KR101951329B1 - IM inductor and Interleaved PFC boost converter using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종래의 인터리브 방식의 PFC 단에서 사용하던 2개의 인덕터를 Integrated magnetics 방식으로 결합한 IM 인덕터와, IM 인덕터가 적용되는 인터리브 PFC 부스트 컨버터에 관한 것이다.The present invention relates to an IM inductor in which two inductors used in a conventional interleaved PFC stage are combined by an integrated magnetics method, and an interleaved PFC boost converter to which an IM inductor is applied.

Description

IM(Integrated magnetics) 인덕터 및 이를 활용하는 인터리브 PFC(Power Factor Correction) 부스트 컨버터{IM inductor and Interleaved PFC boost converter using the same}IM (Integrated magnetics) inductor and interleaved PFC (Power Factor Correction) boost converter utilizing the same

본 발명은 IM 인덕터와 이를 활용하는 인터리브 PFC 부스트 컨버터에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 종래의 인터리브 방식의 PFC 단에서 사용하던 2개의 인덕터를 Integrated magnetics 방식으로 결합한 IM 인덕터에 관한 것이다.The present invention relates to an IM inductor and an interleaved PFC boost converter utilizing the IM inductor. More specifically, the present invention relates to an IM inductor in which two inductors used in a conventional interleaved PFC stage are combined by an integrated magnetics method.

종래의 전력변환장치에 사용되는 인터리브 PFC 부스트 컨버터는, 인터리브 PFC 단에서 2개의 인덕터를 사용한다. An interleaved PFC boost converter used in a conventional power conversion apparatus uses two inductors in an interleaved PFC stage.

종래의 인터리브 PFC 부스트 컨버터를 사용하는 경우, 2개의 인덕터를 인터리브 PFC 방식으로 사용하여 전류 리플(ripple)를 감소시킬 수 있다. If a conventional interleaved PFC boost converter is used, the two inductors can be used in an interleaved PFC manner to reduce current ripple.

하지만 인덕터를 2개 사용함에 따라, 인덕터 부피가 커지고, 권선에 의한 전류 손실과 코어에 의한 자속 손실이 증가하는 문제점이 존재한다.However, the use of two inductors increases the inductor volume, and there is a problem that the current loss due to the winding and the magnetic flux loss due to the core increase.

종래에는, 차량 탑재형 충전기(On-board charger)에 사용되는 인덕터의 부피를 줄이기 위해 자속 밀도가 높은 하이 플럭스 코어(High flux core)를 사용하는 인덕터를 사용한다.Conventionally, an inductor using a high flux core having a high magnetic flux density is used in order to reduce the volume of an inductor used in an on-board charger.

하이 플럭스 코어는 페라이트 코어(Ferrite core)보다 비싸고, 트로이달(Toroidal) 코어 구조에서는 권선 자동화가 어렵다. The high flux cores are more expensive than the ferrite cores and the winding automation is difficult in the toroidal core structure.

반면, 페라이트 코어는, 물질의 성질로 인하여 포화 자속 밀도(Saturated magnetic flux density)가 상대적으로 낮으므로, 이를 사용하여 인덕터를 제작하는 경우, 인덕터의 부피가 증가한다.On the other hand, the ferrite core has a relatively low saturation magnetic flux density due to the properties of the material, and when the inductor is manufactured using the ferrite core, the volume of the inductor increases.

인덕터 부피를 증가시키지 않기 위해서는 회로에서 주파수를 높여야 하지만, 주파수를 올리면 스위칭 소자의 손실이 증가된다.In order not to increase the inductor volume, the frequency must be increased in the circuit, but increasing the frequency increases the loss of the switching element.

최근, 인터리브 PFC 부스트 컨버터에 사용되는 2개의 인덕터에 있어서, 가격이 저렴한 페라이트 코어를 사용하면서, 부피가 작고, 코어 손실 및 권선 손실이 적은 인덕터를 개발 중이다.Recently, two inductors used in interleaved PFC boost converters are developing inductors that are small in volume and low in core loss and winding loss, while using ferrite cores that are less expensive.

본 발명의 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 페라이트 코어를 사용하는 2개의 인덕터를 하나로 결합하여, 부피와 전류 손실을 동시에 줄일 수 있는 인터리브 PFC 부스트 컨버터용 인덕터를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an inductor for an interleaved PFC boost converter capable of simultaneously reducing a volume and a current loss by combining two inductors using a ferrite core to solve the above problems.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 IM 인덕터는, 제1 인덕터 및 제2 인덕터를 포함하고, 상기 제1 인덕터는, 상하로 적층되는 제1 코어 및 제2 코어, 상기 제1 코어 및 제2 코어에 감기는 제1 권선을 구비하고, 상기 제2 인덕터는, 상하로 적층되는 제3 코어 및 제4 코어, 상기 제3 코어 및 제4 코어에 감기는 제2 권선을 구비하고, 상기 제1 인덕터와 제2 인덕터는, 상하로 적층된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an IM inductor including a first inductor and a second inductor, wherein the first inductor includes a first core and a second core that are stacked one above the other, And a first winding wound around the core and the second core, wherein the second inductor has a third core and a fourth core stacked vertically, a second winding wound on the third core and the fourth core, , The first inductor and the second inductor are stacked vertically.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 실시예에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.According to an embodiment of the present invention, there is one or more of the following effects.

첫째, 기존에 사용되던 2개의 인덕터를 IM 방식으로 결합함으로써, 인덕터의 부피를 감소시킬 수 있다. First, the inductors can be reduced in volume by combining the two inductors used in the prior art by the IM method.

둘째, 인덕터의 권선 수를 줄일 수 있으므로, 권선으로 인하여 발생하는 전류 손실을 줄일 수 있다. Second, since the number of windings of the inductor can be reduced, the current loss caused by the winding can be reduced.

셋째, 코어 내부에서 자속이 상쇄되는 효과가 발생하여, 코어에서 발생하는 자속 손실이 줄어들 수 있다. Third, the effect of canceling the magnetic flux in the core occurs, and the loss of magnetic flux generated in the core can be reduced.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 인터리브 PFC 부스트 컨버터를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3은 종래의 인터리브 PFC 부스트 컨버터에서 사용하는 2개의 인덕터와 코어 내부의 자속 밀도를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 코어를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 및 도 6는 본 발명의 실시예에 따라 권선 방향이 동일한 2개의 인덕터를 포함하는 IM 인덕터를 설명하기 위한 도면이다.
도 7는 및 도 8는 본 발명의 실시예에 따라 권선 방향이 반대인 2개의 인덕터를 포함하는 IM 인덕터를 설명하기 위한 도면이다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따라 I 코어를 더 포함하는 IM 인덕터를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 10는 본 발명의 실시예에 따라 공극이 외측부에 구비되는 IM 인덕터를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining an interleaved PFC boost converter.
FIG. 2 and FIG. 3 are views for explaining the magnetic flux density in the two inductors and the core used in the conventional interleaved PFC boost converter.
4 is a view for explaining a core according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 and FIG. 6 are views for explaining an IM inductor including two inductors having the same winding direction according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 and FIG. 8 are views for explaining an IM inductor including two inductors with opposite winding directions according to an embodiment of the present invention.
9 is a block diagram illustrating an IM inductor further including an I-core according to an embodiment of the present invention.
10 is a view for explaining an IM inductor in which a gap is provided on the outer side according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

도 1은 인터리브(Interleaved) PFC(Power Factor Correction) 부스트 컨버터를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining an interleaved PFC (Power Factor Correction) boost converter.

도 1의 (a)는, 인터리브 PFC 부스트 컨버터를 간략하게 나타내는 회로도이다. 도 1의 (b)는, 스위치의 동작과 각각의 소자에서 흐르는 전류의 크기를 나타내는 그래프이다.1 (a) is a circuit diagram schematically showing an interleaved PFC boost converter. 1 (b) is a graph showing the operation of the switch and the magnitude of the current flowing in each element.

인터리브 PFC 부스트 컨버터는, 제1 인덕터(L1), 및 제2 인덕터(L2)를 포함한다.The interleaved PFC boost converter includes a first inductor L1 and a second inductor L2.

제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2)가 포함되는 부분은, 인터리브 PFC 인덕터 단(10)이라고 명명할 수 있다. The portion including the first inductor L1 and the second inductor L2 can be called the interleaved PFC inductor terminal 10.

입력 전류는, 제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2)로 유입된다. The input current flows into the first inductor L1 and the second inductor L2.

제1 스위치 및 제2 스위치는, 번갈아가면서 스위칭된다. The first switch and the second switch are alternately switched.

제1 스위치 및 제2 스위치가 번갈아가면서 스위칭됨에 따라, 제1 인덕터(L1)에 흐르는 전류(I_L1)와 제2 인덕터(L2)에 흐르는 전류(I_L2)가 변화한다. The current I_L1 flowing through the first inductor L1 and the current I_L2 flowing through the second inductor L2 change as the first switch and the second switch are alternately switched.

이에 따라, 제1 인덕터(L1)에 흐르는 전류(I_L1)와 제2 인덕터(L2)에 흐르는 전류(I_L2)의 그래프가 특정 파형을 갖는다.Accordingly, the graph of the current I_L1 flowing through the first inductor L1 and the current I_L2 flowing through the second inductor L2 has a specific waveform.

출력 전류(I_out)는, 제1 전류(I1) 및 제2 전류(I2)가 합쳐진 전류이다.The output current I_out is a sum of the first current I1 and the second current I2.

도 2 및 도 3은 종래의 인터리브 PFC 부스트 컨버터에서 사용하는 2개의 인덕터와 코어 내부의 자속 밀도를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 and FIG. 3 are views for explaining the magnetic flux density in the two inductors and the core used in the conventional interleaved PFC boost converter.

도 2의 (a)는 종래의 인터리브 PFC 부스트 컨버터에서 사용되는 2개의 인덕터를 나타내는 회로도이다.2 (a) is a circuit diagram showing two inductors used in a conventional interleaved PFC boost converter.

도 2의 (a)를 참조하면, 종래의 인터리브 PFC 부스트 컨버터는, 2개의 분리된 인덕터를 포함한다. Referring to Figure 2 (a), a conventional interleaved PFC boost converter includes two separate inductors.

동일한 입력 전류가 제1 인덕터(L1)와 제2 인덕터(L2)에 유입된다. 각 인덕터에 연결된 스위치가 번갈아가면서 스위칭됨에 따라, 각 인덕터로부터 출력되는 전류가 달라진다. The same input current flows into the first inductor L1 and the second inductor L2. As the switches connected to each inductor are switched alternately, the current output from each inductor is different.

도 2의 (b)는, 제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2)의 세로 방향의 단면도이다.2 (b) is a longitudinal sectional view of the first inductor L1 and the second inductor L2.

제1 인덕터(L1)는, 제1 코어(C1) 및 제2 코어(C2)를 구비한다. The first inductor L1 includes a first core C1 and a second core C2.

제1 인덕터(L1)는, 제1 코어(C1) 및 제2 코어(C2)에 감기는 제1 권선(W1)을 구비한다. 이에 따라, 제1 코어(C1)에 제1 권선(W1)이 감기는 방향과 제2 코어(C2)에 제1 권선(W1)이 감기는 방향은 동일할 수 있다. The first inductor L1 has a first winding W1 wound around the first core C1 and the second core C2. The direction in which the first winding W1 is wound on the first core C1 and the winding direction in which the first winding W1 is wound on the second core C2 can be the same.

제1 코어(C1)와 제2 코어(C2)는, 상하로 적층된다.The first core (C1) and the second core (C2) are stacked up and down.

2개의 코어가 상하로 적층된다는 것은, 하나의 코어의 상단 또는 하단과 나머지 하나의 코어의 상단 또는 하단이 마주보도록, 2개의 코어가 적층되는 것을 뜻한다.The fact that two cores are stacked up and down means that two cores are stacked such that the top or bottom of one core and the top or bottom of the other core are facing each other.

도면의 실시예에서, 제1 코어(C1)의 상단과 제2 코어(C2)의 상단은, 마주보게 배치된다. In the illustrated embodiment, the upper end of the first core C1 and the upper end of the second core C2 are disposed facing each other.

도면과 달리, 제1 코어(C1)와 제2 코어(C2)는, 제1 코어(C1)의 하단과 제2 코어(C2)의 상단이 마주보도록 배치될 수도 있다. 이 경우, 제1 코어(C1)의 상단에 I 코어가 더 배치될 수 있다. The first core C1 and the second core C2 may be arranged so that the lower end of the first core C1 and the upper end of the second core C2 are opposed to each other. In this case, an I-core may be further disposed at the upper end of the first core C1.

도면과 달리, 제1 코어(C1)와 제2 코어(C2)는, 제1 코어(C1)의 상단과 제2 코어(C2)의 하단이 마주보도록 배치될 수도 있다. 이 경우, 제2 코어(C2)의 상단에 I 코어가 더 배치될 수 있다. The first core C1 and the second core C2 may be disposed so that the upper end of the first core C1 and the lower end of the second core C2 are opposed to each other. In this case, an I-core may be further disposed at the upper end of the second core C2.

제1 코어(C1)의 중심부(112)와 제2 코어(C2)의 중심부(112) 사이에는 제1 공극(G1)이 구비될 수 있다.A first gap G1 may be provided between the central portion 112 of the first core C1 and the central portion 112 of the second core C2.

제1 공극(G1)은, 제1 또는 제2 코어(C2) 내부에 흐르는 자속에 대한 저항으로 동작할 수 있다. 제1 또는 제2 코어(C2) 내부에서의 자속의 흐름보다, 제1 공극(G1)에 존재하는 공기층에서의 자속의 흐름이 느리므로, 제1 또는 제2 코어(C2) 내부에서 흐르는 자속은, 제1 공극(G1) 주변에 저장될 수 있다.The first gap G1 can operate as a resistance to the magnetic flux flowing inside the first or second core C2. The flow of magnetic flux in the air gap existing in the first gap G1 is slower than the flow of magnetic flux in the first or second core C2 so that the magnetic flux flowing in the first or second core C2 , And around the first gap G1.

제2 인덕터(L2)는, 제3 코어(C3) 및 제4 코어(C4)를 구비한다. The second inductor L2 includes a third core C3 and a fourth core C4.

제2 인덕터(L2)는, 제3 코어(C3) 및 제4 코어(C4)에 감기는 제2 권선(W2)을 구비한다. 이에 따라, 제3 코어(C3)에 제2 권선(W2)이 감기는 방향과 제4 코어(C4)에 제2 권선(W2)이 감기는 방향은 동일할 수 있다. The second inductor L2 has a second winding W2 wound around the third core C3 and the fourth core C4. The direction in which the second winding W2 is wound on the third core C3 and the direction in which the second winding W2 is wound on the fourth core C4 can be the same.

제3 코어(C3)와 제4 코어(C4)는, 상하로 적층된다.The third core (C3) and the fourth core (C4) are stacked vertically.

도면의 실시예에서, 제3 코어(C3)의 상단과 제4 코어(C4)의 상단은, 마주보게 배치된다. In the embodiment of the drawing, the upper end of the third core (C3) and the upper end of the fourth core (C4) are disposed facing each other.

도면과 달리, 제3 코어(C3)와 제4 코어(C4)는, 제3 코어(C3)의 하단과 제4 코어(C4)의 상단이 마주보도록 배치될 수도 있다. 이 경우, 제3 코어(C3)의 상단에 I 코어가 더 배치될 수 있다. The third core C3 and the fourth core C4 may be arranged such that the lower end of the third core C3 and the upper end of the fourth core C4 are opposed to each other. In this case, an I-core may be further disposed at the upper end of the third core C3.

도면과 달리, 제3 코어(C3)와 제4 코어(C4)는, 제3 코어(C3)의 상단과 제4 코어(C4)의 하단이 마주보도록 배치될 수도 있다. 이 경우, 제4 코어(C4)의 상단에 I 코어가 더 배치될 수 있다. The third core C3 and the fourth core C4 may be arranged so that the upper end of the third core C3 and the lower end of the fourth core C4 are opposed to each other. In this case, an I-core may be disposed at the upper end of the fourth core C4.

제3 코어(C3)의 중심부(112)와 제4 코어(C4)의 중심부(112) 사이에는 제2 공극(G2)이 구비될 수 있다.A second gap G2 may be provided between the center portion 112 of the third core C3 and the center portion 112 of the fourth core C4.

제2 공극(G2)은, 제3 또는 제4 코어(C4) 내부에 흐르는 자속에 대한 저항으로 동작할 수 있다. 제3 또는 제4 코어(C4) 내부에서의 자속의 흐름보다, 제2 공극(G2)에 존재하는 공기층에서의 자속의 흐름이 느리므로, 제3 또는 제4 코어(C4) 내부에서 흐르는 자속은, 제2 공극(G2) 주변에 저장될 수 있다.The second gap G2 can operate as a resistance against the magnetic flux flowing inside the third or fourth core C4. The flow of the magnetic flux in the air layer existing in the second gap G2 is slower than the flow of the magnetic flux in the third or fourth core C4 so that the magnetic flux flowing inside the third or fourth core C4 , And around the second gap G2.

도 3은 종래의 인터리브 PFC 부스트 컨버터에서 2개의 스위치가 번갈아가면서 스위칭되는 경우, 각 인덕터의 코어 내부에서 발생하는 자속 밀도의 변화를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a change in magnetic flux density occurring in the core of each inductor when two switches are alternately switched in the conventional interleaved PFC boost converter.

제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2)와 각각 연결된 2개의 스위치가 번갈아가면서 스위칭되므로, 제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2)에 흐르는 전류가 변화된다.Two switches connected to the first inductor L1 and the second inductor L2 are alternately switched so that the current flowing through the first inductor L1 and the second inductor L2 is changed.

전류가 변호되므로, 제1 인덕터(L1)와 제2 인덕터(L2)의 코어 내부에서 자속 밀도의 변화가 발생한다. The magnetic flux density changes in the cores of the first inductor L1 and the second inductor L2.

제1 인덕터(L1)와 제2 인덕터(L2)는, 분리되어 있는 별개의 인덕터이므로, 상호간의 동작에 영향을 받지 않는다. Since the first inductor L1 and the second inductor L2 are separate inductors separated from each other, they are not affected by mutual operation.

본 발명에 따른, IM 인덕터는, 제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2)를 포함할 수 있다. The IM inductor according to the present invention may include a first inductor L1 and a second inductor L2.

제1 인덕터(L1)는, 상하로 적층되는 제1 코어(C1) 및 제2 코어(C2)를 포함한다.The first inductor L1 includes a first core C1 and a second core C2 that are stacked one above the other.

제1 인덕터(L1)는, 제1 코어(C1) 및 제2 코어(C2)에 감기는 제1 권선(W1)을 구비한다.The first inductor L1 has a first winding W1 wound around the first core C1 and the second core C2.

제2 인덕터(L2)는, 상하로 적층되는 제3 코어(C3) 및 제4 코어(C4)를 포함한다.The second inductor L2 includes a third core (C3) and a fourth core (C4) stacked vertically.

제2 인덕터(L2)는, 제3 코어(C3) 및 제4 코어(C4)에 감기는 제2 권선(W2)을 구비한다.The second inductor L2 has a second winding W2 wound around the third core C3 and the fourth core C4.

제1 인덕터(L1)와 제2 인덕터(L2)는, 상하로 적층된다. The first inductor L1 and the second inductor L2 are stacked one above the other.

상술한 방식으로 결합된 2개의 인덕터는, IM 방식으로 결합된 것이라고 명명할 수 있다. The two inductors coupled in the above-described manner can be referred to as being coupled by the IM method.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 코어를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a core according to an embodiment of the present invention.

IM 인덕터에 구비되는 코어는, 다양한 형태일 수 있다. The cores provided in the IM inductor may be in various forms.

예를 들어, 제1 내지 제4 코어(C4)는, U코어일 수 있다. For example, the first to fourth cores C4 may be a U core.

예를 들어, 제1 내지 제4 코어(C4)는, EER 코어, PQ 코어, POT 코어, 및 EE 코어 중 하나일 수 있다. For example, the first to fourth cores C4 may be one of an EER core, a PQ core, a POT core, and an EE core.

예를 들어, 제1 내지 제4 코어(C4) 각각은, 하단에 배치되는 베이스부(111), 베이스부(111)의 상단에 배치되는 중심부(112), 및 베이스부(111)의 상단에 배치되고 중심부(112)의 좌우에 배치되는 외측부(113)를 구비할 수 있다. For example, each of the first to fourth cores C4 includes a base portion 111 disposed at the lower end, a center portion 112 disposed at the upper end of the base portion 111, And an outer side portion 113 disposed on the left and right of the center portion 112. [

예를 들어, 제1 내지 제4 코어(C4)는, 페라이트(Ferrite) 코어일 수 있다. For example, the first to fourth cores C4 may be a ferrite core.

제1 내지 제4 코어(C4)의 중심부(112)에는 제1 권선(W1) 또는 제2 권선(W2)이 감길 수 있다. The first winding W1 or the second winding W2 may be wound around the center portion 112 of the first to fourth cores C4.

제1 및 제2 코어(C2)의 중심부(112)에는, 제1 권선(W1)이 감긴다.The first winding W1 is wound around the central portion 112 of the first and second cores C2.

제3 및 제4 코어(C4)의 중심부(112)에는, 제2 권선(W2)이 감긴다.The second winding W2 is wound around the center portion 112 of the third and fourth cores C4.

도 4의 (a)를 참조하면, 제1 내지 제4 코어(C4)는, EER 코어일 수 있다. Referring to Fig. 4 (a), the first to fourth cores C4 may be EER cores.

중심부(112)는, 원통 형태일 수 있다.The central portion 112 may be cylindrical.

중심부(112)를 향하는 외측부(113)의 내면은, 중심부(112)의 곡률에 대응하는 소정의 곡률을 가질 수 있다.The inner surface of the outer side portion 113 facing the central portion 112 may have a predetermined curvature corresponding to the curvature of the central portion 112. [

중심부(112)와 외측부(113)는, 베이스부(111)의 상단에 배치된다. The central portion 112 and the lateral portion 113 are disposed at the upper end of the base portion 111.

베이스부(111)는, 직육면체의 형태일 수 있다. The base portion 111 may be in the form of a rectangular parallelepiped.

도 4의 (a)를 참조하면, 제1 내지 제4 코어(C4)는, PQ 코어일 수 있다.Referring to FIG. 4A, the first to fourth cores C4 may be PQ cores.

중심부(112)는, 원통 형태일 수 있다.The central portion 112 may be cylindrical.

중심부(112)를 향하는 외측부(113)의 내면은, 중심부(112)의 곡률에 대응하는 소정의 곡률을 가질 수 있다.The inner surface of the outer side portion 113 facing the central portion 112 may have a predetermined curvature corresponding to the curvature of the central portion 112. [

중심부(112)와 외측부(113)는, 베이스부(111)의 상단에 배치된다. The central portion 112 and the lateral portion 113 are disposed at the upper end of the base portion 111.

중심부(112)가 배치되는 베이스부(111)의 가운데 영역은, 중심부(112)와 같은 원통 형태일 수 있다. The center region of the base portion 111 where the center portion 112 is disposed may be a cylindrical shape such as the central portion 112.

도 4의 (a)를 참조하면, 제1 내지 제4 코어(C4)는, POT 코어일 수 있다.Referring to FIG. 4A, the first to fourth cores C4 may be a POT core.

중심부(112)는, 원통 형태일 수 있다.The central portion 112 may be cylindrical.

실시예에 따라, 중심부(112)는, 내부에 원통 형태의 홀을 구비할 수 있다. 도면과 달리, 중심부(112)는, 내부에 홀을 구비하지 않을 수도 있다.According to the embodiment, the central portion 112 may have a cylindrical hole in its interior. Unlike the drawing, the center portion 112 may not have a hole inside.

외측부(113)는, 중심부(112)의 곡률에 대응하는 소정의 곡률을 가질 수 있다.The outer portion 113 may have a predetermined curvature corresponding to the curvature of the central portion 112.

중심부(112)와 외측부(113)는, 베이스부(111)의 상단에 배치된다.The central portion 112 and the lateral portion 113 are disposed at the upper end of the base portion 111.

베이스부(111)는, 외측부(113)의 형상에 대응하여, 원형일 수 있다. The base portion 111 may be circular in correspondence with the shape of the outer side portion 113.

도 4의 (a)를 참조하면, 제1 내지 제4 코어(C4)는, EE 코어일 수 있다.Referring to Fig. 4 (a), the first to fourth cores C4 may be EE cores.

베이스부(111), 중심부(112), 및 외측부(113)는, 직육면체일 수 있다.The base portion 111, the central portion 112, and the lateral portion 113 may be rectangular parallelepiped.

중심부(112)와 외측부(113)는, 베이스부(111) 상단에 배치될 수 있다. The central portion 112 and the lateral portion 113 can be disposed at the upper end of the base portion 111. [

중심부(112)의 높이가 외측부(113)의 높이보다 낮은 경우, 중심부(112)의 상단에 공극이 형성될 수 있다. When the height of the center portion 112 is lower than the height of the outer portion 113, a gap may be formed at the upper end of the center portion 112.

중심부(112)의 높이가 외측부(113)의 높이보다 높은 경우, 외측부(113)의 상단에 공극이 형성될 수 있다.When the height of the central portion 112 is higher than the height of the outer portion 113, a gap may be formed at the upper end of the outer portion 113.

도 5는 및 도 6는 본 발명의 실시예에 따라 권선 방향이 동일한 2개의 인덕터를 포함하는 IM 인덕터를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 and FIG. 6 are views for explaining an IM inductor including two inductors having the same winding direction according to an embodiment of the present invention.

도 5는, IM 인덕터의 구조를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a structure of an IM inductor.

도 5의 (a)는 제1 권선(W1)의 방향과 제2 권선(W2)의 방향이 동일한 경우의 IM 인덕터를 나타내는 회로도이다. 5A is a circuit diagram showing an IM inductor when the direction of the first winding W1 and the direction of the second winding W2 are the same.

도 5의 (a)를 참조하면, 제1 인덕터(L1)의 일부와 제2 인덕터(L2)의 일부는, 자기 결합된다. 본 발명에서는 이를 IM 방식의 결합이라고 명명할 수 있다. Referring to FIG. 5A, a part of the first inductor L1 and a part of the second inductor L2 are magnetically coupled. In the present invention, this can be referred to as a combination of the IM method.

도 5의 (b)는 제1 권선(W1)의 방향과 제2 권선(W2)의 방향이 동일한 경우의 IM 인덕터의 세로 방향의 단면을 나타내는 단면도이다.5B is a cross-sectional view showing a longitudinal section of the IM inductor when the direction of the first winding W1 and the direction of the second winding W2 are the same.

제1 코어(C1) 내지 제4 코어(C4)는, 상하 방향으로 적층될 수 있다. The first core (C1) to the fourth core (C4) may be stacked in the vertical direction.

도면의 실시예에 따르면, 제1 코어(C1)의 중심부(112) 및 외측부(113) 상단에, 제2 코어(C2)의 베이스부(111) 하단이 배치될 수 있다.According to the embodiment of the drawing, the lower end of the base portion 111 of the second core C2 may be disposed at the upper end of the central portion 112 and the outer portion 113 of the first core C1.

제4 코어(C4)의 중심부(112) 및 외측부(113) 상단에, 제3 코어(C3)의 베이스부(111) 하단이 배치될 수 있다.The lower end of the base portion 111 of the third core C3 may be disposed at the upper end of the central portion 112 and the outer portion 113 of the fourth core C4.

제2 코어(C2)의 중심부(112) 및 외측부(113) 상단과 제3 코어(C3)의 중심부(112) 및 외측부(113) 상단이 연결될 수 있다.The upper end of the central portion 112 and the outer portion 113 of the second core C2 and the upper end of the central portion 112 and the outer portion 113 of the third core C3 may be connected.

IM 인덕터는, 코어의 중심부(112) 및 외측부(113) 중 적어도 하나에 대응하는 공극을 구비할 수 있다. 공극은, 코어와 코어 사이에 존재하는 빈공간이다.The IM inductor may have a cavity corresponding to at least one of the core portion 112 and the outer portion 113 of the core. The void is an empty space existing between the core and the core.

도면의 실시예에서, IM 인덕터는, 제1 코어(C1)의 중심부(112)와, 제2 코어(C2)의 베이스부(111) 사이에 제1 공극(G1)을 구비할 수 있다. In the illustrated embodiment, the IM inductor may have a first gap G1 between the central portion 112 of the first core C1 and the base portion 111 of the second core C2.

제1 공극(G1)은, 제1 코어(C1)의 중심부(112)와, 제2 코어(C2)의 베이스부(111) 사이에 존재하는 빈 공간이다.The first gap G1 is an empty space existing between the central portion 112 of the first core C1 and the base portion 111 of the second core C2.

IM 인덕터는, 제2 코어(C2)의 중심부(112)와, 제3 코어(C3)의 중심부(112) 사이에 제2 공극(G2)을 구비할 수 있다. The IM inductor may have a second gap G2 between the center portion 112 of the second core C2 and the center portion 112 of the third core C3.

제2 공극(G2)은, 제2 코어(C2)의 중심부(112)와, 제3 코어(C3)의 중심부(112) 사이에 존재하는 빈 공간이다. The second gap G2 is an empty space existing between the central portion 112 of the second core C2 and the central portion 112 of the third core C3.

IM 인덕터는, 제4 코어(C4)의 중심부(112)와 제3 코어(C3)의 베이스부(111) 사이에 제3 공극(G3)을 구비할 수 있다.The IM inductor may have a third gap G3 between the center portion 112 of the fourth core C4 and the base portion 111 of the third core C3.

제3 공극(G3)은, 제4 코어(C4)의 중심부(112)와 제3 코어(C3)의 베이스부(111) 사이에 존재하는 빈 공간이다. The third gap G3 is an empty space existing between the central portion 112 of the fourth core C4 and the base portion 111 of the third core C3.

도면과 달리, IM 인덕터는, 제1 코어(C1)의 외측부(113)와, 제2 코어(C2)의 베이스부(111) 사이에 제1 공극(G1)을 구비하고, 제2 코어(C2)의 외측부(113)와, 제3 코어(C3)의 외측부(113) 사이에 제2 공극(G2)을 구비하고, 제4 코어(C4)의 외측부(113)와 상기 제3 코어(C3)의 베이스부(111) 사이에 제3 공극(G3)을 구비할 수도 있다.The IM inductor has a first gap G1 between the outer side portion 113 of the first core C1 and the base portion 111 of the second core C2 and a second gap G2 between the second core C2 And a second gap G2 is provided between the outer side portion 113 of the fourth core C4 and the outer side portion 113 of the third core C3 and the second gap G2 is provided between the outer side portion 113 of the fourth core C4 and the third core C3. And a third gap G3 may be provided between the base portion 111 of the base portion 111. [

도면의 실시예에서 제1 권선(W1)이 제1 코어(C1) 및 제2 코어(C2)에 감기는 방향은, 제2 권선(W2)이 제3 코어(C3) 및 제4 코어(C4)에 감기는 방향과 같다.The direction in which the first winding W1 is wound on the first core C1 and the second core C2 in the embodiment of the drawing is such that the second winding W2 is wound around the third core C3 and the fourth core C4 ) Is the same as the winding direction.

도 6은 제1 권선(W1)의 방향과 제2 권선(W2)의 방향이 동일하고, 인터리브 PFC 부스트 컨버터가 동작하는 경우, IM 인덕터의 코어에 발생하는 자속 밀도의 변화를 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining a change in the magnetic flux density generated in the core of the IM inductor when the direction of the first winding W1 and the direction of the second winding W2 are the same and the interleaved PFC boost converter operates .

제1 권선(W1)에 전류가 흐르는 경우, 제1 내지 제3 코어(C3)에 전류의 방향에 대응하는 자속이 발생한다.When a current flows through the first winding W1, a magnetic flux corresponding to the direction of the current is generated in the first to third cores C3.

제1 코어(C1)에 발생하는 자속과 제2 코어(C2)에서 발생하는 자속은, 제1 코어(C1)와 제2 코어(C2)의 사이의 영역에서 상쇄될 수 있다. 이에 따라, 제1 코어(C1)와 제2 코어(C2)의 사이의 영역에서 최대 자속 밀도와 자속 밀도 변화량이 감소될 수 있다. The magnetic flux generated in the first core C1 and the magnetic flux generated in the second core C2 can be canceled in the region between the first core C1 and the second core C2. Accordingly, the maximum magnetic flux density and the magnetic flux density variation in the region between the first core C1 and the second core C2 can be reduced.

제1 코어(C1)와 제2 코어(C2)의 사이의 영역에서의 자속 밀도 변화량이 감소됨에 따라, 제1 코어(C1)와 제2 코어(C2)의 사이의 영역에서의 코어 손실이 감소된다.The amount of change in the magnetic flux density in the region between the first core C1 and the second core C2 is reduced so that the core loss in the region between the first core C1 and the second core C2 is reduced do.

제2 권선(W2)에 전류가 흐르는 경우, 제2 내지 제4 코어(C4)에 자속이 발생한다. When a current flows through the second winding W2, a magnetic flux is generated in the second to fourth cores C4.

제3 코어(C3)에 발생하는 자속과 제4 코어(C4)에서 발생하는 자속은, 제3 코어(C3)와 제4 코어(C4)의 사이의 영역에서 상쇄될 수 있다. 이에 따라, 제3 코어(C3)와 제4 코어(C4)의 사이의 영역에서 최대 자속 밀도와 자속 밀도 변화량이 감소될 수 있다. The magnetic flux generated in the third core C3 and the magnetic flux generated in the fourth core C4 can be canceled in the region between the third core C3 and the fourth core C4. Thus, the maximum magnetic flux density and the magnetic flux density variation in the region between the third core C3 and the fourth core C4 can be reduced.

제3 코어(C3)와 제4 코어(C4)의 사이의 영역에서의 자속 밀도 변화량이 감소됨에 따라, 제3 코어(C3)와 제4 코어(C4)의 사이의 영역에서의 코어 손실이 감소된다.The core loss in the region between the third core C3 and the fourth core C4 is reduced as the amount of change in the magnetic flux density in the region between the third core C3 and the fourth core C4 is reduced. do.

제1 권선(W1)이 감긴 방향과, 제2 권선(W2)이 감긴 방향이 같으므로, 제1 권선(W1)에 흐르는 전류의 방향과 제2 권선(W2)에 흐르는 전류의 방향은 동일하다.The direction of the current flowing through the first winding W1 and the direction of the current flowing through the second winding W2 are the same because the direction in which the first winding W1 is wound is identical to the winding direction of the second winding W2 .

제1 권선(W1)에 흐르는 전류의 방향과 제2 권선(W2)에 흐르는 전류의 방향이 동일하고, 제1 권선(W1)에는 전류가 감소하고, 제2 권선(W2)에는 전류가 증가하므로, 제2 코어(C2)와 제3 코어(C3) 사이의 자속 밀도 변화량이 감소된다. The direction of the current flowing in the first winding W1 and the direction of the current flowing in the second winding W2 are the same and the current decreases in the first winding W1 and the current increases in the second winding W2 , The amount of change in magnetic flux density between the second core (C2) and the third core (C3) is reduced.

제2 코어(C2)와 제3 코어(C3) 사이의 자속 밀도의 변화량이 감소됨에 따라, 제2 코어(C2) 및 제3 코어(C3) 사이의 코어 손실이 감소된다. As the variation of the magnetic flux density between the second core C2 and the third core C3 is reduced, the core loss between the second core C2 and the third core C3 is reduced.

코어 손실이 감소되는 경우, 제2 코어(C2)에 감긴 제1 권선(W1)의 턴수와 제3 코어(C3)에 감긴 제2 권선(W2)의 턴수를 줄일 수 있다. When the core loss is reduced, the number of turns of the first winding W1 wound on the second core C2 and the number of turns of the second winding W2 wound on the third core C3 can be reduced.

제2 코어(C2)에 감긴 제1 권선(W1)의 턴수와 제3 코어(C3)에 감긴 제2 권선(W2)의 턴수가 줄어드는 경우, 제1 권선(W1) 및 제2 권선(W2)으로 인한 전류 손실이 감소될 수 있다. When the number of turns of the first winding W1 wound on the second core C2 and the number of turns of the second winding W2 wound on the third core C3 are reduced, the first and second windings W1, Can be reduced.

또한, 제2 코어(C2)에 감긴 제1 권선(W1)의 턴수와 제3 코어(C3)에 감긴 제2 권선(W2)의 턴수가 줄어드는 경우, 제2 코어(C2) 및 제3 코어(C3)의 부피를 감소시킬 수 있다. When the number of turns of the first winding W1 wound on the second core C2 and the number of turns of the second winding W2 wound on the third core C3 are reduced, the second core C2 and the third core C3). ≪ / RTI >

제2 코어(C2) 및 제3 코어(C3)의 부피가 감소되면, IM 인덕터의 전체적인 부피가 감소될 수 있다. If the volume of the second core C2 and the third core C3 is reduced, the overall volume of the IM inductor can be reduced.

예를 들어, 페라이트로 구성된 코어에서의 최대 자속 밀도(Bmax)는, 코어의동작 온도와 페라이트 물질에 따라 다르지만, 일반적으로 0.4T 이하이다.For example, the maximum magnetic flux density (Bmax) in a core composed of ferrite varies depending on the operating temperature of the core and the ferrite material, but is generally 0.4 T or less.

본 발명에 따른 IM 인덕터는, 코어에서 자속이 상쇄됨에 따라 코어 손실이 감소되고, 코어 손실이 감소된 만큼 권선의 턴수를 줄일 수 있다.The IM inductor according to the present invention can reduce the number of turns of the winding as the core loss is reduced and the core loss is reduced as the magnetic flux is canceled in the core.

도 7는 및 도 8는 본 발명의 실시예에 따라 권선 방향이 반대인 2개의 인덕터를 포함하는 IM 인덕터를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 and FIG. 8 are views for explaining an IM inductor including two inductors with opposite winding directions according to an embodiment of the present invention.

도 7의 (a)는 제1 권선(W1)의 방향과 제2 권선(W2)의 방향이 반대인 경우의 IM 인덕터를 나타내는 회로도이다. 7A is a circuit diagram showing an IM inductor in the case where the direction of the first winding W1 and the direction of the second winding W2 are opposite to each other.

도 7의 (a)를 참조하면, 제1 인덕터(L1)의 일부와 제2 인덕터(L2)의 일부는, 자기 결합된다. 본 발명에서는 이를 IM 방식의 결합이라고 명명할 수 있다. Referring to Fig. 7A, a part of the first inductor L1 and a part of the second inductor L2 are magnetically coupled. In the present invention, this can be referred to as a combination of the IM method.

도 7의 (b)는 제1 권선(W1)의 방향과 제2 권선(W2)의 방향이 반대인 경우의 IM 인덕터의 세로 방향의 단면을 나타내는 단면도이다. 7B is a cross-sectional view showing a longitudinal section of the IM inductor when the direction of the first winding W1 is opposite to the direction of the second winding W2.

도 8은 제1 권선(W1)의 방향과 제2 권선(W2)의 방향이 반대이고, 인터리브 PFC 부스트 컨버터가 동작하는 경우, IM 인덕터의 코어에 발생하는 자속 밀도의 변화를 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining a change in the magnetic flux density occurring in the core of the IM inductor when the direction of the first winding W1 is opposite to the direction of the second winding W2 and the interleaved PFC boost converter operates .

제1 권선(W1)에 전류가 흐르는 경우, 제1 내지 제3 코어(C3)에 전류의 방향에 대응하는 자속이 발생한다.When a current flows through the first winding W1, a magnetic flux corresponding to the direction of the current is generated in the first to third cores C3.

제1 코어(C1)에 발생하는 자속과 제2 코어(C2)에서 발생하는 자속은, 제1 코어(C1)와 제2 코어(C2)의 사이의 영역에서 상쇄될 수 있다. 이에 따라, 제1 코어(C1)와 제2 코어(C2)의 사이의 영역에서 최대 자속 밀도와 자속 밀도 변화량이 감소될 수 있다. The magnetic flux generated in the first core C1 and the magnetic flux generated in the second core C2 can be canceled in the region between the first core C1 and the second core C2. Accordingly, the maximum magnetic flux density and the magnetic flux density variation in the region between the first core C1 and the second core C2 can be reduced.

제1 코어(C1)와 제2 코어(C2)의 사이의 영역에서의 자속 밀도 변화량이 감소됨에 따라, 제1 코어(C1)와 제2 코어(C2)의 사이의 영역에서의 코어 손실이 감소된다.The amount of change in the magnetic flux density in the region between the first core C1 and the second core C2 is reduced so that the core loss in the region between the first core C1 and the second core C2 is reduced do.

제2 권선(W2)에 전류가 흐르는 경우, 제2 내지 제4 코어(C4)에 자속이 발생한다. When a current flows through the second winding W2, a magnetic flux is generated in the second to fourth cores C4.

제3 코어(C3)에 발생하는 자속과 제4 코어(C4)에서 발생하는 자속은, 제3 코어(C3)와 제4 코어(C4)의 사이의 영역에서 상쇄될 수 있다. 이에 따라, 제3 코어(C3)와 제4 코어(C4)의 사이의 영역에서 최대 자속 밀도와 자속 밀도 변화량이 감소될 수 있다. The magnetic flux generated in the third core C3 and the magnetic flux generated in the fourth core C4 can be canceled in the region between the third core C3 and the fourth core C4. Thus, the maximum magnetic flux density and the magnetic flux density variation in the region between the third core C3 and the fourth core C4 can be reduced.

제3 코어(C3)와 제4 코어(C4)의 사이의 영역에서의 자속 밀도 변화량이 감소됨에 따라, 제3 코어(C3)와 제4 코어(C4)의 사이의 영역에서의 코어 손실이 감소된다.The core loss in the region between the third core C3 and the fourth core C4 is reduced as the amount of change in the magnetic flux density in the region between the third core C3 and the fourth core C4 is reduced. do.

제1 권선(W1)이 감긴 방향과, 제2 권선(W2)이 감긴 방향이 반대이므로, 제1 권선(W1)에 흐르는 전류의 방향과 제2 권선(W2)에 흐르는 전류의 방향은 반대이다.The direction of the current flowing through the first winding W1 and the direction of the current flowing through the second winding W2 are opposite to each other because the winding direction of the first winding W1 is opposite to the winding direction of the second winding W2 .

제1 권선(W1)에 흐르는 전류의 방향과 제2 권선(W2)에 흐르는 전류의 방향이 반대이고, 제1 권선(W1)에는 전류가 감소하고, 제2 권선(W2)에는 전류가 증가하므로, 제2 코어(C2)와 제3 코어(C3) 사이의 최대 자속 밀도가 감소된다. 이 경우에, 제1 권선(W1)이 감긴 방향과, 제2 권선(W2)이 감긴 방향이 같은 경우보다, 자속 밀도 변화량은 상대적으로 증가한다. The direction of the current flowing through the first winding W1 and the direction of the current flowing through the second winding W2 are opposite to each other and the current decreases in the first winding W1 and the current increases in the second winding W2 , The maximum magnetic flux density between the second core (C2) and the third core (C3) is reduced. In this case, the magnetic flux density change amount relatively increases as compared with the case where the direction in which the first winding W1 is wound and the direction in which the second winding W2 is wound are the same.

최대 자속 밀도가 감소하면, 인덕터가 포화될 가능성이 낮아진다. 이에 따라, 제1 권선(W1)과 제2 권선(W2)의 턴수를 상대적으로 더 많이 줄일 수 있으나, 자속 밀도 변화량이 상대적으로 증가할 수 있다. If the maximum magnetic flux density is reduced, the possibility of saturation of the inductor is low. Accordingly, the number of turns of the first winding W1 and the number of turns of the second winding W2 can be relatively reduced, but the magnetic flux density variation can be relatively increased.

제2 코어(C2)와 제3 코어(C3) 사이의 최대 자속 밀도가 감소됨에 따라, 제2 코어(C2) 및 제3 코어(C3) 사이의 코어 손실이 감소된다. As the maximum magnetic flux density between the second core C2 and the third core C3 is reduced, the core loss between the second core C2 and the third core C3 is reduced.

또한, 제1 코어(C1)와 제4 코어(C4)의 일부에서 자속이 상쇄될 수 있다. 이에 따라 전체적인 코어 손실이 감소될 수 있다.Further, the magnetic fluxes can be canceled in a part of the first core (C1) and the fourth core (C4). This can reduce the overall core loss.

코어 손실이 감소되는 경우, 제2 코어(C2)에 감긴 제1 권선(W1)의 턴수와 제3 코어(C3)에 감긴 제2 권선(W2)의 턴수를 줄일 수 있다. When the core loss is reduced, the number of turns of the first winding W1 wound on the second core C2 and the number of turns of the second winding W2 wound on the third core C3 can be reduced.

제2 코어(C2)에 감긴 제1 권선(W1)의 턴수와 제3 코어(C3)에 감긴 제2 권선(W2)의 턴수가 줄어드는 경우, 제1 권선(W1) 및 제2 권선(W2)으로 인한 전류 손실이 감소될 수 있다. When the number of turns of the first winding W1 wound on the second core C2 and the number of turns of the second winding W2 wound on the third core C3 are reduced, the first and second windings W1, Can be reduced.

또한, 제2 코어(C2)에 감긴 제1 권선(W1)의 턴수와 제3 코어(C3)에 감긴 제2 권선(W2)의 턴수가 줄어드는 경우, 제2 코어(C2) 및 제3 코어(C3)의 부피를 감소시킬 수 있다. When the number of turns of the first winding W1 wound on the second core C2 and the number of turns of the second winding W2 wound on the third core C3 are reduced, the second core C2 and the third core C3). ≪ / RTI >

제2 코어(C2) 및 제3 코어(C3)의 부피가 감소되면, IM 인덕터의 전체적인 부피가 감소될 수 있다. If the volume of the second core C2 and the third core C3 is reduced, the overall volume of the IM inductor can be reduced.

IM 인덕터에 구비된 코어는, saturable core일 수 있다. The core provided in the IM inductor may be a saturable core.

도 9은 본 발명의 실시예에 따라 I 코어를 더 포함하는 IM 인덕터를 설명하기 위한 블럭도이다.9 is a block diagram illustrating an IM inductor further including an I-core according to an embodiment of the present invention.

IM 인덕터는, I 코어를 더 구비할 수 있다. The IM inductor may further comprise an I-core.

예를 들어, IM 인덕터는, 제2 코어(C2)와 제3 코어(C3) 사이에 배치되는 I 코어를 더 구비할 수 있다.For example, the IM inductor may further include an I-core disposed between the second core C2 and the third core C3.

도 9의 (a)를 참조하면, I 코어는, 제2 코어(C2)와 제3 코어(C3) 사이에 적층될 수 있다. Referring to Fig. 9A, the I-core may be laminated between the second core C2 and the third core C3.

제2 코어(C2)의 상단과 제3 코어(C3)의 상단이 마주보도록, 제2 코어(C2)와 제3 코어(C3)가 적층되는 경우, 제2 코어(C2)의 상단과 제3 코어(C3)의 상단이 I 코어의 상하로 배치될 수 있다.When the second core C2 and the third core C3 are laminated such that the upper end of the second core C2 and the upper end of the third core C3 are opposed to each other, The top of the core C3 may be disposed above and below the I core.

이 경우, I 코어와 제2 코어(C2)의 중심부(112) 사이에 공극이 형성될 수 있다. In this case, a gap may be formed between the center portion 112 of the I core and the second core C2.

또한, I 코어와 제3 코어(C3)의 중심부(112) 사이에 공극이 형성될 수 있다. Further, a gap may be formed between the center core 112 of the I core and the third core C3.

도 9의 (b)를 참조하면, 제1 코어(C1)의 하단은 제2 코어(C2)의 상단에 배치되고, 제2 코어(C2)의 하단은, 제3 코어(C3)의 상단에 배치될 수 있다. 9 (b), the lower end of the first core C1 is disposed at the upper end of the second core C2, and the lower end of the second core C2 is disposed at the upper end of the third core C3 .

이 경우, 제1 코어(C1)의 상단에 I 코어가 배치될 수 있다.In this case, the I-core may be disposed at the upper end of the first core C1.

본 발명의 실시예에서 제1 내지 제4 코어(C4)는, 상하로 적층되면 족한 것이고, 각 코어가 배치되는 방향에는 한정을 두지 않는다. In the embodiment of the present invention, the first to fourth cores C4 are stacked up and down, and the directions in which the cores are arranged are not limited.

이에 따라, IM 인덕터의 코어는 다양한 형태로 적층될 수 있다. Accordingly, the core of the IM inductor can be stacked in various forms.

또한, 본 발명의 실시예에서 제1 내지 제4 코어(C4)의 적층 순서는, 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 코어(C1)와 제3 코어(C3)가 상호 적층되고, 제 2코어와 제 4 코어가 상호 적층될 수도 있다.Also, in the embodiment of the present invention, the stacking order of the first to fourth cores C4 may be different. For example, the first core (C1) and the third core (C3) may be laminated to each other, and the second core and the fourth core may be laminated to each other.

이에 따라, IM 인덕터의 코어는 다양한 순서로 적층될 수 있다. Accordingly, the cores of the IM inductor can be stacked in various orders.

도 10는 본 발명의 실시예에 따라 공극이 외측부(113)에 구비되는 IM 인덕터를 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining an IM inductor in which a gap is provided in the outer side portion 113 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른, IM 인덕터는, 외측부(113)에 대응하는 영역에 공극을 구비할 수도 있다. According to an embodiment of the present invention, the IM inductor may have a gap in a region corresponding to the outer side 113.

예를 들어, IM 인덕터는, 제1 코어(C1)의 외측부(113)와, 제2 코어(C2)의 베이스부(111) 사이에 제1 공극(G1)을 구비할 수 있다. For example, the IM inductor may have a first gap G1 between the outer portion 113 of the first core C1 and the base portion 111 of the second core C2.

예를 들어, IM 인덕터는, 제2 코어(C2)의 외측부(113)와, 제3 코어(C3)의 외측부(113) 사이에 제2 공극(G2)을 구비할 수 있다. For example, the IM inductor may have a second gap G2 between the outer portion 113 of the second core C2 and the outer portion 113 of the third core C3.

예를 들어, IM 인덕터는, 제4 코어(C4)의 외측부(113)와 제3 코어(C3)의 베이스부(111) 사이에 제3 공극(G3)을 구비할 수 있다. For example, the IM inductor may have a third gap G3 between the outer portion 113 of the fourth core C4 and the base portion 111 of the third core C3.

도 10의 실시예에서, IM 인덕터는, 제2 코어(C2)의 외측부(113)와, 제3 코어(C3)의 외측부(113) 사이에 제2 공극(G2)을 구비하고, 제1 코어(C1)의 중심부(112)와, 제2 코어(C2)의 베이스부(111) 사이에 제1 공극(G1)을 구비하고, 제4 코어(C4)의 중심부(112)와 제3 코어(C3)의 베이스부(111) 사이에 제3 공극(G3)을 구비한다.10, the IM inductor has a second gap G2 between the outer side portion 113 of the second core C2 and the outer side portion 113 of the third core C3, A first gap G1 is provided between the center portion 112 of the first core C1 and the base portion 111 of the second core C2 and the first gap G1 is provided between the center portion 112 of the fourth core And a third gap G3 is provided between the base portions 111 of the first and second chambers C3 and C3.

본 발명에 따른, 인터리브 PFC 부스트 컨버터는, 인터리브(Interleaved) PFC(Power Factor Correction) 인덕터 단에, IM 인덕터를 구비할 수 있다.An interleaved PFC boost converter according to the present invention may include an IM inductor at an interleaved PFC (Power Factor Correction) inductor terminal.

이에 따라, 2개의 독립된 인덕터를 사용하는 종래의 경우보다, 코어에서의 자속 손실이 감소되고, 므로, 인덕터의 부피를 줄일 수 있다.This reduces the magnetic flux loss in the core as compared with the conventional case using two independent inductors, so that the volume of the inductor can be reduced.

IM 인덕터는 각 코어에 흐르는 자속을 상쇄시킴으로써 최대 자속 밀도나 자속 밀도 변화량을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 코어 손실이 감소될 수 있다.The IM inductor can reduce the maximum magnetic flux density or magnetic flux density variation by canceling the magnetic flux flowing through each core. Thus, the core loss can be reduced.

IM 인덕터는 직렬 인덕터를 사용함으로써 일부 권선에서 Coupled inductor 효과가 발생할 수 있다. 이에 따라, 각 권선의 턴수를 감소시킬 수 있고, 권선으로 인한 전류 손실을 감소시킬 수 있다.IM inductors can cause a coupled inductor effect in some windings by using a series inductor. Thus, the number of turns of each winding can be reduced, and the current loss due to the winding can be reduced.

IM 인덕터는, 종래의 인덕터에 비하여, 권선의 턴수를 줄일 수 있고, 코어 손실을 감소시킬 수 있어, 전체적인 효율이 향상될 수 있다.The IM inductor can reduce the number of turns of the winding and reduce the core loss as compared with the conventional inductor, so that the overall efficiency can be improved.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The foregoing detailed description should not be construed in all aspects as limiting and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.

L1 : 제1 인덕터
L2 : 제2 인덕터
C1 : 제1 코어
C2 : 제2 코어
C3 : 제3 코어
C4 : 제4 코어
W1 : 제1 권선
W2 : 제2 권선
G1 : 제1 공극
G2 : 제2 공극
G3 : 제3 공극
111 : 베이스부
112 : 중심부
113 : 외측부L1: first inductor
L2: second inductor
C1: first core
C2: the second core
C3: third core
C4: fourth core
W1: 1st winding
W2: Secondary winding
G1: First air gap
G2: Second air gap
G3: Third air gap
111: Base portion
112: center
113:

Claims (10)

제1 인덕터 및 제2 인덕터를 포함하고,
상기 제1 인덕터는,
상하로 적층되는 제1 코어 및 제2 코어; 및
상기 제1 코어 및 제2 코어에 감기는 제1 권선을 구비하고,
상기 제2 인덕터는,
상하로 적층되는 제3 코어 및 제4 코어; 및
상기 제3 코어 및 제4 코어에 감기는 제2 권선을 구비하고,
상기 제1 인덕터와 제2 인덕터는, 상하로 적층되고,
상기 제1 권선에 전류가 흐르면, 상기 제1 코어, 제2 코어 및 제3 코어에 자속이 발생되되, 상기 제1 코어 및 제2 코어에서 발생된 자속은 상기 제1 코어 및 제2 코어의 사이의 영역에서 상쇄되고,
상기 제2 권선에 전류가 흐르면, 상기 제2 코어, 제3 코어 및 제4 코어에 자속이 발생되되, 상기 제3 코어 및 제4 코어에서 발생된 자속은 상기 제3 코어와 제4 코어의 사이의 영역에서 상쇄되는 IM(Integrated Magnetics) 인덕터.
A first inductor and a second inductor,
The first inductor
A first core and a second core stacked vertically; And
And a first winding wound around the first core and the second core,
The second inductor
A third core and a fourth core laminated vertically; And
And a second winding wound around the third core and the fourth core,
The first inductor and the second inductor are stacked vertically,
A magnetic flux is generated in the first core, the second core, and the third core when a current flows in the first winding, and a magnetic flux generated in the first core and the second core is generated between the first core and the second core Lt; / RTI >
A magnetic flux is generated in the second core, the third core and the fourth core when a current flows in the second winding, and the magnetic flux generated in the third core and the fourth core is generated between the third core and the fourth core Gt; IM (Integrated Magnetics) < / RTI >
제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 코어 각각은,
하단에 배치되는 베이스부,
상기 베이스부의 상단에 배치되는 중심부, 및
상기 베이스부의 상단에 배치되고 상기 중심부의 좌우에 배치되는 외측부를 구비하는 페라이트(Ferrite) 코어이고,
상기 중심부에 상기 제1 권선 또는 제2 권선이 감기는 IM 인덕터.
The method according to claim 1,
Wherein each of the first to fourth cores comprises:
A base portion disposed at the lower end,
A center portion disposed at an upper end of the base portion, and
A ferrite core disposed on an upper end of the base portion and having an outer side portion disposed on the right and left sides of the center portion,
And the first winding or the second winding is wound around the center portion.
제2항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 코어는,
EER 코어, PQ 코어, POT 코어, 및 EE 코어 중 하나인 IM 인덕터.
3. The method of claim 2,
The first to fourth cores may be formed of a single-
IM inductor, EER core, PQ core, POT core, and EE core.
제2항에 있어서,
상기 제1 코어의 중심부 및 외측부 상단에, 상기 제2 코어의 베이스부 하단이 배치되고,
상기 제4 코어의 중심부 및 외측부 상단에, 상기 제3 코어의 베이스부 하단이 배치되고,
상기 제2 코어의 중심부 및 외측부 상단과 상기 제3 코어의 중심부 및 외측부 상단이 연결되는 IM 인덕터.
3. The method of claim 2,
A lower portion of a base portion of the second core is disposed at an upper end of a central portion and an outer portion of the first core,
A lower portion of a base portion of the third core is disposed at an upper end of a center portion and an outer portion of the fourth core,
And an upper end of the central portion and an outer side of the second core are connected to an upper end of the central portion and the outer side of the third core.
제4항에 있어서,
상기 제2 코어와 상기 제3 코어 사이에 배치되는 I 코어를 더 구비하는 IM 인덕터.
5. The method of claim 4,
And an I-core disposed between the second core and the third core.
제4항에 있어서,
상기 제1 코어의 중심부와, 상기 제2 코어의 베이스부 사이에 제1 공극을 구비하고,
상기 제2 코어의 중심부와, 상기 제3 코어의 중심부 사이에 제2 공극을 구비하고,
상기 제4 코어의 중심부와 상기 제3 코어의 베이스부 사이에 제3 공극을 구비하는 IM 인덕터.
5. The method of claim 4,
And a first gap between the central portion of the first core and the base portion of the second core,
And a second gap between the center of the second core and the center of the third core,
And a third gap between the center of the fourth core and the base of the third core.
제4항에 있어서,
상기 제1 코어의 외측부와, 상기 제2 코어의 베이스부 사이에 제1 공극을 구비하고,
상기 제2 코어의 외측부와, 상기 제3 코어의 외측부 사이에 제2 공극을 구비하고,
상기 제4 코어의 외측부와 상기 제3 코어의 베이스부 사이에 제3 공극을 구비하는 IM 인덕터.
5. The method of claim 4,
And a first gap between the outer side of the first core and the base of the second core,
A second gap between the outer side of the second core and the outer side of the third core,
And a third gap between the outer side of the fourth core and the base of the third core.
제1항에 있어서,
상기 제1 권선이 상기 제1 코어 및 제2 코어에 감기는 방향은,
상기 제2 권선이 상기 제3 코어 및 제4 코어에 감기는 방향과 반대인 IM 인덕터.
The method according to claim 1,
Wherein a direction in which the first winding is wound on the first core and the second core,
And wherein the second winding is opposite to the winding direction of the third core and the fourth core.
제1항에 있어서,
상기 제1 권선이 상기 제1 코어 및 제2 코어에 감기는 방향은,
상기 제2 권선이 상기 제3 코어 및 제4 코어에 감기는 방향과 같은 IM 인덕터.
The method according to claim 1,
Wherein a direction in which the first winding is wound on the first core and the second core,
And the second winding is wound on the third core and the fourth core.
제1항에 있어서,
인터리브(Interleaved) PFC(Power Factor Correction) 인덕터 단에,
상기 IM 인덕터를 구비하는 인터리브 PFC 부스트 컨버터.


The method according to claim 1,
Interleaved PFC (Power Factor Correction) At the inductor end,
And an IM inductor.


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