KR101428199B1 - 공통모드필터 및 이를 포함하는 전원 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1 권선수를 가지는 제1 인덕터, 상기 제1 인덕터와 마주하며, 제2 권선수를 가지는 제2 인덕터, 상기 제1 인덕터의 코일의 중간에서 분기된 제1 중간단자, 그리고 상기 제2 인덕터의 코일의 중간에서 분기된 제2 중간단자를 포함하는 공통 모드 필터를 제공한다. 따라서, 하나의 공통 모드 필터로부터 2개의 필터 효과를 가짐으로 부피를 줄일 수 있어 경박 단소화된 모듈을 형성할 수 있다.

Description

공통모드필터 및 이를 포함하는 전원 공급 장치{The common mode filter and the power supply device having the same}
본 발명은 공통모드필터 및 이를 포함하는 전원 공급 장치에 관한 것이다.
대형 전자 기기는 주기능 모듈, 즉, TV의 경우, 백라이트 모듈 및 디스플레이 모듈 등을 포함한다.
대형 전자 기기는 상기 모듈에 전원을 공급하는 전원 공급 장치를 포함한다.
상기 전원 공급 장치는 교류 입력 전원을 수신하고, 이를 각 모듈의 기준 전원으로 변환하여 각 모듈에 공급한다.
이러한 전원 공급 장치는 전자기장의 간섭을 차단하기 위해 필터를 적용한다.
상기 필터는 공통 모드 필터를 적용하는데, 일반적으로 공통 모드의 필터는 차동 모드의 전류는 통과하고, 공통 모드의 전류는 차단하는 필터로서, 적어도 2개의 필터를 형성하여 전자기장의 간섭을 제거한다.
그러나, 최근 TV 등의 대형 전자 기기에서 초박형, 경량의 회로 디자인을 요구함에 따라 부품 수효가 줄어들고 있다. 따라서, 부피를 많이 차지하는 공통 모드 필터를 복수개 사용하는 데에 문제가 있다.
실시예는 하나의 공통 모드 필터를 복수개의 출력을 얻도록 적용한 전원 공급 장치를 제공한다.
실시예는 제1 권선수를 가지는 제1 인덕터, 상기 제1 인덕터와 마주하며, 제2 권선수를 가지는 제2 인덕터, 상기 제1 인덕터의 코일의 중간에서 분기된 제1 중간단자, 그리고 상기 제2 인덕터의 코일의 중간에서 분기된 제2 중간단자를 포함하는 공통 모드 필터를 제공한다.
한편, 실시예는 교류 전원을 수용하여 공통모드 잡음을 제거하는 공통모드필터를 포함하는 필터부, 상기 필터부의 출력을 받아 직류 전원을 생성하는 변압부, 그리고 상기 변압부의 직류 전원을 외부로 출력하는 출력부를 포함하며, 상기 공통모드 필터는 제1 권선수를 가지는 제1 인덕터, 상기 제1 인덕터와 마주하며, 제2 권선수를 가지는 제2 인덕터, 상기 제1 인덕터의 코일의 중간에서 분기된 제1 중간단자, 그리고 상기 제2 인덕터의 코일의 중간에서 분기된 제2 중간단자를 포함하는 전원공급장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 하나의 공통 모드 필터로부터 2개의 필터 효과를 가짐으로 부피를 줄일 수 있어 경박 단소화된 모듈을 형성할 수 있다.
또한, 동일부피의 소자로 효율을 증가시킴으로써 제조 비용을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전원 공급 장치를 포함하는 전자 기기의 구성도이다.
도 2a 및 도 2b는 필터부의 구성도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 인덕터 구조물을 도시한 것이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 하나의 변압기에 대하여 버스트 모드를 가동하여 대기전력을 발생하는 전원 공급 장치에서 쇼트 발생 시에 소자를 보호하는 방법을 제공한다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전원 공급 장치를 포함하는 전자 기기의 구성도이고, 도 2a 및 도 2b는 필터부의 구성도이며, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 인덕터 구조물을 도시한 것이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 전자 기기(10)는 전원 공급 장치(100) 및 주모듈(20)을 포함한다.
전자 기기(10)는 적어도 하나의 주모듈(20)을 포함한다.
상기 전자 기기(10)가 TV인 경우, 상기 주모듈(20)은 디스플레이 모듈, 백라이트 모듈 또는 통신 모듈을 포함할 수 있다.
상기 전원 공급 장치(100)는 외부의 교류 입력 전원을 수신하여, 각 모듈을 구동하기 위한 기준 전원을 생성하여 제공한다.
상기 전원 공급 장치(100)는 각 모듈에 따라 서로 다른 기준 전원이 요구되는 경우, 서로 다른 기준 전원을 생성하여 출력할 수 있다.
상기 전원 공급 장치(100)는 필터부(110), 정류부(120), 변압부(130), 출력부(140)를 포함한다.
상기 필터부(110)는 입력 교류 신호를 따라 새어 들어오는 전자 방해 잡음(EMI : Electro Magnetic Interference)을 제거하여 정류부(120)로 출력한다.
상기 정류부(120)는 상기 필터부(110)의 출력 교류 신호를 입력 받아 상기 교류 신호를 직류 신호로 변환하여 상기 변압부(130)로 출력한다.
상기 변압부(130)는 상기 정류부(120)로부터 변환 된 직류 신호를 소정의 크기로 변환하여 출력부(140)로 전달한다.
상기 출력부(140)는 무선 전력 송신 또는 유선 전력 송신을 수행하여 주모듈로 각각의 기준 전압을 공급한다.
상기 정류부(120) 및 변압부(130)는 SMPS(Switch Mode Power Supply)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이하에서는 도 2 및 도 3을 참고하여 필터부를 설명한다.
도 2a는 일반적인 필터부를 도시한 것이고, 도 2b는 본 발명의 필터부를 도시한 것이며, 도 3a는 필터부의 인덕터 구조물의 상면을 도시한 것이고, 도 3b는 인덕터 구조물의 하면을 도시한 것이다.
도 2b를 참고하면, 필터부(110)는 교류 전원을 수용하는 입력단(111), 상기 입력단(111)으로부터 수신되는 전원의 공통 모드를 제거하는 공통모드필터(200) 및 복수의 커패시터(C1-C6)를 포함한다.
상기 입력단(111)은 교류 입력 신호를 전송하는 한 입력단(111)과, 상기 한 입력단(111)에 대하여 중립 신호를 전송하는 다른 입력단(111)으로 구성될 수 있다.
상기 교류 입력 신호는 위상이 180도 다른 차동 신호일 수 있으며, 상기 필터부(110)는 상기 차동 신호 중 공통 모드의 신호를 필터링하여 외부로 출력한다.
상기 공통 모드 필터(200)는 두 개의 서로 마주하는 두 개의 인덕터(L1,L2)를 포함한다.
제1 인덕터(L1)는 제1 입력단(111)과 제1 출력단(n3) 사이에 연결되어 있으며 제1 권선수를 가진다.
상기 제1 인덕터(L2)는 제1 권선수 중 일부의 권선수와 연결되어 외부로 노출되어 중간 단자(n1)를 가진다.
상기 제1 인덕터(L1)는 상기 중간 단자(n1)에 의해 분리되는 제1 소인덕터(L11) 및 제2 소인덕터(L12)를 가진다
상기 제1 소인덕터(L11)의 권선수와 제2 소인덕터(L12)의 권선수는 동일할 수 있으나, 제1 소인덕터(L11)는 제1소권선수를 가지고, 제2 소인덕터(L12)는 제2 소권선수를 가질 수 있다.
제2 인덕터(L2)는 제1 인덕터(L1)와 마주하고, 제2 입력단(111)과 제2 출력단(n4) 사이에 연결되어 있으며 제2 권선수를 가진다.
상기 제2 인덕터(L2)는 제2 권선수 중 일부의 권선수와 연결되어 외부로 노출되어 중간 단자(n2)를 가진다.
상기 제2 인덕터(L2)는 상기 중간 단자(n2)에 의해 분리되는 제1 소인덕터(L21) 및 제2 소인덕터(L22)를 가진다
상기 제1 소인덕터(L21)의 권선수와 제2 소인덕터(L22)의 권선수는 동일할 수 있으나, 제1 소인덕터(L21)는 제1 소권선수를 가지고, 제2 소인덕터(L22)는 제2 소권선수를 가질 수 있다.
이때, 서로 마주보는 상기 제1 인덕터(L1)의 제1 소인덕터(L11)와 제2 인덕터(L2)의 제1 소인덕터(L21)의 제1 소권선수는 서로 동일하고, 서로 마주보는 상기 제1 인덕터(L1)의 제2 소인덕터(L12)와 제2 인덕터(L2)의 제2 소인덕터(L22)의 제2 소권선수는 서로 동일하다.
상기 제1 입력단(111)과 접지 사이에 제1 커패시터(C1)가 형성되고, 제2 입력단(111)과 접지 사이에 제2 커패시터(C2)가 형성되어 있다.
상기 제1 및 제2 커패시터(C1,C2)는 Y커패시터로서, 공통 모드의 잡음을 제거한다.
또한, 상기 제1 중간단자(n1)와 접지 사이에 제3 커패시터(C3)가 형성되고, 제2 중간단자(n2)와 접지 사이에 제4 커패시터(C4)가 형성되어 있다.
상기 제3 및 제4 커패시터(C3,C4)는 Y커패시터로서, 공통 모드의 잡음을 제거한다.
그리고, 상기 제1 출력단(n3)과 접지 사이에 제5 커패시터(C5)가 형성되고, 제2 출력단(n4)과 접지 사이에 제6 커패시터(C6)가 형성되어 있다.
상기 제5 및 제6 커패시터(C5, C6)는 Y커패시터로서, 공통 모드의 잡음을 제거한다.
이와 같이 형성되는 필터부(110)는 복수의 커패시터(C1-C6)에서 공통 모드 잡음을 제거하고, 공통모드필터(200)에서 자기 유도에 의해 급격히 흐르는 전류를 제거함으로써 전자기 잡음을 제거하여 차동 신호만을 출력단(n3, n4)으로 출력한다.
이러한 필터부(110)는 도 2a와 같이 종래에 동일한 크기의 공통 모드 필터(Lm)를 2개 구현하고, 각 필터(Lm)의 앞뒤단에 도 2b와 같이 Y 커패시터를 형성하는 것과 동일한 효과를 가질 수 있다.
즉, 하나의 공통 모드 필터(200)를 형성하면서, 인덕터 중간에서 권선의 일부를 외부로 노출하여 단자(n1, n2)로 형성함으로써, 두 번의 필터링이 진행되어 복수의 공통 모드 필터와 동일한 효과를 가질 수 있다.
이러한, 공통모드필터(200)를 구현하는 인덕터 구조물은 도 3a와 도3b를 참고로 설명한다.
도 3a는 인덕터(L) 구조물의 상면에서 바라본 사시도이고, 도 3b는 하면에서 바라본 사시도이다.
본 발명의 인덕터 구조물은 하우스(210) 내에 서로 분리되어 있는 2개의 코어(211)를 가지며, 각각의 상기 코어(211)에 권선되어 있는 코일(220, 230)을 포함한다.
상기 코어(211)에 권선된 코일(220, 230)이 각각의 인덕터를 구성하며, 상기 두 개의 인덕터가 하나의 하우스(210) 안에 삽입되어 공통모드필터(200)를 구현한다.
상기 공통모드필터(200)는 하우스(210)의 하면으로 각각의 인덕터 코일(220, 230)의 끝단이 노출되어 단자(240)를 형성하고 있다.
이때, 본 발명의 공통모드필터(200)는 상기 코일(220, 230)의 중간에서 절단되어 외부로 노출되어 중간 단자(241)를 형성한다.
이와 같이, 코일(220, 230)의 중간에서 중간 단자(241)를 형성함으로써, 종래의 공통모드필터(200)에서 구조적인 변경을 최소화하면서, 2배의 필터링 효과를 얻을 수 있으므로 소자의 부피가 줄어들고, 비용이 절감될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
전원 공급 장치 100
주모듈 20
필터부 110
공통모드필터 200
정류부 120
변압부 130
출력부 140

Claims (13)

  1. 제1 권선수를 가지며, 중간에서 분기된 제 1 중간 단자를 가지는 제 1 인덕터;
    상기 제 1 인덕터와 마주하고, 제 2 권선수를 가지며, 중간에서 분기된 제 2 중간 단자를 가지는 제 2 인덕터;
    일단이 상기 제 1 중간 단자와 연결된 제 1 커패시터; 및
    일단이 상기 제 2 중간 단자와 연결되고, 타단이 상기 제 1 커패시터의 타단과 연결되는 제 2 커패시터;를 포함하고,
    상기 제1 인덕터는 제 1 입력단자와 상기 제1 중간단자 사이의 코일이 이루는 제1 소인덕터와, 상기 제1 중간단자와 제 1 출력단자 사이의 코일이 이루는 제2 소인덕터를 포함하고,
    상기 제2 인덕터는 제 2 입력단자와 상기 제2 중간단자 사이의 코일이 이루는 제1 소인덕터와, 상기 제2 중간단자와 제 2 출력단자 사이의 코일이 이루는 제2 소인덕터를 포함하며,
    상기 제 1 출력 단자와 접지 사이에 연결되는 제 3 커패시터와,
    상기 제 2 출력 단자와 접지 사이에 연결되는 제 4 커패시터를 더 포함하는 공통 모드 필터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 인덕터의 제1 소인덕터는 동일한 권선수를 가지고,
    상기 1 및 제2 인덕터의 제2 소인덕터는 동일한 권선수를 가지는 공통 모드 필터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 소인덕터와 제2 소인덕터는 서로 다른 권선수를 가지는 공통 모드 필터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 공통 모드 필터는
    상기 제1 인덕터 및 제1 인덕터를 동시에 수용하는 하우징을 더 포함하는 공통 모드 필터.
  6. 교류 전원을 수용하여 공통모드 잡음을 제거하는 공통모드필터를 포함하는 필터부,
    상기 필터부의 출력을 받아 직류 전원을 생성하는 변압부, 그리고
    상기 변압부의 직류 전원을 외부로 출력하는 출력부
    를 포함하며,
    상기 공통모드필터는
    제1 권선수를 가지며, 중간에서 분기된 제 1 중간 단자를 가지는 제 1 인덕터, 상기 제 1 인덕터와 마주하고, 제 2 권선수를 가지며, 중간에서 분기된 제 2 중간 단자를 가지는 제 2 인덕터, 일단이 상기 제 1 중간 단자와 연결된 제 1 커패시터, 일단이 상기 제 2 중간 단자와 연결되고, 타단이 상기 제 1 커패시터의 타단과 연결되는 제 2 커패시터;를 포함하고,
    상기 제1 인덕터는 제 1 입력단자와 상기 제1 중간단자 사이의 코일이 이루는 제1 소인덕터와, 상기 제1 중간단자와 제 1 출력단자 사이의 코일이 이루는 제2 소인덕터를 포함하고,
    상기 제2 인덕터는 제 2 입력단자와 상기 제2 중간단자 사이의 코일이 이루는 제1 소인덕터와, 상기 제2 중간단자와 제 2 출력단자 사이의 코일이 이루는 제2 소인덕터를 포함하며,
    상기 제 1 출력 단자와 접지 사이에 연결되는 제 3 커패시터와,
    상기 제 2 출력 단자와 접지 사이에 연결되는 제 4 커패시터를 더 포함하는 전원공급장치.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 인덕터의 제1 소인덕터는 동일한 권선수를 가지고,
    상기 1 및 제2 인덕터의 제2 소인덕터는 동일한 권선수를 가지는 전원공급장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 소인덕터와 제2 소인덕터는 서로 다른 권선수를 가지는 전원공급장치.
  10. 삭제
  11. 제6항에 있어서,
    상기 제 1 내지 4 커패시터는 Y커패시터인 전원공급장치.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 공통 모드 필터는
    상기 제1 인덕터 및 제1 인덕터를 동시에 수용하는 하우징을 더 포함하는 전원공급장치.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 필터부와 상기 변압부 사이에 필터링된 상기 교류 전원을 정류하는 정류부를 더 포함하는 전원공급장치.
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