KR20010004862A - Device for Absorbing and Removing Electromagnetic Noise - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전자파 흡수 제거 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전력 케이블의 플러그 내에서 구현되는 전자파 흡수 제거 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for absorbing electromagnetic waves, and more particularly, to an apparatus for absorbing electromagnetic waves implemented within a plug of a power cable.
컴퓨터나 복사기와 같은 사무용 전자 기기나 가전제품의 보급이 확대되고 그 사용 대수가 증가함에 따라, 이와 같은 전자 기기나 가전제품에서 방출되는 전자파 잡음이 큰 사회적 문제로 대두되고 있다. 이러한 전자파 잡음은 인접한 전자기기에 영향을 미쳐서 인접한 전자기기의 오작동을 가져올 수도 있지만, 기기를 조작하는 사람에게 보다 큰 악영향을 미치게 된다. 특히, 컴퓨터의 경우, 사람이 컴퓨터 모니터에서 방출되는 전자파에 장기간 노출되었을 때에는 비디오 디스플레이(VDT) 증후군이라 일컬어지는 병리 현상이 나타나게 되며, 특히 이러한 병리 현상이 심해지는 경우에는 암이나 백혈병 또는 정신분열증과 같은 질병을 유발할 수도 있는 것으로 알려져 있다.As the spread of office electronic devices and home appliances such as computers and copiers increases and the number of their use increases, the electromagnetic noise emitted from such electronic devices and home appliances has become a big social problem. Such electromagnetic noise may affect adjacent electronic devices, resulting in malfunction of adjacent electronic devices, but have a greater adverse effect on the person operating the device. In particular, in a computer, when a person is exposed to electromagnetic waves emitted from a computer monitor for a long time, a pathological phenomenon called video display (VDT) syndrome may occur. In particular, when the pathology becomes severe, cancer, leukemia, or schizophrenia It is known to cause the same disease.
최근까지 전자 기기에서 방출되는 방사 전자기파에 대한 규제는 대략 30 메가헤르쯔(MHz)에서 1 기가헤르쯔(GHz)의 범위에 중점이 두어져왔다. 그렇지만, 1990년대 중반에 스웨덴의 근로자 연합(TCO)에서는 기존의 MPR(Measurement Proof Radiation Board)에서 적용하던 MPR-II보다 엄격한 TCO 규격을 제안한 바 있고, 현재 유럽에서는 TCO 규격에 합격한 제품만이 판매가 허용되고 있다. TCO 규격에 따르면 전자파에 대한 규제가 5∼400 킬로헤르쯔(KHz)의 저주파수대에 대해서도 이루어지게 된다. 이와 같이, 전자기파에 대한 규제가 행해지는 주파수대역은 점차로 확장되고 있으며, 이러한 추세는 향후 거의 모든 나라로 확대될 것으로 예상된다. 따라서, 넓은 주파수 대역에 걸쳐서 전자기파를 효과적으로 차단하거나 제거할 수 있는 수단이 요구되고 있다.Until recently, regulations on radiated electromagnetic radiation emitted by electronic devices have focused on the range of approximately 30 MHz (MHz) to 1 gigahertz (GHz). However, in the mid-1990s, the Swedish Workers' Union (TCO) proposed a more stringent TCO standard than the MPR-II used in the existing Measurement Proof Radiation Board (MPR). It is allowed. According to the TCO standard, regulations on electromagnetic waves are also made for the low frequency range of 5 to 400 kilohertz (KHz). As such, the frequency band in which regulation on electromagnetic waves is being gradually expanded, and this trend is expected to extend to almost all countries in the future. Accordingly, there is a need for a means that can effectively block or remove electromagnetic waves over a wide frequency band.
전자 기기 특히 컴퓨터에서 방출되는 전자파를 차단하기 위하여 현재까지 많은 방안이 제안된 바 있다. 이러한 방안 중 가장 보편적으로 사용되는 것은 컴퓨터에 보안경을 설치하는 것이다. 그러나 이와 같은 보안경은 컴퓨터를 턴온시킨 후의 상당히 짧은 일정 시간동안만 그 효과를 발휘하게 되며, 장시간동안 컴퓨터가 동작하게 되는 경우에는 그리 큰 효과가 없는 것으로 알려져 있다. 시간적으로 오랫동안 컴퓨터가 켜져 있는 경우에도 보안경이 효과를 발휘할 수 있도록 하기 위해서 보안경을 컴퓨터의 쉴딩 섀시에 전기적으로 접속하는 방안도 많이 행해지지만, 이것도 그리 큰 효과를 가져온다고 할 수는 없다. 그 이유로서 가장 큰 것은 가정이나 사무실에서 컴퓨터의 쉴딩 섀시가 실제로 건물 주위의 대지에 접지되는 경우가 많지 않다는 것을 들 수 있다. 보안경에 특수 화합물을 도포하거나 메쉬(Mesh)형 보안경을 사용하는 방안도 많이 제안된 바 있지만, 이러한 방안 역시 컴퓨터를 턴온시킨 직후의 짧은 시간동안만 그 효과를 배가시킬 뿐이다.Many measures have been proposed to date to block electromagnetic waves emitted from electronic devices, especially computers. The most common of these is to install safety glasses on the computer. However, such a goggle is effective only for a fairly short time after the computer is turned on, and it is known that the computer does not have a great effect when the computer is operated for a long time. In order for the eye shield to be effective even if the computer is turned on for a long time, there are many ways to electrically connect the eye shield to the shielding chassis of the computer, but this is not a big effect. The main reason for this is that the shielding chassis of computers in homes and offices is not often grounded to ground around buildings. There have been many proposals for applying special compounds to the eyeglasses or for using mesh-type eye shields, but this also only doubles the effect for a short time immediately after the computer is turned on.
한편, 전자파는 컴퓨터 이외의 전기 기기에서도 문제가 되고 있다. 이처럼 다양한 전기 기기에 공통적으로 사용할 수 있는 전자파 차단 장치를 구현하기 위하여, 전기 기기에 전력을 공급하는 케이블에 노이즈 필터를 설치하는 방안도 제안되고 있다. 이처럼 케이블에 노이즈 필터를 설치하게 되는 경우 전력 케이블을 통해 전달되는 전자파 잡음을 효과적으로 제거할 수 있게 될 것으로 여겨지고 있다.On the other hand, electromagnetic waves are also a problem in electric devices other than computers. In order to implement an electromagnetic wave shielding device which can be commonly used in various electric devices, a method of installing a noise filter on a cable for supplying electric power to an electric device has also been proposed. If the cable is equipped with a noise filter, it is expected to effectively remove the electromagnetic noise transmitted through the power cable.
이처럼 전력 케이블에 사용되는 노이즈 필터는 통상 페라이트 코어에 권회되어 있는 토로이덜 코일(Toroidal Coil)을 사용하여 구현되는 것이 일반적이다. 그러나 이와 같은 노이즈 필터에 있어서는 토로이덜 코일의 각 권선 사이에 상당한 표유 용량(Stray Capacitance)이 존재하게 된다. 도 1은 이러한 표유 용량을 개념적으로 보여주고 있다. 이러한 표유 용량으로 말미암아, 종래의 노이즈 필터는 비교적 낮은 주파수 대역에서는 잡음을 효과적으로 제거할 수 있지만 실제 전자파 장애를 야기하는 것으로 추정되는 초고주파 신호는 차단을 할 수 없게 된다. 이에 따라, 토로이덜 코일만을 사용하는 노이즈 필터에 있어서는, 잡음 필터링 효과가 반감되는 문제점이 있었다.The noise filter used in the power cable is generally implemented using a toroidal coil wound around a ferrite core. However, in such a noise filter, there is a considerable stray capacitance between each winding of the toroidal coil. 1 conceptually illustrates this stray dose. Due to this stray capacitance, conventional noise filters can effectively remove noise in relatively low frequency bands but are unable to block very high frequency signals that are believed to cause actual electromagnetic interference. Accordingly, in the noise filter using only the toroidal coil, there is a problem that the noise filtering effect is halved.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전기 기기에 전력을 공급하는 전력 케이블을 통해 전달되는 전자파를 차단할 수 있으며, 특히 저주파에서 초고주파에 이르는 넓은 주파수 대역에 있어서 효과적으로 전자파를 차단할 수 있는 전자파 흡수 제거 장치를 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.The present invention has been made to solve this problem, it can block the electromagnetic waves transmitted through the power cable for supplying power to the electrical equipment, in particular the electromagnetic waves that can effectively block the electromagnetic waves in a wide frequency band from low to ultra high frequency It is the technical problem to provide an absorption removal apparatus.
도 1은 토로이덜 코일을 사용하는 종래의 노이즈 필터에서 코일 권선 사이에 존재하는 표유 용량을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a diagram for describing stray capacitance present between coil windings in a conventional noise filter using a toroidal coil.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 케이블의 일 예를 보여주는 사시도이다.2 is a perspective view showing an example of a power cable according to an embodiment of the present invention.
도 3는 도 2의 전력 케이블에 마련되는 전자파 흡수 제거 회로의 회로도이다.3 is a circuit diagram of an electromagnetic wave absorption elimination circuit provided in the power cable of FIG. 2.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 있어서, 전자파 흡수 제거 장치는 전력 케이블 상에서 구현된다. 본 발명에 따른 전력 케이블은 제1 및 제2 전원 라인들을 내장하여 포함하는 케이블 소자와, 상기 케이블 소자의 양단에 각각 구비되는 기기 접속 소켓 및 전력 인가용 플러그와, 상기 기기 접속 소켓 및 상기 전원 인가용 플러그 중 어느 하나에 내장되는 전자파 흡수 제거 회로를 포함한다. 상기 전자파 흡수 제거 회로는 고주파 잡음을 제거하기 위한 제1 필터와 저주파 잡음을 주로 제거하기 위한 제2 필터를 포함한다. 상기 제1 필터는 상기 제1 및 제2 전원 라인 상에 각각 배치되는 두 개의 공심 코일에 의해 구성된다. 또한, 상기 제2 필터는 상기 제1 필터에 직렬로 접속되어 있으며, 환형 페라이트 코어와, 상기 페라이트 코어의 외주면에 각각 권회되어 있고 각각이 상기 제1 및 제2 전원 라인에 전기적으로 접속되어 있는 한 쌍의 토로이덜 코일를 포함한다.In one aspect of the present invention for solving the above technical problem, the electromagnetic wave absorption removal device is implemented on a power cable. According to the present invention, a power cable includes a cable element including first and second power supply lines, an appliance connection socket and a power application plug provided at both ends of the cable element, and the appliance connection socket and the power supply. And an electromagnetic wave absorption elimination circuit embedded in any one of the plugs. The electromagnetic wave absorption elimination circuit includes a first filter for removing high frequency noise and a second filter for mainly removing low frequency noise. The first filter is constituted by two air core coils disposed on the first and second power lines, respectively. In addition, as long as the second filter is connected in series to the first filter and is wound around the annular ferrite core and the outer circumferential surface of the ferrite core, respectively, and is electrically connected to the first and second power lines. And a pair of toroidal coils.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 전자파 흡수 제거 장치는 케이블 보조 장치로서 구현된다. 본 발명에 따른 케이블 보조 장치는 외부 전원에 접속되는 제1 단자부와, 전력 케이블의 플러그를 수납함으로써 상기 제1 단자부를 통해 입력되는 전력을 상기 전력 케이블을 통해서 외부의 전기 기기에 공급하기 위한 제2 단자부와, 상기 제1 및 제2 단자부 사이에 배치되는 전자파 흡수 제거 회로를 포함한다. 상기 전자파 흡수 제거 회로는 제1 필터 및 제2 필터를 포함한다. 상기 제1 필터는 두 개의 공심 코일에 의해 구성된다. 또한, 상기 제2 필터는 상기 제1 필터에 직렬로 접속되어 있으며, 환형 페라이트 코어와, 상기 페라이트 코어의 외주면에 권회되어 있는 한 쌍의 토로이덜 코일를 포함한다.In another aspect of the present invention, the electromagnetic wave absorption elimination device is implemented as a cable auxiliary device. The cable auxiliary device according to the present invention includes a first terminal portion connected to an external power source and a second for supplying power input through the first terminal portion to an external electric device through the power cable by accommodating a plug of a power cable. And an electromagnetic wave absorption elimination circuit disposed between the terminal portion and the first and second terminal portions. The electromagnetic wave absorption elimination circuit includes a first filter and a second filter. The first filter is constituted by two air core coils. The second filter is connected in series with the first filter and includes an annular ferrite core and a pair of toroidal coils wound around an outer circumferential surface of the ferrite core.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명에 일 실시예에 따른 전력 케이블의 일 예를 보여준다. 전력 케이블(10)은 케이블 소자(12)와, 상기 케이블 소자(12)의 양단에 각각 결합되어 있는 기기 접속 소켓(14) 및 전력 인가용 플러그(16)를 포함한다. 케이블 소자(12) 내부에는 길이 방향으로 2 개의 전원 라인들이 구비되어 있으며, 상기 전원 라인들에 평행하게 접지 라인이 배치되어 있다. 기기 접속 소켓(14)에는 3 개의 홀들(14a, 14b, 14c)이 형성되어 있는데, 홀들(14a, 14b, 14c) 각각의 내측에는 연결 도체들(미도시됨)이 구비되어 있다.2 shows an example of a power cable according to an embodiment of the present invention. The power cable 10 includes a cable element 12, an appliance connection socket 14 and a power application plug 16 coupled to both ends of the cable element 12, respectively. Two power lines are provided in the cable element 12 in the longitudinal direction, and a ground line is disposed in parallel with the power lines. Three holes 14a, 14b and 14c are formed in the device connection socket 14, and connection conductors (not shown) are provided inside each of the holes 14a, 14b and 14c.
도 2의 전력 케이블에 있어서, 기기 접속 소켓(14) 내부에는 전자파 흡수 제거 회로가 설치되어 있다. 도 3는 도 2의 전력 케이블에서 기기 접속 소켓 내부에 마련된 전자파 흡수 제거 회로의 전기적 구성을 보여준다. 전자파 흡수 제거 회로는 두 쌍의 입출력 노드들 즉, 노드들(N1, N2) 및 노드들(N3, N4)사이에 배치된다. 상기 두 쌍의 입출력 노드들 중 어느 하나는 전기 기기에 접속되는 기기 접속 소켓(14)의 전기 단자에 전기적으로 연결되고, 다른 하나는 케이블을 가정 또는 사업장의 전력 콘센트에 접속되는 전력 인가용 플러그(16)의 전기 단자에 전기적으로 연결된다.In the power cable of FIG. 2, an electromagnetic wave absorption elimination circuit is provided inside the device connection socket 14. FIG. 3 shows an electrical configuration of an electromagnetic wave absorption elimination circuit provided inside the device connection socket in the power cable of FIG. 2. The electromagnetic wave absorption elimination circuit is disposed between two pairs of input / output nodes, that is, nodes N1 and N2 and nodes N3 and N4. One of the two pairs of input / output nodes is electrically connected to an electrical terminal of the device connection socket 14 connected to the electric device, and the other is a power supply plug connected to a power outlet of a home or business. It is electrically connected to the electrical terminal of 16).
전자파 흡수 제거 회로는 제1 필터(20), 제2 필터(30) 및 캐패시터들(C1, C2, C3)를 포함한다. 제1 필터(17)는 두 전력 라인에 각각 배치되는 두 개의 공심 코일들(L1, L2)로 구성된다. 캐패시터(C1)은 각각 두 전력 라인 사이에 연결되어 있다. 한편, 제2 필터(30)는 환형의 페라이트 코어와, 상기 페라이트 코어의 외주면에 각각 권회되어 있는 토로이덜 코일들로 구성된다. 캐패시터(C2, C3)은 전력 라인들 사이에서 서로 직렬 연결되어 있는데, 이때 캐패시터들(C2, C3)이 연결된 노드는 접지되어 있다. 상기 캐패시터(C1) 및 캐패시터들(C2, C3)도 각각 별도의 필터로서 동작하게 된다. 이에 따라, 본 발명의 전자파 흡수 제거 회로는 제1 필터(20), 캐패시터(C1) 필터, 제2 필터(30) 및 캐패시터들(C2, C3)로 구성된 필터의 4가지 필터가 직렬 연결되어 있는 형태로 되어 있다.The electromagnetic wave absorption elimination circuit includes a first filter 20, a second filter 30, and capacitors C1, C2, and C3. The first filter 17 is composed of two air core coils L1 and L2 disposed in two power lines, respectively. Capacitor C1 is each connected between two power lines. On the other hand, the second filter 30 is composed of an annular ferrite core and toroidal coils wound around the outer circumferential surface of the ferrite core, respectively. Capacitors C2 and C3 are connected in series between the power lines, where the node to which capacitors C2 and C3 are connected is grounded. The capacitor C1 and the capacitors C2 and C3 also operate as separate filters. Accordingly, in the electromagnetic wave absorption elimination circuit of the present invention, four filters of the first filter 20, the capacitor C1 filter, the second filter 30, and the filter composed of the capacitors C2 and C3 are connected in series. In form.
이러한 전자파 흡수 제거 회로는 다음과 같이 동작한다. 일반적으로 공심 코일은 자성체 상에 권회되어 있는 코일에 비해 표유 용량이 매우 작기 때문에, 공심 코일로 구성되는 제1 필터(20)는 고주파 잡음에 대해 탁월한 차단 효과를 나타낸다. 이에 따라, 제1 필터(20)는 초고주파의 전자파에 대한 필터로서 동작한다. 캐패시터(C1)는 전원 라인을 통해 전달되는 전원 전압 내에 존재하는 스파크 노이즈를 제거하여, 두 전원 라인 사이의 전원 전압을 안정화시키는 역할을 수행한다. 제2 필터(30)는 일반적으로 중간 주파수 잡음을 대해 필터링을 하게 된다. 한편, 캐패시터들(C2, C3)는 접지 레벨에 대해 전원 라인 상의 전원 전압 신호가 안정된 레벨을 유지하도록 하게 된다. 즉, 본 발명의 전자파 흡수 제거 회로에 있어서는, 제1 필터(20) 및 제2 필터(30)가 광범위한 주파수 대역의 전자파 중 초고주파 및 중간 주파수 신호에 대해 보완적인 역할을 수행하게 된다.This electromagnetic wave absorption elimination circuit operates as follows. In general, since the air core coil has a very small stray capacitance compared to the coil wound on the magnetic material, the first filter 20 composed of the air core coil exhibits an excellent blocking effect against high frequency noise. Accordingly, the first filter 20 operates as a filter for electromagnetic waves of very high frequency. The capacitor C1 removes spark noise present in the power supply voltage transmitted through the power supply line, and stabilizes the power supply voltage between the two power supply lines. The second filter 30 generally filters the intermediate frequency noise. On the other hand, the capacitors C2 and C3 allow the power supply voltage signal on the power supply line to maintain a stable level with respect to the ground level. That is, in the electromagnetic wave absorption elimination circuit of the present invention, the first filter 20 and the second filter 30 play a complementary role to the ultra-high frequency and the intermediate frequency signal of the electromagnetic waves of a wide frequency band.
한편, 본 발명의 전자파 흡수 제거 회로는 케이블의 기기 접속 소켓이나 전원 인가용 플러그에 내장되는 대신에 별도의 케이블 보조 장치 형태로 제작될 수도 있다. 이러한 케이블 보조 장치는 예컨대 1997년 9월 30일 출원되어 1998년 4월 30일 출원공개된 공개특허 98-12726호(발명의 명칭: 전자파 제거용 보조 장치)에 기재된 것과 같은 외양을 가질 수 있다. 이러한 경우 사용자는 케이블을 구입하는 대신에 보조 장치만을 구입하여 자신이 보유한 케이블을 이 보조 장치에 접속시켜서 사용할 수 있게 된다.Meanwhile, the electromagnetic wave absorption elimination circuit of the present invention may be manufactured in the form of a separate cable auxiliary device instead of being embedded in the device connection socket or power supply plug of the cable. Such a cable assist device may have an appearance, for example, as described in Published Patent Application No. 98-12726 filed on Sep. 30, 1997, filed April 30, 1998 (name of the invention: Auxiliary device for removing electromagnetic waves). In this case, instead of purchasing the cable, the user can purchase only the auxiliary device and connect the cable he owns to the auxiliary device.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 전자파 흡수 제거 회로는 저주파수대의 전자파를 제거할 수 있는 통상적인 필터이외에 초고주파수대의 전자파를 제거할 수 있는 필터를 추가로 구비한다. 이에 따라, 전자파 흡수 제거 회로는 모든 잡음 주파수 대역에 걸쳐 전자파를 제거할 수가 있게 된다. 특히, 본 발명의 전자파 흡수 제거 회로는 전력 케이블이나 케이블 보조 장치에 설치되기 때문에 그 구조가 간단하여 제조 원가가 낮기 때문에 저렴한 가격에 보급될 수 있다는 장점이 있다.As described above, the electromagnetic wave absorption elimination circuit according to the present invention further includes a filter capable of removing electromagnetic waves in the ultra high frequency band, in addition to the conventional filter capable of removing electromagnetic waves in the low frequency band. As a result, the electromagnetic wave absorption elimination circuit can eliminate electromagnetic waves over all noise frequency bands. In particular, since the electromagnetic wave absorption elimination circuit of the present invention is installed in a power cable or a cable auxiliary device, the structure thereof is simple and the manufacturing cost is low.
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1999
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |