KR102083445B1 - 유도성 요소 및 lc 필터 - Google Patents

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타케시 하라사와
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Abstract

본 개시는 Q 값을 낮출 수 있는 유도성 요소를 제공한다. 유도성 요소는 환형 코어를 덮는 제 1 커버 및 제 2 커버 및 코어, 제 1 커버 및 제 2 커버의 영역 둘레에 감겨진 제 1 권선 및 제 2 권선을 포함한다. 제 1 커버는 코어의 내주면의 일부, 외주면의 일부 및 축 방향의 일 단부 측상의 단부면을 덮는다. 제 2 커버는 코어의 내주면의 일부, 외주면의 일부 및 축 방향의 다른 단부 측상의 단부면을 덮는다.

Description

유도성 요소 및 LC 필터{INDUCTIVE ELEMENT AND LC FILTER}
본 발명은 유도성 요소 및 LC 필터에 관한 것이다.
코어, 코어의 표면을 덮는 전도체, 전도체를 덮는 유전체 및 유전체 둘레에 피복된 전도성 와이어를 직접 감아 형성된 코일을 포함하는 유도성 요소가 공지되어 있다. 일본 미심사 특허출원 공개 제 2008-098307 호에는 이러한 유도성 요소의 예가 개시되어 있다.
본 발명자들은 다음과 같은 문제점을 발견하였다. 문제점은 의도적으로 Q 값을 낮은 값으로 조정해야 하는 것이다. Q 값이 낮을 때는 예를 들어 공진점 근처의 주파수에서 정상 모드 잡음이 쉽게 낮아지는 경향이 있기 때문에, Q 값은 낮은 것이 바람직하다.
본 개시에 따른 유도성 요소는 Q 값을 낮추어준다.
제 1 예시적인 양태는 유도성 요소로서,
환형 코어;
코어를 덮는 제 1 커버 및 제 2 커버(예를 들어, 커버들(2 및 3)); 및
코어와 제 1 및 제 2 커버의 영역 둘레에 감겨진 제 1 권선 및 제 2 권선들(예를 들어, 권선들(4 및 5))을 포함하며,
환형 코어로 둘러싸인 축이 연장하는 방향을 축 방향으로 정의하면,
코어는 내주면, 외주면, 축 방향의 일 단부 측상의 단부면(예를 들어, 단부면들(1c 및 1d) 중 하나의 단부면) 및 다른 단부 측상의 단부면(예를 들어, 단부면들(1c 및 1d) 중 다른 단부면)을 포함하고,
제 1 커버는 코어의 내주면의 일부, 코어의 외주면의 일부 및 코어의 일 단부 측상의 단부면을 덮으며, 코어의 내주면에 걸쳐 연장하는 내측 단부면 및 코어의 외주면에 걸쳐 연장하는 외측 단부면을 포함하고,
제 2 커버는 코어의 내주면의 일부, 코어의 외주면의 일부 및 코어의 다른 단부 측상의 단부면을 덮으며, 코어의 내주면에 걸쳐 연장하는 내측 단부면 및 코어의 외주면에 걸쳐 연장하는 외측 단부면을 포함하고,
제 1 및 제 2 커버들의 내측 단부면들은 서로 이격되고,
제 1 및 제 2 커버들의 외측 단부면들은 서로 이격된다.
전술한 구성에 의하면, 전술한 유도성 요소를 포함하는 LC 필터는 정상 모드 동안 증가된 레지스턴스 성분(Rs)을 갖는다. 따라서 Q 값이 낮아질 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 커버들의 내측 단부면들은 이들의 전체 영역들에 걸쳐 미리 결정된 간격(예를 들어, 간격(S1))만큼 서로 이격될 수 있고, 제 1 및 제 2 커버들의 외측 단부면들은 이들의 전체 영역들에 걸쳐 미리 결정된 간격(예를 들어, 간격(S2))만큼 서로 이격될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 커버들의 내측 단부면들 사이의 간격은 제 1 및 제 2 커버들의 외측 단부면들 사이의 간격보다 클 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 권선들은 미리 결정된 간격으로 서로 이격될 수 있다. 유도성 요소는 케이스를 더 포함할 수 있고, 케이스는 제 1 및 제 2 커버들의 일부가 노출될 수 있는 개구부를 포함할 수 있다.
또한, 유도성 요소는 히트 싱크를 더 포함할 수 있고, 히트 싱크는 제 1 및 제 2 권선들 사이에 배치될 수 있다. 권선들 사이에 위치한 부분은 다른 부분이 발생하는 열보다 많은 양의 열을 발생하기 때문에, 히트 싱크는 발생된 열을 신속하게 방사(즉, 소산)할 수 있다.
또한, 다른 예시적인 양태는 유도성 요소를 포함하는 LC 필터이며, 유도성 요소는,
환형 코어;
코어를 덮는 제 1 커버 및 제 2 커버(예를 들어, 커버들(2 및 3)); 및
코어 및 제 1 및 제 2 커버의 영역 둘레에 감겨진 제 1 권선 및 제 2 권선(예를 들어, 권선들(4 및 5))을 포함하며,
환형 코어로 둘러싸인 축이 연장하는 방향을 축 방향으로 정의하면,
코어는 내주면, 외주면, 축 방향의 일 단부 측상의 단부면(예를 들어, 단부면 및 다른 단부 측상의 단부면을 포함하고,
제 1 커버는 코어의 내주면의 일부, 코어의 외주면의 일부 및 코어의 일 단부 측상의 단부면을 덮으며, 코어의 내주면에 걸쳐 연장하는 내측 단부면 및 코어의 외주면에 걸쳐 연장하는 외측 단부면을 포함하고,
제 2 커버는 코어의 내주면의 일부, 코어의 외주면의 일부 및 코어의 다른 단부 측상의 단부면을 덮으며, 코어의 내주면에 걸쳐 연장하는 내부 단부면 및 코어의 외주면에 걸쳐 연장하는 외측 단부면을 포함하고,
제 1 및 제 2 커버들의 내측 단부면들은 서로 이격되고,
제 1 및 제 2 커버들의 외측 단부면들은 서로 이격된다.
전술한 구성에 의하면, 정상 모드 동안 레지스턴스 성분(Rs)이 증가한다. 그러므로 Q 값이 낮아질 수 있다.
본 개시에 따른 유도성 요소는 Q 값을 낮출 수 있다.
본 개시의 상기 및 다른 목적들, 특징들 및 장점들은 아래에서 제시된 상세한 설명 및 단지 예로서 제시되고, 그래서 본 개시를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하는 첨부 도면들로부터 더 완전히 이해될 것이다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 유도성 요소의 사시도이다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 유도성 요소의 단면도이다.
도 3은 제 1 실시예에 따른 유도성 요소의 주요부의 분해 사시도이다.
도 4는 제 1 실시예에 따른 유도성 요소의 주요부의 사시도이다.
도 5는 제 1 실시예에 따른 유도성 요소의 주요부의 단면도이다.
도 6은 제 1 실시예에 따른 유도성 요소의 변형 예의 사시도이다.
도 7은 제 1 실시예에 따른 유도성 요소의 다른 변형 예의 사시도이다.
도 8은 임피던스 및 인덕턴스 대 주파수를 도시하는 그래프이다.
도 9는 임피던스 대 주파수를 도시하는 그래프이다.
도 10은 레지스턴스 성분들(Rs) 대 커버들의 두께들(T1 및 T2)을 도시하는 그래프이다.
도 11은 레지스턴스 성분들(Rs) 대 두께들을 도시하는 그래프이다.
도 12는 유도성 요소의 권선들 사이에 위치하는 영역에서의 손실 분포를 도시한다.
도 13은 유도성 요소의 권선들 사이에 위치하는 영역에서의 손실 분포를 도시한다.
(제 1 실시예)
제 1 실시예에 따른 유도성 요소는 이하에서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된다. 도 1은 제 1 실시예에 따른 유도성 요소의 사시도이다. 도 2는 제 1 실시예에 따른 유도성 요소의 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 유도성 요소(10)는 코어(1), 커버들(2 및 3) 및 권선들(4 및 5)을 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 코어(1)는 임의의 종류의 환형 몸체일 수 있다. 구체적으로, 코어(1)는 대략 원형 형상, 대략 타원형 형상 또는 둥근 모서리들을 갖는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 대안적으로, 코어(1)는 주행 트랙과 유사한 형상을 갖는 환형 몸체일 수 있다. 주행 트랙과 유사한 형상은 서로 평행하게 대략 직선으로 연장하는 두 개의 긴 변 부분 및 반원 형상으로 곡선 모양으로 연장하고 긴 변 부분들을 서로 연결하는 두 개의 짧은 변 부분을 갖는다. 코어(1)는 내주면(1a), 외주면(1b) 및 축 방향(이 예에서는 Z 축 방향)의 단부면들(1c, 1d)을 갖는다. 축 방향은 축(이 예에서는 Z 축)이 연장하는 방향이고, 이 축은 코어(1)에 의해 둘러싸인다. 코어(1)는 다양한 공지된 코어 재료들을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 코어(1)는 페라이트 재료를 사용하여 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 커버들(2, 3)은 예를 들어, 금속 재료 또는 금속 재료와 수지로 합성된 금속-수지 복합 재료로 만들어진다. 이들 금속 재료는 비자성인 것이 바람직하다. 또한, 이들 금속 재료의 예는, 순수 Al, 순수 Cu, 순수 Ag, 순수 Au 및 이들의 합금을 포함할 수 있다.
커버(2)는 코어(1)의 내주면(1a)의 일부와 코어의 외주면(1b)의 일부 및 코어의 전체 단부면(1c)을 덮는다. 커버(3)는 코어(1)의 내주면(1a)의 일부, 코어의 외주면(1b)의 일부 및 코어의 전체 단부면(1d)을 덮는다. 커버(2)의 내측 단부면(2d)은 코어(1)의 내주면(1a)에 걸쳐 연장하고, 커버(2)의 외측 단부면(2e)은 코어(1)의 외주면(1b)에 걸쳐 연장한다. 커버(3)의 내측 단부면(3d)은 코어(1)의 내주면(1a)에 걸쳐 연장하고 커버(3)의 외측 단부면(3e)은 코어(1)의 외주면(1b)에 걸쳐 연장한다. 커버(2)의 내측 단부면(2d) 및 커버(3)의 내측 단부면(3d)은 서로 이격되어 있어야 한다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 내측 단부면들(2d, 3d)은 이들 각각의 영역 전체에 걸쳐 미리 결정된 간격(S1)만큼 서로 이격되어 있는 것이 바람직하다. 커버(2)의 외측 단부면(2e) 및 커버(3)의 외측 단부면(3e)은 서로 이격되어 있어야 한다. 예를 들면, 외측 단부면들(2e, 3e)은 이들 각각의 영역 전체에 걸쳐 미리 결정된 간격(S2)만큼 서로 이격되어 있는 것이 바람직하다. 간격들(S1 및 S2)은 반드시 코어(1)의 내주면(1a) 및 외주면(1b)의 중심들에 각기 위치되어야 할 필요는 없다. 즉, 간격들은 내주면 및 외주면의 중심들로부터 벗어나 있을 수 있다. 커버들(2, 3)은 각기 미리 결정된 두께들(T2 및 T3)을 갖는 것이 바람직하다. 두께들(T2 및 T3)은 코어(1)의 직경보다 작은 것이 바람직하며, 유도성 요소(10)가 유도성 요소로서 필요한 특성을 잃지 않는 두께인 것이 바람직하다. 두께들(T2 및 T3) 각각은, 예를 들면, 코어(1)의 직경의 0.2 %보다 작지 않고 코어(1)의 직경의 4 % 보다 크지 않은 범위의 두께이다.
권선들(4 및 5) 각각은 전기를 전도할 수 있는 임의의 유형의 전도성 와이어일 수 있다. 예를 들어, 권선은 구리 와이어 또는 에나멜이 피복된 와이어일 수 있다. 권선(4)은 코어(1) 및 커버들(2 및 3)의 영역(즉, 일부) 둘레에 감긴다. 권선(5)은 코어(1) 및 커버들(2 및 3)의 다른 영역(즉, 다른 부분) 둘레에 감기고, 권선(4)으로부터 미리 결정된 간격만큼 이격된다. 다시 말해서, 권선들(4 및 5) 사이에는 미리 결정된 간격이 있다.
(변형 예 1)
다음에, 유도성 요소(10)의 변형 예가 도 6을 참조하여 설명된다. 이 변형 예는 이 변형 예가 케이스를 포함하는 것을 제외하고는 유도성 요소(10)와 동일한 구성을 갖는다.
도 6에 도시된 바와 같이, 유도성 요소(20)는 케이스(6)를 포함한다. 케이스(6)는 전기 절연 재료로 제조된다. 이러한 재료의 예는 수지를 포함한다. 케이스(6)는 개구부(들)(6a), 돌출부들(6b) 및 벽(6c)을 포함한다. 케이스(6)는 개구부(6a)에 대응하는 부분을 제외하고 코어(1) 및 커버들(2 및 3)의 전체 영역들을 덮는다. 또한, 권선들(4 및 5)은 케이스(6) 주위에 감긴다. 개구부(6a)는 권선들(4 및 5) 사이에 배치된다. 그러므로 권선들(4 및 5) 사이에 배치된 코어(1) 및 커버들(2 및 3)의 각각의 부분은 유도성 요소(20)의 외부에 노출된다. 구체적으로, 개구부(6a)는 코어(1)의 외주면(1b)의 일부, 커버(2)의 외주면(2b)의 일부 및 커버(3)의 외주면(3b)의 일부가 유도성 요소(20)의 외부에 노출되도록 형성된다. 복수의 돌출부(6b)는 커버(2)의 외주면(2b) 및 커버(3)의 외주면(3b)으로부터 코어(1)의 방사 방향으로 돌출하고 권선(4)의 일부(들)를 권선(5)의 다른 부분으로부터 분리한다. 돌출부들(6b)은 권선(5)의 일부(들)를 권선(5)의 다른 부분으로부터 분리할 수 있다. 벽(6c)은 코어(1)의 내주면(1a) 측 상의 권선들(4 및 5) 사이에 배치되고 권선(4)을 권선(5)으로부터 분리한다.
유도성 요소(20)에서, 개구부(6a)는 코어(1)의 외주면(1b)의 일부, 커버(2)의 외주면(2b)의 일부 및 커버(3)의 외주면(3b)의 일부를 권선들(4 및 5) 사이의 유도성 요소(20)의 외부에 노출한다. 그러므로 이들 부분은 유도성 요소(20)의 다른 부분이 열을 방사하는 것보다 더 빨리 열을 방사할 수 있다.
케이스(6)와 다르게 코어(1) 및 커버들(2 및 3)의 전체 영역들을 덮는 케이스를 포함하는 것을 제외하고, 유도성 요소(20)의 구성과 동일한 구성을 갖는 유도성 요소(도시되지 않음)가 공지되어 있다. 이러한 유도성 요소에서, 권선들(4 및 5) 사이에 위치한 코어(1)의 외주면(1b)의 일부, 커버(2)의 외주면(2b)의 일부, 및 커버(2)의 외주면(3b)의 일부는 유도성 요소(20)의 다른 부분이 발생하는 것보다 많은 양의 열을 발생하는 경향이 있다. 그러므로 이러한 관련 기술의 유도성 요소와 비교하여, 본 실시예에 따른 유도성 요소(20)는 권선들(4 및 5) 사이에 위치하는 코어(1)의 외주면(1b)의 부분, 커버(2)의 외주면(2b)의 부분 및 커버(3)의 외주면(3b)로부터 더 빠르게 열을 방사할 수 있다(즉, 소산할 수 있다).
(변형 예 2)
그 다음, 도 7을 참조하여 다른 변형 예가 설명된다. 이 변형 예는 케이스를 포함하는 것을 제외하고는 유도성 요소(10)의 구성과 동일한 구성을 갖는다.
도 7에 도시된 바와 같이, 유도성 요소(30)는 케이스(7)를 포함한다. 케이스(7)는 개구부(7a)를 제외하고는 케이스(6)(도 6 참조)와 동일한 구성을 갖는다. 케이스(7)는 개구부(들)(7a), 돌출부들(7b) 및 벽(7c)을 포함한다. 개구부(7a)는 권선들(4 및 5) 사이에 배치된다. 그러므로 권선들(4 및 5) 사이에 위치된 코어(1) 및 커버들(2 및 3)의 일부는 유도성 요소(20)의 외부에 노출된다. 구체적으로, 개구부(7a)는 코어(1)의 외주면(1b), 커버(2)의 외주면(2b), 커버의 단부면(2c), 커버(3)의 외주면(3b) 및 커버의 단부면(3c)의 각각의 일부가 유도성 요소(30)의 외부에 노출되도록 형성된다. 돌출부들(7b) 및 벽(7c)은 돌출부들(6b) 및 벽(6c)의 구성과 동일한 구성을 갖는다.
유도성 요소(20)(도 6 참조)에서, 코어(1)의 외주면(1b)의 일부, 커버(2)의 외주면(2b)의 일부 및 커버(3)의 외주면(3b)의 일부는 유도성 요소(20)의 외부에 노출된다. 이와 대조적으로, 유도성 요소(30)에서, 유도성 요소(20)에서 노출된 부분들 이외에, 커버(2)의 단부면(2c) 및 커버(3)의 단부면(3c) 각각의 일부가 또한 유도성 요소(30)의 외부에 노출된다. 다시 말해서, 유도성 요소(30)의 외부에 노출된 영역은 유도성 요소(20)의 외부에 노출된 영역보다 크다. 그러므로 유도성 요소(30)는 유도성 요소(20)보다 우수한 열 방사 특성을 갖는다.
또한, LC 필터는 유도성 요소들(10, 20, 30) 중 적어도 하나를 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 LC 필터의 일 예인 LC 필터(도시되지 않음)는 유도성 요소들(10, 20 및 30) 중 적어도 하나를 X 캐패시터들과 연결함으로써 형성될 수 있다.
커버들(2 및 3)을 포함하지 않는 것을 제외하고는 LC 필터의 구성과 동일한 구성을 갖는 관련 기술의 LC 필터가 공지되어 있다는 것을 주목하여야 한다. LC 필터가 관련 기술의 LC 필터와 크게 상이하지 않고, 커버들(2 및 3)의 유무가 공통 모드 특성에 큰 영향을 미치지 않는다고 생각한다.
LC 필터는 코어(1)가 금속을 포함하는 커버들(2 및 3) 중 적어도 하나에 의해 덮여 있는 구성을 갖기 때문에, 정상 모드에서 유도성 요소들(10, 20 및 30) 중 적어도 하나에서 누설 자속이 발생된다. 이 누설 자속은 커버들(2 및 3)과 상호 작용하고 그럼으로써 와전류를 발생한다. 커버(2)의 내측 단부면(2d) 및 커버(3)의 내측 단부면(3d)은 서로 이격되어 있기 때문에, 와전류는 커버들(2 및 3) 내부에서 서로 상쇄되지 않는다. 그러므로 와전류는 탁월한 값을 갖는다. 와전류는 자기 레지스턴스를 증가시키므로, 정상 모드 동안 레지스턴스 성분(Rs)이 증가한다. 그러므로 LC 필터 탁월한 레지스턴스 성분(Rs)을 가지며 Q 값을 낮출 수 있다. 즉, LC 필터에서, LC 필터에 포함된 유도성 요소(10, 20 또는, 30)와 직렬로 저항기 등을 연결할 필요 없이도 Q 값이 낮추어질 수 있다. 따라서, LC 필터는 유도성 요소(10, 20 또는 30)의 크기가 증가되는 것을 방지하고 유도성 요소(10, 20 또는 30)의 크기/형상을 유지할 수 있다.
유도성 요소(20 또는 30)는 개구부(6a) 근방의 커버(2) 또는 개구부(7a) 근방의 커버(3)와 접촉하는 히트 싱크(도시하지 않음)를 포함할 수 있다는 것을 주목하자. 유도성 요소(20 또는 30)가 이러한 히트 싱크를 포함하는 사례에서, 유도성 요소(20 또는 30)는 열을 커버(2 또는 3)로부터 히트 싱크로 신속하게 전달한다. 따라서, 유도성 요소(20 또는 30)는 더 높은 열 방사 특성을 가질 수 있다.
또한, 차량에 탑재되는 인버터 장치와 같은 각종 장치들은 전술한 유도성 요소 및 LC 필터를 사용하여 형성될 수 있다. 또한, 인버터 장치와 같은 전술한 각종 장치들을 사용하여 차량 탑재용 공조기가 형성될 수 있다.
[실시예]
다음으로, 유도성 요소(20)(도 6 참조)의 실시예들의 각종 특성들을 측정하여 얻은 결과들 및 그 계산 결과들이 도 8 내지 도 13을 참조하여 설명된다.
(제조 조건)
유도성 요소(20)의 실시예들의 경우, 코어들을 4,500H/m의 투자율을 갖는 페라이트 재료를 사용하여 제조하였다. 코어는 주행 트랙과 유사한 형상을 갖는 환형 몸체였다. 코어의 외측 크기는 30mm × 20mm × 10mm였고, 코어의 단면 형상은 5mm × 10mm였다. 1.3 mm의 직경의 구리 와이어를 권선들에 사용하였다. 유도성 요소(20)의 실시예들이 공통 모드 유도성 요소를 구성하도록 권선들을 코어의 긴 변 부분들 모두에 16 턴 감았다. 커버들을 형성하기 위한 재료는 원칙적으로 알루미늄 합금이었고, 구리 합금도 또한 적절히 사용하였다. 커버들의 두께(T1 및 T2)는 원칙적으로 0.15 mm 이었고 필요에 따라 표준 레벨들을 정의하였다. 커버들의 내측 단부면들 사이의 간격(S1)은 5 mm였다. 커버들의 외측 단부면들 사이의 간격(S2)은 원칙적으로 1mm 이었고, 필요에 따라 표준 레벨들을 정의하였다. 이렇게 정의된 표준 레벨들은 나중에 설명될 것이다.
비교 실시예는 비교 실시예가 커버들(2 및 3)에 대응하는 커버를 포함하지 않는다는 것을 제외하고는 유도성 요소(10)의 실시예의 구성과 동일한 구성을 갖는 것을 주목하자.
(측정 방법)
먼저, 유도성 요소(10)의 실시예 및 그의 비교 실시예의 공통 모드 특성들을 측정하였다. 도 8은 측정 결과들을 도시된다. 측정된 공통 모드 특성들은 미리 결정된 범위의 임피던스(Z) 및 인덕턴스(L) 대 주파수였다는 것을 주목하자.
그 다음, 정상 모드에서 레지스턴스 성분 특성들을 측정하였다. 도 9는 측정 결과들을 도시한다. 정상 모드에서 측정된 레지스턴스 성분(Rs)은 미리 결정된 범위의 임피던스(Z) 대 주파수를 측정함으로써 얻었다는 것을 주목하자.
그 다음, 인덕턴스 장치(20)의 복수의 다른 실시예를 제조하였다. 이러한 다른 실시예들의 경우, 정상 모드에서 레지스턴스 성분(Rs) 특성들을 측정하였고, 도 10은 측정 결과들을 도시한다. 측정 결과들이 도 10에 도시된 실시예들에서, 커버들의 외측 단부면들 사이의 간격(S2)에 대해 네 개의 표준 레벨을 정의하였고, 커버들의 두께들(T1 및 T2)에 대해 세 개의 표준 레벨들(t1, t2, t3)을 정의하였다.
그 다음, 인덕턴스 요소(20)의 복수의 다른 실시예들을 추가로 제조하였다. 이러한 다른 실시예들의 경우, 정상 모드에서 레지스턴스 성분(Rs) 특성들을 측정하였고, 도 11은 측정 결과들을 도시한다. 측정 결과들이 도 11에 도시된 실시예들에서, 커버들의 재료로서 두 가지 유형의 재료, 즉 알루미늄 합금 및 구리 합금을 사용하였으며, 커버들의 두께들(T1 및 T2)에 대해 12 개의 표준 레벨들을 정의하였다.
마지막으로, 커버들의 손실 분포들을 계산기를 사용하여 계산하였다. 도 12 및 도 13은 그 결과들을 도시한다. 구체적으로, 도 12는 커버들(2 및 3)의 외주면들(2b 및 3b)에 대응하는 면들 상의 권선들(4, 5) 사이에 위치한 영역들에서의 손실 분포를 보여준다. 또한, 도 13은 커버들(2 및 3)의 외주면들(2b 및 3b)에 대응하는 면들 상에 권선(4)을 감은 영역들에서 손실 분포를 도시한다. 도 12에 도시된 커버들은 도 4에 도시된 화살표(A1)와 동일한 방향에서 바라본 것임을 주목하자. 도 13에 도시된 커버들은 도 4에 도시된 화살표(A2)와 동일한 방향에서 바라본 것이다.
(측정 결과 및 계산 결과)
도 8에 도시된 바와 같이, 주파수와 관련하여 임피던스(Z) 및 인덕턴스(L)는 실시예와 비교 실시예 사이에서 현저하게 다르지 않았다. 그러므로 커버들의 유무가 LC 필터의 공통 모드 특성들에 큰 영향을 미치지 않는다고 생각된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 실시예는 비교 실시예보다 미리 결정된 주파수(F1)에서 상당히 더 높은 임피던스를 갖는다. 즉, 실시예는 비교 실시예보다 높은 레지스턴스 성분(Rs)을 갖는다. 이러한 차이에 대해 생각해볼 수 있는 원인들 중 하나는 다음과 같다. 실시예에 따른 LC 필터는 코어가 금속을 포함하는 두 개의 커버를 사용하여 덮인 구성을 갖는다. 그러므로 누설 자속은 정상 모드에서 유도성 요소에서 발생된다. 이 누설 자속은 두 개의 커버와 상호 작용하고 이에 따라 와전류를 발생한다. 두 개의 커버의 내측 단부면들은 서로 이격되어 있고, 두 개의 커버의 외측 단부면들도 또한 서로 이격되어 있기 때문에, 와전류는 두 개의 커버 내부에서 서로 상쇄되지 않는다. 그러므로 와전류는 탁월한 값을 갖는다. 와전류는 자기 레지스턴스를 증가시키므로, 레지스턴스 성분(Rs)은 정상 모드 동안 증가한다. 결과적으로, LC 필터는 탁월한 레지스턴스 성분(Rs)을 갖고, Q 값을 낮출 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 커버들의 외측 단부면들 사이의 간격(S2)이 변함에 따라, 레지스턴스 성분(Rs)이 감소하는 경향이 있다. 또한, 커버들의 두께들(T1 및 T2)이 세 개의 표준 레벨(t1, t2 및 t3)로 증가하므로, 레지스턴스 성분(Rs)은 변한다. 레지스턴스 성분(Rs)은 커버들의 외측 단부면들 사이의 간격(S2) 및 커버들의 두께들(T1, T2)을 적절하게 변화시킴으로써 임의의 값으로 조정될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 커버들의 재료가 알루미늄 합금 또는 구리 합금인지에 관계없이, 커버들의 두께들(T1 및 T2)이 증가함에 따라, 레지스턴스 성분(Rs)이 먼저 증가하고, 그런 다음 피크에 도달한 후 점진적으로 감소한다. 피크들의 높이들은 서로 크게 다르지는 않았지만, 레지스턴스 성분이 피크에 도달한 커버들의 두께들(T1과 T2) 사이에는 서로 다르다는 것을 나타내는 큰 차이가 있다. 이러한 차이들은 커버들의 재료들의 유형들로부터 기인한 것이라고 생각된다.
도 12에 도시된 바와 같이, 권선들(4 및 5) 사이의 커버(2)의 외측 단부면(2e) 및 커버(3)의 외측 단부면(3e) 근방의 부분에서의 손실은 다른 부분들에서의 손실들보다 크다. 그러므로 권선들(4 및 5) 사이의 커버(2)의 외측 단부면(2e) 및 커버(3)의 외측 단부면(3e) 근방의 부분은 집중적으로 열을 발생한다고 생각된다.
도 13에 도시된 바와 같이, 권선(4)이 감긴 커버(2)의 외측 단부면(2e) 및 커버(3)의 외측 단부면(3e) 근방 부분에서의 손실은 다른 부분들에서의 손실들보다 작다. 그러므로 권선(4)이 감긴 커버(2)의 외측 단부면(2e) 및 커버(3)의 외측 단부면(3e) 근방의 영역은 집중적으로 열을 발생한다고 생각된다.
본 개시는 전술한 실시예들로 제한되지 않고, 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 적절히 변경될 수 있다.
이와 같이 설명된 개시 내용으로부터, 본 개시의 실시예들이 많은 방법으로 변경될 수 있음은 명백할 것이다. 이러한 변경들은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나는 것으로 간주되지 않으며, 본 기술분야의 기술자에게 자명한 그러한 모든 수정은 다음의 청구범위의 범위 내에 포함되는 것으로 의도하고자 한다.

Claims (7)

  1. 유도성 요소로서,
    환형 코어;
    상기 코어를 덮는 제 1 커버 및 제 2 커버; 및
    상기 코어 및 상기 제 1 및 제 2 커버들의 영역 둘레에 감긴 제 1 권선 및 제 2 권선을 포함하며,
    상기 환형 코어로 둘러싸인 축이 연장하는 방향을 축 방향으로 정의할 때,
    상기 코어는 내주면, 외주면, 축 방향의 일 단부 측상의 단부면 및 다른 단부 측상의 단부면을 포함하고,
    상기 제 1 커버는 상기 코어의 상기 내주면의 일부, 상기 코어의 상기 외주면의 일부 및 상기 코어의 상기 일 단부 측상의 상기 단부면을 덮으며, 상기 코어의 상기 내주면에 걸쳐 연장하는 내측 단부면 및 상기 코어의 상기 외주면에 걸쳐 연장하는 외측 단부면을 포함하고,
    상기 제 2 커버는 상기 코어의 상기 내주면의 일부, 상기 코어의 상기 외주면의 일부 및 상기 코어의 상기 다른 단부 측상의 상기 단부면을 덮으며, 상기 코어의 상기 내주면에 걸쳐 연장하는 내측 단부면 및 상기 코어의 상기 외주면에 걸쳐 연장하는 외측 단부면을 가지며,
    상기 제 1 및 제 2 커버들의 상기 내측 단부면들은 서로 이격되고,
    상기 제 1 및 제 2 커버들의 상기 외측 단부면들은 서로 이격되는, 유도성 요소.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 커버들의 상기 내측 단부면들은 이들의 전체 영역들에 걸쳐 미리 결정된 간격만큼 이격되며,
    상기 제 1 및 제 2 커버들의 상기 외측 단부면들은 이들의 전체 영역들에 걸쳐 미리 결정된 간격만큼 이격되는, 유도성 요소.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 커버들의 상기 내측 단부면들 사이의 간격은 상기 제 1 및 제 2 커버들의 상기 외측 단부면들 사이의 간격보다 큰, 유도성 요소.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 권선들은 미리 결정된 간격만큼 서로 이격되는, 유도성 요소.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 케이스를 더 포함하며,
    상기 케이스는 제 1 및 제 2 커버들의 일부가 노출될 수 있는 개구부를 포함하는, 유도성 요소.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 히트 싱크를 더 포함하며,
    상기 히트 싱크는 상기 제 1 권선과 상기 제 2 권선 사이에 배치되는, 유도성 요소.
  7. 유도성 요소를 포함하는 LC 필터로서, 상기 유도성 요소는,
    환형 코어;
    상기 코어를 덮는 제 1 커버 및 제 2 커버; 및
    상기 코어 및 상기 제 1 및 제 2 커버들의 영역 둘레에 감긴 제 1 권선 및 제 2 권선을 포함하며,
    상기 환형 코어로 둘러싸인 축이 연장되는 방향을 축 방향으로 정의하면,
    상기 코어는 내주면, 외주면, 상기 축 방향의 일 단부 측상의 단부면 및 다른 단부 측상의 단부면을 포함하고,
    상기 제 1 커버는 상기 코어의 내주면의 일부, 상기 코어의 외주면의 일부 및 상기 코어의 상기 일 단부 측의 상기 단부면을 덮으며, 상기 내주면에 걸쳐 연장하는 내측 단부면 및 상기 코어의 상기 외주면에 걸쳐 연장하는 외측 단부면을 포함하고,
    상기 제 2 커버는 상기 코어의 상기 내주면의 일부, 상기 코어의 상기 외주면의 일부 및 상기 코어의 상기 다른 단부 측상의 단부면을 덮으며, 상기 코어의 상기 내주면에 걸쳐 연장하는 내측 단부면 및 상기 코어의 상기 외주면에 걸쳐 연장하는 외측 단부면을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 커버들의 상기 내측 단부면들은 서로 이격되고,
    상기 제 1 및 제 2 커버들의 상기 외측 단부면들은 서로 이격되는, 유도성 요소를 포함하는 LC 필터.
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