KR102154237B1 - 차량용 공통 모드 필터 - Google Patents

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KR102154237B1
KR102154237B1 KR1020180113127A KR20180113127A KR102154237B1 KR 102154237 B1 KR102154237 B1 KR 102154237B1 KR 1020180113127 A KR1020180113127 A KR 1020180113127A KR 20180113127 A KR20180113127 A KR 20180113127A KR 102154237 B1 KR102154237 B1 KR 102154237B1
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Abstract

본 발명은 차량 내부에 실장되는 차량용 공통 모드 필터에 관한 것으로, 필터부, 제1 외부 단자 및 제2 외부 단자를 포함하고, 필터부는 복수의 유전체 시트로 구성된 유전체층을 포함하고, 유전체층은 서로 다른 층에 배치된 복수의 코일 패턴을 포함하고, 복수의 코일 패턴 중 일부는 병렬 연결되어 제1 채널을 구성하고, 복수의 코일 패턴 중 다른 일부는 병렬 연결되어 제2 채널을 구성되어, 저항을 감소시켜 아이 패턴의 신호 품질을 향상시키면서 저항 감소에 따른 공통 모드 임피던스의 감소를 최소화할 수 있다.

Description

차량용 공통 모드 필터{AUTOMOTIVE COMMON MODE FILTER}
본 발명은 차량에 적용되는 공통 모드 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 AVN(Audio, Video, Navigation) 단자 등에 설치되는 차량용 공통 모드 필터에 관한 것이다.
차량에 다양한 AVN(Audio Video Navigation) 등과 같은 디지털 기기들이 장착되고 있다. 차량용 디지털 기기는 처리하는 데이터량이 증가로 인해 고속화되고 있는 추세에 있어, 고속 신호 송신 인터페이스의 사용이 증가하고 있다.
고속 인터페이스는 오랫동안 일반적으로 이용되었던 단일-종단 (single-end) 송신 시스템과 달리 한 쌍의 신호 라인들을 사용하여 차동 신호(차동 모드 신호)를 송신하는 차동 신호 시스템을 채용한다.
하지만, 디지털화 및 고속화되는 전자기기들은 외부로부터의 자극에 민감하여 고주파 노이즈에 의한 신호 왜곡이 종종 발생하고 있다.
이러한 이상 전압과 노이즈의 원인으로는 회로 내에서 발생하는 스위칭 전압, 전원 전압에 포함된 전원 노이즈, 불필요한 전자기 신호 또는 전자기 잡음 1등이 있으며, 이러한 이상 전압과 고주파 노이즈가 회로로 유입되는 것을 방지하기 위한 수단으로서 공통 모드 필터(Common Mode Filter: CMF)를 사용하고 있다.
하지만, 대부분의 공통 모드 필터는 휴대전화, PC 등의 전자기기를 대상으로 개발되었기 때문에 차량에 적용할 경우 신호 품질이 저하되는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-1607065호(명칭: 공통 모드 필터 및 그 제조 방법)
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 저항을 낮추면서 공통 모드 임피던스를 보상하여 아이 패턴(Eye Pattern)의 신호 품질을 최대화하도록 한 차량용 공통 모드 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명은 각 채널의 코일을 병렬로 구성하여 저항을 감소시키고, 코일 사이의 거리를 최소화하고 페라이트 코어를 형성하여 공통 모드 임피던스를 보상(증가)하여 아이 패턴의 신호 품질을 최대화하도록 한 차량용 공통 모드 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 공통 모드 필터는 필터부, 필터부의 일측에 배치된 제1 외부 단자 및 필터부의 타측에 배치된 제2 외부 단자를 포함하고, 필터부는 복수의 유전체 시트로 구성된 유전체층을 포함하고, 유전체층은 서로 다른 층에 배치된 복수의 코일 패턴을 포함하고, 복수의 코일 패턴 중 일부는 병렬 연결되어 제1 채널을 구성하고, 복수의 코일 패턴 중 다른 일부는 병렬 연결되어 제2 채널을 구성한다.
유전체층은 유전체층의 최상부에 배치되고, 상면에 제1 코일 패턴이 형성된 제1 유전체 시트, 제1 유전체 시트의 하부에 배치되고, 상면에 제2 코일 패턴이 형성된 제2 유전체 시트 및 제2 유전체 시트의 하부에 배치되고, 상면에 제3 코일 패턴이 형성된 제3 유전체 시트를 포함하고, 제1 코일 패턴, 제2 코일 패턴 및 제3 코일 패턴은 병렬 연결되어 제1 채널을 구성할 수 있다. 이를 위해, 유전체층은 제1 유전체 시트를 관통하여 형성되고, 제1 코일 패턴의 일단 및 제2 코일 패턴의 일단을 전기적으로 연결하는 제1 비아 패턴 및 제2 유전체 시트를 관통하여 형성되고, 제2 코일 패턴의 일단 및 제3 코일 패턴의 일단을 전기적으로 연결하는 제2 비아 패턴을 더 포함할 수 있다.
제1 코일 패턴의 일단은 제1 유전체 시트의 중심에 인접하여 배치되어 제2 코일 패턴의 일단 및 제3 코일 패턴의 일단과 연결되고, 제1 코일 패턴의 타단은 제1 유전체 시트의 일측으로 배치되어 제1 외부 단자에 연결되고, 제2 코일 패턴은 제2 유전체 시트의 중심점을 직교하는 권취축을 복수회 권회하는 루프 형상이고, 제2 코일 패턴의 일단은 루프 형상의 내주에 배치되어 제1 코일 패턴의 일단 및 제3 코일 패턴의 일단과 연결되고, 제2 코일 패턴의 타단은 제2 유전체 시트의 타측에 배치되어 제2 외부 단자에 연결되고, 제3 코일 패턴은 제3 유전체 시트의 중심점을 직교하는 권취축을 복수회 권회하는 루프 형상이고, 제3 코일 패턴의 일단은 루프 형상의 내주에 배치되어 제1 코일 패턴의 일단 및 제2 코일 패턴의 일단과 연결되고, 제3 코일 패턴의 타단은 제3 유전체 시트의 타측에 배치되어 제2 외부 단자에 연결될 수 있다.
한편, 유전체층은 제3 유전체 시트의 하부에 배치되고, 상면에 제4 코일 패턴이 형성된 제4 유전체 시트, 제4 유전체 시트의 하부에 배치되고, 상면에 제5 코일 패턴이 형성된 제5 유전체 시트 및 제5 유전체 시트의 하부에 배치되어 유전체층의 최하부에 배치되고, 상면에 제6 코일 패턴이 형성된 제6 유전체 시트를 더 포함하고, 제4 코일 패턴, 제5 코일 패턴 및 제6 코일 패턴은 병렬 연결되어 제2 채널을 구성할 수 있다. 이를 위해, 유전체층은 제4 유전체 시트를 관통하여 형성되고, 제4 코일 패턴의 일단 및 제5 코일 패턴의 일단을 전기적으로 연결하는 제3 비아 패턴 및 제5 유전체 시트를 관통하여 형성되고, 제5 코일 패턴의 일단 및 제6 코일 패턴의 일단을 전기적으로 연결하는 제4 비아 패턴을 더 포함할 수 있다.
제4 코일 패턴은 제4 유전체 시트의 중심점을 직교하는 권취축을 복수회 권회하는 루프 형상이고, 제4 코일 패턴의 일단은 루프 형상의 내주에 배치되어 제5 코일 패턴의 일단 및 제6 코일 패턴의 일단과 연결되고, 제4 코일 패턴의 타단은 제4 유전체 시트의 타측에 배치되어 제2 외부 단자에 연결되고, 제5 코일 패턴은 제5 유전체 시트의 중심점을 직교하는 권취축을 복수회 권회하는 루프 형상이고, 제5 코일 패턴의 일단은 루프 형상의 내주에 배치되어 제4 코일 패턴의 일단 및 제6 코일 패턴의 일단과 연결되고, 제5 코일 패턴의 타단은 제5 유전체 시트의 타측에 배치되어 제2 외부 단자에 연결되고, 제6 코일 패턴의 일단은 제6 유전체 시트의 중심에 인접하여 배치되어 제4 코일 패턴의 일단 및 제5 코일 패턴의 일단과 연결되고, 제6 코일 패턴의 타단은 제6 유전체 시트의 일측으로 배치되어 제1 외부 단자에 연결될 수 있다.
제2 코일 패턴, 제3 코일 패턴, 제4 코일 패턴 및 제5 코일 패턴을 동일한 면적 및 동일한 사이즈로 형성되고, 제1 코일 패턴 및 제6 코일 패턴은 동일한 면적 및 동일한 사이즈로 형성되며, 제1 코일 패턴 내지 제6 코일 패턴은 인접한 코일 패턴과의 수직 방향의 이격 거리가 모두 동일할 수 있다. 이를 위해, 제1 코일 패턴 내지 제6 코일 패턴은 인접한 코일 패턴과의 사이에 하나의 유전체 시트만 개재되고, 제1 코일 패턴 내지 제6 코일 패턴 사이에 개재된 유전체 시트는 모두 동일한 두께로 형성될 수 있다.
필터부는 유전체층에 형성된 수용 홀에 삽입된 자성 코어를 더 포함하고, 자성 코어는 복수의 코일 패턴 중 루프 형상으로 형성된 코일 패턴의 내주에 배치된 페라이트 코어이고, 복수의 유전체 시트에 형성된 수용 홀에 자성 재질을 충진하여 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 차량용 공통 모드 필터는 각 채널의 코일 패턴을 2층으로 구성된 병렬 구조로 연결함으로써, 저항(Rdc)을 감소시켜 아이 패턴의 신호 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 차량용 공통 모드 필터는 코일 패턴들 사이의 거리 및 양 채널 사이의 거리를 유전체 시트 한장의 두께로만 이격시킴으로써, 저항 감소에 의한 공통 모드 임피던스의 저하를 보상할 수 있는 효과가 있다.
또한, 차량용 공통 모드 필터는 양 채널의 코일 패턴의 사이즈 및 면적으로 동일하게 형성함으로써, 차량용 공통 모드 필터는 양 채널 사이의 저항값 차이(편차)를 최소화하여 아이 패턴의 신호 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 공통 모드 필터를 설명하기 위한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 필터부의 분해 사시도.
도 3은 도 1의 필터부를 수직으로 절단한 단면도.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 공통 모드 필터의 변형 예를 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 공통 모드 필터는 차량 내에 설치된 AVN(Audio, Video, Navigation) 단자 등에 사용되는 복합 소자로, 복수의 시트가 적층된 필터부(100) 및 필터부(100)의 양측에 배치된 한 쌍의 외부 단자를 포함한다. 필터부(100)는 복수의 시트들이 적층된 적층체로, 내부에 2개의 채널을 구성하는 코일 패턴들이 형성된다. 외부 단자는 필터부(100)의 일측에 배치된 제1 외부 단자(200) 및 필터부(100)의 타측에 배치된 제2 외부 단자(300)를 포함한다.
차량용 공통 모드 필터는 노이즈 조건이 존재하지 않기 때문에 일반적인 전자기기에 실장되는 전자기기용 공통 모드 필터에 비해 낮은 저항(Rdc)이 요구된다.
이에, 차량용 공통 모드 필터는 코일 패턴을 병렬 구조로 형성되고, 턴수를 줄이면서 2층으로 구성함으로써, 전자기기용 공통 모드 필터에 비해 낮은 저항(Rdc)을 갖는다. 이때, 차량용 공통 모드 필터는 저항(Rdc)의 감소로 인해 공통 모드 임피던스(Common mode Impedance, Zcm)가 저하된다.
이에, 차량용 공통 모드 필터는 코일 패턴 사이의 거리를 최소화하도록 배치하고, 코일 패턴의 중앙에 페라이트 코어를 형성하여 공통 모드 임피던스를 보상할 수도 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 필터부(100)는 제1 자성 시트(110), 제2 자성 시트(120) 및 유전체층(130)이 적층된 적층체로 구성된다.
제1 자성 시트(110)는 필터부(100)를 구성하는 적층체의 최상부에 배치된다. 제1 자성 시트(110)는 소정 두께를 갖는 판상으로 형성된 페라이트 시트인 것을 일례로 한다. 이때, 제1 자성 시트(110)의 두께는 유전체층(130)을 구성하는 유전체 시트의 두께와 다르게 형성될 수 있다.
제2 자성 시트(120)는 필터부(100)를 구성하는 적층체의 최하부에 배치된다. 제2 자성 시트(120)는 소정 두께를 갖는 판상으로 형성된 페라이트 시트인 것을 일례로 한다. 이때, 제2 자성 시트(120)의 두께는 유전체층(130)을 구성하는 유전체 시트의 두께와 다르게 형성될 수 있다.
유전체층(130)은 제1 유전체 시트(131) 내지 제6 유전체 시트(136)가 적층되어 형성된다.
제1 유전체 시트(131)는 유전체층(130)의 최상부에 배치된다. 제1 유전체 시트(131)는 제1 자성 시트(110)의 하부에 배치된다. 제1 유전체 시트(131)는 상면에 제1 코일 패턴(141)이 형성된다. 제1 코일 패턴(141)의 일단은 제1 유전체 시트(131)의 중심에 인접하여 배치된다. 제1 코일 패턴(141)의 타단은 제1 유전체 시트(131)의 일측으로 배치되어 제1 외부 단자(200)와 전기적으로 연결된다.
제2 유전체 시트(132)는 제1 유전체 시트(131)의 하부에 배치된다. 제2 유전체 시트(132)는 상면에 제2 코일 패턴(142)이 형성된다. 제2 코일 패턴(142)은 제2 유전체 시트(132)의 중심점을 직교하는 권취축을 복수회 권회하는 루프 형상의 패턴이다. 이때, 제2 코일 패턴(142)의 일단은 제2 유전체 시트(132)의 중심에 인접하여 루프의 내주에 배치된다. 제2 코일 패턴(142)의 타단은 제2 유전체 시트(132)의 타측으로 배치되어 제2 외부 단자(300)와 전기적으로 연결된다.
제3 유전체 시트(133)는 제2 유전체 시트(132)의 하부에 배치된다. 제3 유전체 시트(133)는 상면에 제3 코일 패턴(143)이 형성된다. 제3 코일 패턴(143)은 제3 유전체 시트(133)의 중심점을 직교하는 권취축을 복수회 권회하는 루프 형상의 패턴이다. 이때, 제3 코일 패턴(143)의 일단은 제3 유전체 시트(133)의 중심에 인접하여 루프의 내주에 배치된다. 제3 코일 패턴(143)의 타단은 제3 유전체 시트(133)의 타측으로 배치되어 제2 외부 단자(300)와 전기적으로 연결된다.
제4 유전체 시트(134)는 제3 유전체 시트(133)의 하부에 배치된다. 제4 유전체 시트(134)는 상면에 제4 코일 패턴(144)이 형성된다. 제4 코일 패턴(144)은 제4 유전체 시트(134)의 중심점을 직교하는 권취축을 복수회 권회하는 루프 형상의 패턴이다. 이때, 제4 코일 패턴(144)의 일단은 제4 유전체 시트(134)의 중심에 인접하여 루프의 내주에 배치된다. 제4 코일 패턴(144)의 타단은 제4 유전체 시트(134)의 타측으로 배치되어 제2 외부 단자(300)와 전기적으로 연결된다.
제5 유전체 시트(135)는 제4 유전체 시트(134)의 하부에 배치된다. 제5 유전체 시트(135)는 상면에 제5 코일 패턴(145)이 형성된다. 제5 코일 패턴(145)은 제5 유전체 시트(135)의 중심점을 직교하는 권취축을 복수회 권회하는 루프 형상의 패턴이다. 이때, 제5 코일 패턴(145)의 일단은 제5 유전체 시트(135)의 중심에 인접하여 루프의 내주에 배치된다. 제5 코일 패턴(145)의 타단은 제5 유전체 시트(135)의 타측으로 배치되어 제2 외부 단자(300)와 전기적으로 연결된다.
제6 유전체 시트(136)는 유전체층(130)의 최하부에 배치된다. 제2 유전체 시트(132)는 제2 자성 시트(120)의 상부에 배치된다. 제6 유전체 시트(136)는 제5 유전체 시트(135) 및 제2 자성 시트(120) 사이에 개재된다. 제6 유전체 시트(136)는 상면에 제6 코일 패턴(146)이 형성된다. 제6 코일 패턴(146)의 일단은 제6 유전체 시트(136)의 중심에 인접하여 배치된다. 제6 코일 패턴(146)의 타단은 제6 유전체 시트(136)의 일측으로 배치되어 제1 외부 단자(200)와 전기적으로 연결된다.
제1 코일 패턴(141) 내지 제6 코일 패턴(146)은 필터부(100) 내에서 2개의 채널을 구성한다. 즉, 제1 코일 패턴(141) 내지 제3 코일 패턴(143)은 전기적으로 연결되어 하나의 채널(즉, 제1 채널)을 구성하고, 제4 코일 패턴(144) 내지 제6 코일 패턴(146)은 전기적으로 연결되어 다른 하나의 채널(즉, 제2 채널)을 구성한다. 이때, 제2 코일 패턴(142) 내지 제5 코일 패턴(145)은 대략 28㎛ 정도의 선폭과, 대략 30㎛ 정도의 선간 거리를 갖는다.
제1 코일 패턴(141), 제2 코일 패턴(142) 및 제3 코일 패턴(143)은 제1 비아 패턴(151) 및 제2 비아 패턴(152)을 통해 전기적으로 연결되어 제1 채널을 구성한다.
제1 코일 패턴(141) 및 제2 코일 패턴(142)은 제1 유전체 시트(131)에 형성된 제1 비아 패턴(151)을 통해 전기적으로 연결된다. 이때, 제1 비아 패턴(151)은 제1 유전체 시트(131)를 수직으로 관통하여 형성된 비아 홀에 전도성 물질을 충진하여 형성될 수 있다. 제1 비아 패턴(151)의 일단은 제1 코일 패턴(141)의 일단에 전기적으로 연결된다. 제1 비아 패턴(151)의 타단은 제2 코일 패턴(142)의 일단에 전기적으로 연결된다.
제2 코일 패턴(142) 및 제3 코일 패턴(143)은 제2 유전체 시트(132)에 형성된 제2 비아 패턴(152)을 통해 전기적으로 연결된다. 이때, 제2 비아 패턴(152)은 제2 유전체 시트(132)를 수직으로 관통하여 형성된 비아 홀에 전도성 물질을 충진하여 형성될 수 있다. 제2 비아 패턴(152)의 일단은 제2 코일 패턴(142)의 일단에 전기적으로 연결된다. 제2 비아 패턴(152)의 타단은 제3 코일 패턴(143)의 일단에 전기적으로 연결된다.
이를 통해, 제2 코일 패턴(142) 및 제3 코일 패턴(143)은 2층으로 구성된 병렬 구조로 연결된다. 이때, 제2 코일 패턴(142) 및 제3 코일 패턴(143)은 2층 병렬 구조로 구성되기 때문에 단층으로 구성된 종래의 공통 모드 필터에 비해 턴수(권선 수)를 줄일 수 있어 종래의 공통 모드 필터에 비해 저항(Rdc)를 감소시킬 수 있다.
즉, 차량용 공통 모드 필터는 각 채널의 코일 패턴을 2층 병렬 구조로 형성하고 턴수(권선수)를 줄임으로써, 공통 모드 필터의 양 채널 사이의 저항(Rdc)을 감소시켜 아이 패턴의 신호 품질을 향상시킬 수 있다.
제4 코일 패턴(144), 제5 코일 패턴(145) 및 제6 코일 패턴(146)은 제3 비아 패턴(153) 및 제4 비아 패턴(154)을 통해 전기적으로 연결되어 제2 채널을 구성한다.
제4 코일 패턴(144) 및 제5 코일 패턴(145)은 제4 유전체 시트(134)에 형성된 제3 비아 패턴(153)을 통해 전기적으로 연결된다. 이때, 제3 비아 패턴(153)은 제4 유전체 시트(134)를 수직으로 관통하여 형성된 비아 홀에 전도성 물질을 충진하여 형성될 수 있다. 제3 비아 패턴(153)의 일단은 제4 코일 패턴(144)의 일단에 전기적으로 연결된다. 제3 비아 패턴(153)의 타단은 제5 코일 패턴(145)의 일단에 전기적으로 연결된다.
제5 코일 패턴(145) 및 제6 코일 패턴(146)은 제5 유전체 시트(135)에 형성된 제4 비아 패턴(154)을 통해 전기적으로 연결된다. 이때, 제4 비아 패턴(154)은 제5 유전체 시트(135)를 수직으로 관통하여 형성된 비아 홀에 전도성 물질을 충진하여 형성될 수 있다. 제4 비아 패턴(154)의 일단은 제5 코일 패턴(145)의 일단에 전기적으로 연결된다. 제4 비아 패턴(154)의 타단은 제6 코일 패턴(146)의 일단에 전기적으로 연결된다.
이를 통해, 제4 코일 패턴(144) 및 제5 코일 패턴(145)은 2층으로 구성된 병렬 구조로 연결된다. 이때, 제4 코일 패턴(144) 및 제5 코일 패턴(145)은 2층 병렬 구조로 구성되기 때문에 단층으로 구성된 종래의 공통 모드 필터에 비해 턴수(권선 수)를 줄일 수 있어 종래의 공통 모드 필터에 비해 저항(Rdc)을 감소시킬 수 있다.
이처럼, 차량용 공통 모드 필터는 각 채널의 코일 패턴을 2층으로 구성된 병렬 구조로 연결함으로써, 저항(Rdc)을 감소시켜 아이 패턴의 신호 품질을 향상시킬 수 있다.
차량용 공통 모드 필터는 저항(Rdc)이 감소됨에 따라 공통 모드 임피던스(Zcm)가 감소한다. 차량용 공통 모드 필터는 공통 모드 임피던스(Zcm)를 보상하기 위해 인접한 두 개의 코일 패턴 사이의 거리(D1, D2, D3, D4)를 최대한 가깝게 형성하여 공통 모드 임피던스(Zcm)를 증가시킨다. 여기서, 거리는 코일 패턴 사이의 수직 방향의 이격 간격을 의미한다.
즉, 제1 코일 패턴(141) 및 제2 코일 패턴(142) 사이에는 제1 유전체 시트(131)만 개재되어, 제1 코일 패턴(141) 및 제2 코일 패턴(142) 사이의 거리(D1)가 제1 유전체 시트(131)의 두께만큼 이격된다. 제2 코일 패턴(142) 및 제3 코일 패턴(143) 사이에는 제2 유전체 시트(132)만 개재되어, 제2 코일 패턴(142) 및 제3 코일 패턴(143) 사이의 거리(D2)가 제2 유전체 시트(132)의 두께만큼 이격된다.
제4 코일 패턴(144) 및 제5 코일 패턴(145) 사이에는 제4 유전체 시트(134)만 개재되어, 제4 코일 패턴(144) 및 제5 코일 패턴(145) 사이의 거리(D3)가 제4 유전체 시트(134)의 두께만큼 이격된다. 제5 코일 패턴(145) 및 제6 코일 패턴(146) 사이에는 제5 유전체 시트(135)만 개재되어, 제5 코일 패턴(145) 및 제6 코일 패턴(146) 사이의 거리(D4)가 제5 유전체 시트(135)의 두께만큼 이격된다.
이때, 제1 유전체 시트(131), 제2 유전체 시트(132), 제4 유전체 시트(134) 내지 제6 유전체 시트(136)는 코일 패턴들 간의 거리(D1~D4)를 일정하게 유지하기 위해서 대략 20mm 정도의 두께로 형성될 수 있다.
이처럼, 차량용 공통 모드 필터는 인접한 두 개의 코일 패턴 사이에 하나의 유전체 시트만 개재하여 저항(Rdc) 감소로 인해 감소된 공통 모드 임피던스(Zcm)를 보상한다. 즉, 차량용 공통 모드 필터는 코일 패턴들 사이의 거리 및 양 채널 사이의 거리를 유전체 시트 한 장의 두께로만 이격시킴으로써, 저항 감소에 의한 공통 모드 임피던스의 저하를 보상할 수 있다.
이때, 차량용 공동 모드 필터는 공통 모드 임피던스(Zcm)의 보상을 위해 제1 채널과 제2 채널 사이의 거리도 최소화한다.
즉, 제1 채널의 최하부에 배치된 제3 코일 패턴(143)과 제2 채널의 최상부에 배치된 제4 코일 사이에는 제3 유전체 시트(133)만 개재되어, 제3 코일 패턴(143) 및 제4 코일 패턴(144) 사이의 거리(즉, 제1 채널과 제2 채널 사이의 거리, D5)가 제3 유전체 시트(133)의 두께만큼 이격된다.
이때, 제3 유전체 시트(133)는 제1 채널과 제2 채널 사이의 거리(D5)를 일정하게 유지하기 위해서 대략 20mm 정도의 두께로 형성될 수 있다.
이처럼, 차량용 공통 모드 필터는 두 채널 사이에 하나의 유전체 시트만 개재하여 저항(Rdc) 감소로 인해 감소된 공통 모드 임피던스(Zcm)를 보상한다.
한편, 차량용 공통 모드 필터는 동일한 두께를 갖는 제1 유전체 시트(131) 내지 제5 유전체 시트(135)를 적층함으로써, 인접한 두 개의 코일 패턴 사이의 거리(D1, D2, D3, D4)와 양 채널 사이의 거리(D5)를 모두 동일하게 하여 공통 모드 임피던스(Zcm)를 최대한 보상한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 차량용 공통 모드 필터는 공통 모드 임피던스(Zcm)를 보상하기 위해 자성 코어(170)를 더 포함할 수도 있다. 자성 코어(170)는 유전체층(130)의 전체 또는 일부를 관통하여 배치되는 페라이트 코어인 것을 일례로 한다.
이를 위해, 차량용 공통 모드 필터는 유전체층(130)을 관통하는 수용 홀(160)을 더 포함할 수 있다. 수용 홀(160)은 제1 수용 홀(161) 내지 제5 수용 홀(165)을 포함할 수 있다
제1 수용 홀(161)은 제1 유전체 시트(131)를 수직 방향으로 관통하여 형성된다.
제2 수용 홀(162)은 제2 유전체 시트(132)를 수직 방향으로 관통하여 형성된다. 이때, 제2 수용 홀(162)은 제2 코일 패턴(142)이 형성하는 루프의 내주에 위치하며, 유전체 시트들의 적층시 제1 수용 홀(161)과 중첩된다.
제3 수용 홀(163)은 제3 유전체 시트(133)를 수직 방향으로 관통하여 형성된다. 이때, 제3 수용 홀(163)은 제3 코일 패턴(143)이 형성하는 루프의 내주에 위치하며, 유전체 시트들의 적층시 제1 수용 홀(161) 및 제2 수용 홀(162)과 중첩된다.
제4 수용 홀(164)은 제4 유전체 시트(134)를 수직 방향으로 관통하여 형성된다. 이때, 제4 수용 홀(164)은 제4 코일 패턴(144)이 형성하는 루프의 내주에 위치하며, 유전체 시트들의 적층시 제1 수용 홀(161) 내지 제3 수용 홀(163)과 중첩된다.
제5 수용 홀(165)은 제5 유전체 시트(135)를 수직 방향으로 관통하여 형성된다. 이때, 제5 수용 홀(165)은 제5 코일 패턴(145)이 형성하는 루프의 내주에 위치하며, 유전체 시트들의 적층시 제1 수용 홀(161) 내지 제4 수용 홀(164)과 중첩된다.
이때, 제1 수용 홀(161) 내지 제5 수용 홀(165)은 레이저 펀칭 또는 기계적 펀칭 방법 등으로 통해 제1 유전체 시트(131) 내지 제5 유전체 시트(135)에 개별적으로 형성될 수 있다. 제1 수용 홀(161) 내지 제5 수용 홀(165)은 제1 유전체 시트(131) 내지 제5 유전체 시트(135)가 적층된 후 레이저 펀칭 또는 기계적 펀칭 방법 등으로 통해 동시에 형성될 수도 있다.
이를 통해, 자성 코어(170)는 제1 채널의 코어 패턴 및 제2 채널의 코어 패턴 내주에 배치되어 저항(Rdc) 감소에 따른 공통 모드 임피던스(Zcm) 감소를 보상한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 수용 홀(160)은 제6 유전체 시트(136)를 수직 방향으로 관통하여 형성된 제6 수용 홀(166)을 더 포함할 수도 있다. 이때, 제6 수용 홀(166)은 유전체 시트들의 적층시 제1 수용 홀(161) 내지 제5 수용 홀(165)과 중첩된다.
도 8을 참조하면, 자기 코어는 유전체층(130)에 형성된 수용 홀(160)에 자성 재질을 충진하여 형성될 수도 있다. 자기 코어는 제1 수용 홀(161) 내지 제6 수용 홀(166)에 각각 자성 재질을 충진한 후 제1 유전체 시트(131) 내지 제6 유전체 시트(136)를 적층하여 형성될 수 있다. 자기 코어는 제1 유전체 시트(131) 내지 제6 유전체 시트(136)를 적층한 후 제1 수용 홀(161) 내지 제6 수용 홀(166)이 형성하는 수용 홀(160)에 자성 재질을 충진하여 형성될 수도 있다
이를 통해, 차량용 공통 모드 필터는 코일 패턴의 내주에 자성 코어(170)를 배치함으로써, 저항 감소에 의한 공통 모드 임피던스의 저하를 보상할 수 있다.
한편, 필터부(100)는 코일 패턴의 증가로 인해 양 채널(제1 채널 및 제2 채널) 사이에 저항값이 차이(편차)가 증가하기 때문에 아이 패턴의 신호 품질이 저하된다.
이를 방지하기 위해서, 차량용 공통 모드 필터는 양 채널의 코일 패턴을 동일 사이즈 및 동일 면적으로 형성한다. 즉, 차량용 공통 모드 필터는 제1 코일 패턴(141) 내지 제3 코일 패턴(143)의 전체 사이즈 및 면적을 제4 코일 패턴(144) 내지 제6 코일 패턴(146)의 전체 사이즈 및 면적과 동일하게 형성한다.
이때, 각 코일 패턴의 형상을 서로 다르게 형성하는 경우 양 채널의 코일 패턴을 동일한 면적 및 사이즈로 형성하기 어렵다.
이에, 차량용 공통 모드 필터는 제1 코일 패턴(141) 및 제6 코일 패턴(146)을 동일한 형상으로 형성하고, 제2 코일 패턴(142) 내지 제4 코일 패턴(144)을 동일한 형상으로 형성함으로써, 양 채널의 코일 패턴의 면적 및 사이즈를 동일하게 하고, 양 채널 사이의 저항값 차이(편차)를 최소화하여 아이 패턴의 신호 품질을 향상시킬 수 있다.
차량용 공통 모드 필터에는 단일 코어 및 단층 구조의 전자기기용 공통 모드 필터에 비해 저항(Rdc)이 대략 2.5Ω 정도 감소시키면서, 보상을 통해 공통 모드 임피던스(Zcm)가 대략 7Ω 정도만 감소하도록 함으로써 아이 패턴의 신호 품질을 최대화할 수 있다
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100: 필터부 110: 제1 자성 시트
120: 제2 자성 시트 130: 유전체층
131: 제1 유전체 시트 132: 제2 유전체 시트
133: 제3 유전체 시트 134: 제4 유전체 시트
135: 제5 유전체 시트 136: 제6 유전체 시트
141: 제1 코일 패턴 142: 제2 코일 패턴
143: 제3 코일 패턴 144: 제4 코일 패턴
145: 제5 코일 패턴 146: 제6 코일 패턴
151: 제1 비아 패턴 152: 제2 비아 패턴
151: 제1 비아 패턴 152: 제2 비아 패턴
153: 제3 비아 패턴 154: 제4 비아 패턴
160: 수용 홀 161: 제1 수용 홀
162: 제2 수용 홀 163: 제3 수용 홀
164: 제4 수용 홀 165: 제5 수용 홀
166: 제6 수용 홀 170: 자성 코어
200: 제1 외부 단자 300: 제2 외부 단자

Claims (20)

  1. 필터부;
    상기 필터부의 일측에 배치된 제1 외부 단자; 및
    상기 필터부의 타측에 배치된 제2 외부 단자를 포함하고,
    상기 필터부는 복수의 유전체 시트로 구성된 유전체층을 포함하고,
    상기 유전체층은 서로 다른 층에 배치된 복수의 코일 패턴을 포함하고,
    상기 복수의 코일 패턴 중 일부는 병렬 연결되어 제1 채널을 구성하고,
    상기 복수의 코일 패턴 중 다른 일부는 병렬 연결되어 제2 채널을 구성하고,
    상기 유전체층은,
    상기 유전체층의 최상부에 배치되고, 상면에 제1 코일 패턴이 형성된 제1 유전체 시트;
    상기 제1 유전체 시트의 하부에 배치되고, 상면에 제2 코일 패턴이 형성된 제2 유전체 시트; 및
    상기 제2 유전체 시트의 하부에 배치되고, 상면에 제3 코일 패턴이 형성된 제3 유전체 시트를 포함하고,
    상기 제1 코일 패턴의 일단은 상기 제1 유전체 시트의 중심에 인접하여 배치되어 상기 제2 코일 패턴의 일단 및 상기 제3 코일 패턴의 일단과 연결되고,
    상기 제1 코일 패턴의 타단은 상기 제1 유전체 시트의 일측으로 배치되어 상기 제1 외부 단자에 연결된 차량용 공통 모드 필터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코일 패턴, 상기 제2 코일 패턴 및 상기 제3 코일 패턴은 병렬 연결되어 제1 채널을 구성하는 차량용 공통 모드 필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유전체층은,
    상기 제1 유전체 시트를 관통하여 형성되고, 상기 제1 코일 패턴의 일단 및 상기 제2 코일 패턴의 일단을 전기적으로 연결하는 제1 비아 패턴; 및
    상기 제2 유전체 시트를 관통하여 형성되고, 상기 제2 코일 패턴의 일단 및 상기 제3 코일 패턴의 일단을 전기적으로 연결하는 제2 비아 패턴을 더 포함하는 차량용 공통 모드 필터.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 코일 패턴은 상기 제2 유전체 시트의 중심점을 직교하는 권취축을 복수회 권회하는 루프 형상이고,
    상기 제2 코일 패턴의 일단은 상기 루프 형상의 내주에 배치되어 상기 제1 코일 패턴의 일단 및 상기 제3 코일 패턴의 일단과 연결되고,
    상기 제2 코일 패턴의 타단은 상기 제2 유전체 시트의 타측에 배치되어 상기 제2 외부 단자에 연결된 차량용 공통 모드 필터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제3 코일 패턴은 상기 제3 유전체 시트의 중심점을 직교하는 권취축을 복수회 권회하는 루프 형상이고,
    상기 제3 코일 패턴의 일단은 상기 루프 형상의 내주에 배치되어 상기 제1 코일 패턴의 일단 및 상기 제2 코일 패턴의 일단과 연결되고,
    상기 제3 코일 패턴의 타단은 상기 제3 유전체 시트의 타측에 배치되어 상기 제2 외부 단자에 연결된 차량용 공통 모드 필터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유전체층은,
    상기 제3 유전체 시트의 하부에 배치되고, 상면에 제4 코일 패턴이 형성된 제4 유전체 시트;
    상기 제4 유전체 시트의 하부에 배치되고, 상면에 제5 코일 패턴이 형성된 제5 유전체 시트; 및
    상기 제5 유전체 시트의 하부에 배치되어 상기 유전체층의 최하부에 배치되고, 상면에 제6 코일 패턴이 형성된 제6 유전체 시트를 더 포함하는 차량용 공통 모드 필터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제4 코일 패턴, 상기 제5 코일 패턴 및 상기 제6 코일 패턴은 병렬 연결되어 제2 채널을 구성하는 차량용 공통 모드 필터.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 유전체층은,
    상기 제4 유전체 시트를 관통하여 형성되고, 상기 제4 코일 패턴의 일단 및 상기 제5 코일 패턴의 일단을 전기적으로 연결하는 제3 비아 패턴; 및
    상기 제5 유전체 시트를 관통하여 형성되고, 상기 제5 코일 패턴의 일단 및 상기 제6 코일 패턴의 일단을 전기적으로 연결하는 제4 비아 패턴을 더 포함하는 차량용 공통 모드 필터.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제4 코일 패턴은 상기 제4 유전체 시트의 중심점을 직교하는 권취축을 복수회 권회하는 루프 형상이고,
    상기 제4 코일 패턴의 일단은 상기 루프 형상의 내주에 배치되어 상기 제5 코일 패턴의 일단 및 상기 제6 코일 패턴의 일단과 연결되고,
    상기 제4 코일 패턴의 타단은 상기 제4 유전체 시트의 타측에 배치되어 상기 제2 외부 단자에 연결된 차량용 공통 모드 필터.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제5 코일 패턴은 상기 제5 유전체 시트의 중심점을 직교하는 권취축을 복수회 권회하는 루프 형상이고,
    상기 제5 코일 패턴의 일단은 상기 루프 형상의 내주에 배치되어 상기 제4 코일 패턴의 일단 및 상기 제6 코일 패턴의 일단과 연결되고,
    상기 제5 코일 패턴의 타단은 상기 제5 유전체 시트의 타측에 배치되어 상기 제2 외부 단자에 연결된 차량용 공통 모드 필터.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제6 코일 패턴의 일단은 상기 제6 유전체 시트의 중심에 인접하여 배치되어 상기 제4 코일 패턴의 일단 및 상기 제5 코일 패턴의 일단과 연결되고,
    상기 제6 코일 패턴의 타단은 상기 제6 유전체 시트의 일측으로 배치되어 상기 제1 외부 단자에 연결된 차량용 공통 모드 필터.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제2 코일 패턴, 상기 제3 코일 패턴, 상기 제4 코일 패턴 및 상기 제5 코일 패턴을 동일한 면적 및 동일한 사이즈로 형성된 차량용 공통 모드 필터.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 제1 코일 패턴 및 상기 제6 코일 패턴은 동일한 면적 및 동일한 사이즈로 형성된 차량용 공통 모드 필터.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 제1 코일 패턴 내지 상기 제6 코일 패턴은 인접한 코일 패턴과의 수직 방향의 이격 거리가 모두 동일한 차량용 공통 모드 필터.
  17. 제8항에 있어서,
    상기 제1 코일 패턴 내지 상기 제6 코일 패턴은 인접한 코일 패턴과의 사이에 하나의 유전체 시트만 개재되고, 상기 제1 코일 패턴 내지 상기 제6 코일 패턴 사이에 개재된 유전체 시트는 모두 동일한 두께로 형성된 차량용 공통 모드 필터.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 필터부는 상기 유전체층에 형성된 수용 홀에 삽입된 자성 코어를 더 포함하는 차량용 공통 모드 필터.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 자성 코어는 상기 복수의 코일 패턴 중 루프 형상으로 형성된 코일 패턴의 내주에 배치된 페라이트 코어인 차량용 공통 모드 필터.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 자성 코어는 상기 복수의 유전체 시트에 형성된 수용 홀에 자성 재질을 충진하여 형성된 차량용 공통 모드 필터.
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