합의 용이성을 위해 상기 제3외부단자(320b)는 상기 제3삽입홀(372b)을 통해 외부로 노출되는 부분을 제외하고는 상기 몸체(310b)의 외부로 노출되지 않도록 구성될 수 있다.
상술한 결합에 의해, 상기 제2보조필터(300b)의 개방된 부분이 상기 제2보조몸체(210c)에 의해 폐쇄되고 원통형 구조의 감쇄특성이 향상된 관통형 필터가 완성될 수 있다. 추가적으로 도 11에 도시된 바와 같이, 필요에 따라 상기 제1보조필터(300a) 또는 제2보조필터(300b)를 추가로 더 구비하여 도 8의 관통형 필터에 추가 결합하는 것이 가능하다.
예를 들어, 하나의 메인필터(200)에 복수의 제1보조필터(300a) 및/또는 복수의 제2보조필터(300b)를 결합하거나, 하나의 메인필터(200)에 적어도 하나의 제1보조필터(300a) 및/또는 적어도 하나의 제2보조필터(300b)를 결합하는 것이 가능하며, 이외에 다양한 다른 결합구조도 가능하다. 이 경우 상기 제1보조필터(300a)와 상기 제2보조필터(300b)의 결합부위는 결합이 용이하도록 나사선이나 결합탭이 형성된 구조를 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 관통형 필터가 전기파, 전자기 펄스 등의 차폐기능이외에도 서지보호 기능도 수행할 수 있으며, 필요에 따라 보조필터를 추가로 결합하여 단수를 증가시키는 것이 가능하여 용도에 따른 감쇄특성을 가지는 관통형 필터의 구현이 가능한 장점이 있다.
상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.
220a : 제1외부단자 220b : 제2외부단자
320a,320b : 제3외부단자 210a : 메인몸체 210b: 제1보조몸체 210c: 제2보조몸체 230,330 : 인덕터 240,340 : 커패시터 250 : 서지보호소자

Claims (14)

  1. 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터에 있어서:
    제1개구 및 제2개구를 가지고 상기 제1개구에서 상기 제2개구까지 관통되는 제1내부공간을 가지는 원통관 구조의 메인몸체와;
    상기 제1개구의 폐쇄를 위한 원형의 제1폐쇄면을 가지며 상기 메인몸체와 결합됨에 의해 상기 제1개구를 폐쇄하고, 상기 제1폐쇄면에는 제1외부단자의 삽입을 위한 제1삽입홀이 형성된 구조를 가지는 제1보조몸체와;
    상기 제2개구의 폐쇄를 위한 원형의 제2폐쇄면을 가지며 상기 메인몸체와 결합됨에 의해 상기 제2개구를 폐쇄하고, 상기 제2폐쇄면에는 제2외부단자의 삽입을 위한 제2삽입홀이 형성된 구조를 가지는 제2보조몸체와;
    상기 제1내부공간에 내장되며 상기 제1외부단자와 상기 제2외부단자 사이에 직렬연결되는 적어도 하나의 인덕터와;
    상기 제1내부공간에 내장되며, 제1전극은 상기 제1외부단자 또는 상기 제2외부단자와 연결되고, 제2전극은 상기 메인몸체와 연결되는 적어도 하나의 커패시터를 구비함을 특징으로 하는 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인몸체, 상기 제1보조몸체, 및 상기 제2보조몸체는 금속재질이거나, 외부 및 내부표면이 금속코팅된 플라스틱 재질임을 특징으로 하는 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1보조몸체는, 일단은 개방되고 타단은 상기 제1폐쇄면에 의해 폐쇄된 제2내부공간을 가지는 원통관 구조로, 상기 메인몸체와 결합되고, 상기 제2내부공간에는 제1전극이 상기 제1외부단자와 연결되고, 제2전극은 상기 제1보조몸체와 연결되는 적어도 하나의 서지(surge)보호소자가 내장됨을 특징으로 하는 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 적어도 하나의 서지보호소자는, MOV(Metal Oxide Varistor), TVS (Transient Voltage Suppression) 다이오드, 방전갭어레스터(discharge gap Arrestor), SIC 바리스터 및 제너다이오드 중에서 선택된 적어도 하나의 소자임을 특징으로 하는 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1보조몸체 또는 상기 제2보조몸체는 양쪽 가장자리 부위들 중 제1가장자리 부위가 상기 메인몸체와 나사결합, 솔더링(Soldering)결합 및 끼움결합 중에서 선택된 어느 하나의 결합방식에 의해 결합되고, 제2가장자리 부위는 외부연결체와 나사결합, 솔더링(Soldering)결합 및 끼움결합 중에서 선택된 어느 하나의 결합방식에 결합되는 구조를 가짐을 특징으로 하는 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 외부연결체의 몸체는 금속재질이거나, 외부 및 내부표면이 금속코팅된 플라스틱 재질임을 특징으로 하는 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 외부연결체는 전원선 또는 신호선의 공급을 위한 공급홀을 가지는 전자기 펄스 차폐실 또는 차폐문임을 특징으로 하는 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 외부연결체는, 일단은 개방되고 타단은 제3삽입홀이 형성된 제3폐쇄면에 의해 폐쇄된 제3내부공간을 가지는 원통관 구조를 가지며, 상기 제3삽입홀에는 상기 외부연결체의 몸체와는 절연되도록 제3외부단자가 삽입되고, 상기 제3내부공간에는 커패시터, 인턱터, 및 서지보호소자 중에서 선택된 적어도 하나의 소자가 내장되고, 상기 제2보조몸체와 결합되는 구조를 가짐을 특징으로 하는 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 외부연결체는 상기 제3내부공간에 상기 커패시터 또는 상기 서지보호소자가 내장되는 경우에, 상기 커패시터 또는 상기 서지보호소자의 제1전극은 상기 제3외부단자와 연결되고 제2전극은 상기 외부연결체의 몸체에 연결되도록 내장되고, 상기 제3외부단자가 상기 제1외부단자 또는 상기 제2외부단자와 연결되도록 하여 상기 제2보조몸체와 결합됨을 특징으로 하는 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 외부연결체는 상기 제3내부공간에 상기 인덕터가 내장되는 경우에, 상기 인덕터의 제1전극은 상기 제3외부단자와 연결되고, 제2전극은 상기 제1외부단자 또는 상기 제2외부단자와 연결되도록 하여 상기 제2보조몸체와 결합됨을 특징으로 하는 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터.
  11. 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터에 있어서:
    제1외부단자가 삽입된 제1폐쇄면과 제2외부단자가 삽입된 제2폐쇄면에 의해 양단이 패쇄된 금속재질 또는 금속코팅 재질의 원통관 구조로, 상기 제1폐쇄면과 상기 제2폐쇄면 사이의 내부공간에 상기 제1외부단자 또는 상기 제2외부단자와 병렬연결되는 적어도 하나의 커패시터 또는 적어도 하나의 서지보호소자와, 상기 제1외부단자와 상기 제2외부단자 사이에 직렬연결되는 적어도 하나의 인덕터를 내장하는 구조의 메인필터와;
    일단은 개방되고 타단은 제3외부단자가 삽입된 제3폐쇄면에 의해 폐쇄된 금속재질 또는 금속코팅 재질의 원통관 구조로, 내부공간에 상기 제3외부단자와 병렬연결되는 커패시터, 상기 제3외부단자와 직렬연결되는 인턱터, 및 상기 제3외부단자와 병렬연결되는 서지보호소자 중에서 선택된 적어도 하나의 소자를 내장하는 구조를 가져 상기 메인필터와 결합 가능한 적어도 하나의 보조필터를 구비함을 특징으로 하는 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1외부단자, 상기 제2외부단자, 및 상기 제3외부단자는, 상기 제1패쇄면, 상기 제2폐쇄면, 및 상기 제3폐쇄면과 전기적으로 절연됨을 특징으로 하는 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 적어도 하나의 보조필터는 상기 커패시터 또는 상기 서지보호소자가 내장되는 경우에, 상기 커패시터 또는 상기 서지보호소자의 제1전극은 상기 제3외부단자와 연결되고 제2전극은 상기 적어도 하나의 보조필터의 몸체에 연결되도록 내장되고, 상기 제3외부단자가 상기 제1외부단자 또는 상기 제2외부단자와 연결되도록 하여, 상기 메인필터와 나사결합, 솔더링(Soldering)결합 및 끼움결합 중에서 선택된 어느 하나의 결합방식으로 결합됨을 특징으로 하는 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 적어도 하나의 보조필터는 상기 인덕터가 내장되는 경우에, 상기 인덕터의 제1전극은 상기 제3외부단자와 연결되고, 제2전극은 상기 제1외부단자 또는 상기 제2외부단자와 연결되도록 하여 상기 메인필터와 결합됨을 특징으로 하는 전자기 펄스 차폐용 관통형 필터.
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