KR200187624Y1 - 노이즈 필터가 내장된 전원 플러그 - Google Patents

Abstract

본 고안은 노이즈 필터가 내장된 전원 플러그에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 컴퓨터나 정밀 제어 기기 등에 사용되는 전원 플러그 내부에 캐패시터 필터링 회로와 페라이트 코어를 구비함으로서 외부로부터 유입되는 노이즈를 감쇄시켜 목적하는 시스템에 안정된 전원을 공급할 수 있도록 하는 노이즈 필터가 내장된 전원 플러그에 관한 것으로서, 종래의 전원 플러그의 본체 내에 2개의 캐패시터로 구성된 필터링 회로와, 링(ring) 모양으로 된 페라이트 코어를 복수개 구비하여, 캐패시터 회로를 이용한 필터링 작용과, 페라이트 코어의 차폐작용에 따른 유입되는 고주파의 전파 노이즈를 감쇄할 수 있도록 한다.

따라서 본 고안은 캐패시터를 이용한 필터링 회로와, 페라이트 코어를 이용하여 전원 공급 시에 유입되는 교류 전원의 고조파, 또는 그에 따른 험(hum)등의 고주파 노이즈를 제거하여 컴퓨터 또는 정밀 제어 기기 등에 안정된 전원의 공급이 이루어질 수 있도록 하는 효과가 제공된다.

Description

노이즈 필터가 내장된 전원 플러그

제 1 도는 본 고안을 적용한 전원 플러그의 내부 사시도.

제 2 도는 본 고안을 적용한 전원 플러그의 등가 회로도.

제 3 도는 본 고안의 페라이트 코어의 형상을 설명하기 위한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

T, T' : 전원 단자봉 F1∼F5 : 페라이트 코어

S, S' : 전원선 G : 접지선

G' : 접지선 접속 금속편 C, C' : 캐패시터

본 고안은 노이즈 필터가 내장된 전원 플러그에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 컴퓨터나 정밀 제어 기기 등에 사용되는 전원 플러그 내부에 캐패시터 필터링 회로와 페라이트 코어를 구비함으로서 외부로부터 유입되는 노이즈를 감쇄시켜 목적하는 시스템에 안정된 전원을 공급할 수 있도록 하는 노이즈 필터가 내장된 전원 플러그에 관한 것이다.

일반적으로 전원 플러그는 전기를 공급받아 동작하는 기기에 전원을 공급하는 수단으로 사용된다.

그러나 집적회로의 발달과 회로 소자의 정밀도가 높아짐에 따라 이러한 소자 또는 회로를 구비한 정밀 기기 등을 구동할 때 이들 정밀 기기들이 최대의 성능을 발휘할 수 있도록 하기 위해서는 지극히 안정된 전원의 공급이 필수 불가결하게 되었다.

또한 모터의 구동에 의해 동작하는 각종 전자 제품의 사용이 증가함에 따라 이들 전자 제품으로부터 발생하는 전기 잡음 및 유도 잡음은 주변의 다른 전자제품의 구동에 상당한 영향을 미치게 된다.

즉, 종래의 전원 플러그가 정밀 기기나 컴퓨터 등과 같은 시스템에 전원을 공급하는 경로를 제공함에 있어서 헤어드라이어·진공청소기 등과 같은 전원 모터를 이용한 전자 제품이나 형광등 따위를 같은 전원 공급 루트에 연결하여 사용함으로서, 이들로부터 발생하는 전자파나 자기장, 또는 이들로부터 유도되는 상용 주파수(50Hz/60Hz)의 고조파로부터 발생하는 교류 잡음(hum)따위가 전원선으로 유입되어 공급 전원의 주파수에 전자파에 의한 간섭이 발생하게 되고, 공급되는 전원의 상태가 불안정하게 되어 지극히 안정된 전원의 공급을 필요로하는 컴퓨터나 기타 정밀 제어 기기 등이 오동작하는 등의 심각한 문제가 발생하게 된다.

일례로 가정에서 사용하는 냉장고의 작용에 의한 잡음의 전달 과정을 설명하면, 냉장고 내의 온도를 검출한 센서가 모터를 구동할 때 그 서지 전류로 인한 과도 현상에 의해서 큰 노이즈를 발생하여 그 잡음이 전원선을 타고 컴퓨터 등에 전해져 오동작을 유발하게 되는 것이다.

따라서 종래에는 이러한 공급 전류에 동반되는 고주파 노이즈나 주파수 간섭 방해를 억제하기 위하여 각종 전자 제품의 인쇄 회로 기판 상이나 전원 케이블의 종단에 페라이트 코어와 같은 필터류나 도전성 테이프 등의 전파 노이즈 대책용 소재를 사용하므로써 유입되는 전파 노이즈를 제거하도록 하였으나 이는 전파 노이즈 대책용 소재를 각종 전자 제품의 각 주파수에 해당하는 수만큼 설치해야 하므로 그에 따르는 생산 원가의 추가 부담을 감수할 수밖에 없었다.

따라서 위와 같은 문제점을 해결할 수 있는 방안으로 각종 전자 제품으로 전원이 공급되기 전에 전원 플러그에서 전파 노이즈와 주파수 간섭 방해를 상쇄할 수 있도록, 플러그 내에 페라이트 코어를 사용한 노이즈 필터가 내장된 플러그의 선행 기술이 대한민국 실용신안공보번호 제 89-9128 호(출원 번호 제 87-11797 호)와 실용신안공보번호 제 94-23603 호(출원 번호 제 93-4622 호)에 제안된 바 있다.

상기의 노이즈 필터가 내장된 전원 플러그는 각종 전자 제품 및 전자 기기 등에 전원을 인가하여 주는 플러그 자체에 1차 전파 노이즈 필터를 설치하여 전류와 동반하는 전파 노이즈를 플러그에서 원천적으로 제거할 수 있도록, 단자봉을 일체로 몰딩시킨 필터 고정 부재에, 중앙에 돌출편을 형성하여 자속이 서로 상쇄되는 방향으로 코일을 권취한 페라이트 코어를 끼워 고정시키고 페라이트 코어에 권취된 코일의 일단이 단자봉과 코드(cord)에 연결된, 즉 필터 고정 부재와 전파 노이즈 제어 필터가 플러그 본체와 일체로 몰딩하여 완성된 플러그이다.

또 다른 종래의 노이즈 필터가 내장된 전원 플러그로서, 단자봉과 필터 고정부재, 1차 노이즈 필터, 2차 노이즈 필터로 구성되며 페라이트 코어를 1차 노이즈 필터로 설치하는 상기의 전파 노이즈 필터의 구성과 같이 단자봉을 일체로 몰딩시킨 필터 고정 부재에, 중앙에 돌출편을 형성하여 자속이 서로 상쇄되는 방향으로 코일을 권취한 페라이트 코어를 끼워 고정시키며, 단자봉 방향의 단자고정부 양측에 코일 안내턱을 형성하여 상기 페라이트 코어에 권취된 코일의 일단을 단자봉에 연결될 수 있도록 코일 안내턱에 각각 연결 접속되게 한 다음, 필터 고정 부재 후방에 형성된 후방 양측으로 코드가 연결될 수 있게 코드 연결부를 형성하고, 전방 양측에는 코드 연결부의 연장인 코일 안내턱을 형성하며, 상기의 코일 안내턱 사이에 중앙이 관통된 비드코어를 사용한 2차 노이즈 필터를 장착시키고, 페라이트 코어에 권취된 코일의 일단을 2차 노이즈 필터의 중앙으로 삽입하여 코일의 종단이 코일 안내턱에 연결 접속되어 이루어진다.

그러나 상기와 같이 페라이트 코어를 1차 노이즈 필터로 사용한 선행 기술의 전원 플러그는 노이즈 국제 허용 기준인 48dB 이하를 충족시키기에는 1차 노이즈 필터로는 한계가 있으며 특히 모터가 구동되는 전자 제품을 사용할 때에 유발되는 전기 잡음 및 역기 전압에 따른 주파수 간섭 방해는 주위에 있는 전자제품의 기능 저하의 원인이 되는데, 이 또한 상기의 노이즈 필터로는 확실한 전파 노이즈의 억제가 이루어지지 않는다.

따라서 본 고안은 상기한 종래의 전원 플러그의 문제점을 보완하여 인입되는 노이즈를 감쇄시킬 수 있도록 안출된 것으로, 종래의 전원 플러그의 본체 내에 2개의 캐패시터로 구성된 필터링 회로와, 링(ring) 모양으로 된 페라이트 코어를 복수개 구비하여, 캐패시터 회로를 이용한 필터링 작용과, 페라이트 코어의 차폐 작용에 따른 유입되는 고주파의 전파 노이즈를 감쇄할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구체적인 수단은 전원 플러그의 본체에 그 일부가 삽입되어 전원 플러그의 일단을 구성하는 2개의 전원 단자봉과;

이하 설명하게 될 클램핑 부재와 전원 단자봉의 사이에 위치하고, 플러스 단자가 전원선에 접속되고 마이너스 단자가 접지선에 접속되어 필터링 회로를 구성함으로서 인입되는 노이즈를 감쇄시키는 캐패시터와;

전원선과 접지선이 관통하도록 하여 이들 도선을 결합·지지하기 위한 클램핑 부재와;

플러그의 본체 내부에 상기한 클램핑 부재에 의해 결합·지지된 전원선과 접지선이 일체로 결합되어 관통하도록 중심부에 홀이 형성되어 있는 링 모양으로 형성된 복수개의 페라이트 코어와;

상기한 접지선 접속 금속편에 접속되어 전원선과 함께 전원이 전달될 수 있도록 경로를 구성하는 접지선과;

상기한 플러그의 구성 요소를 모두 수용하여 몰딩됨으로서 형성되는 본체로 구성되어 이루어진다.

이와 같이 구성된 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면의 제 1 도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도면의 제 1 도는 본 고안을 적용한 전원 플러그의 사시도이다.

첨부한 도면의 제 1 도에 도시한 바와 같이 본 고안의 구성은 2개의 전원 단자봉(T, T')에 전원선(S, S')이 연결된다.

또한 상기한 전원선(S, S') 외에 접지를 위한 접지선(G)을 포함하게 되는데 전원선(S, S')과 접지선(G)이 결합되어 전원 코드가 구성된다.

또한 상기한 접지선(G)이 플러그 본체 내에 삽입되어 있는 일단에는 접지선(G)을 접속하기 위한 접지선 접속 금속편(G')의 내측면이 플러그의 본체 내부에서 접속되어 있다.

또한 몰딩되어 형성된 전원 플러그의 본체 내부의 전원선(S, S')과 접지선(G) 사이에 두 개의 캐패시터(C, C')의 각각의 플러스 단자가 전원선(S, S')에, 마이너스 단자가 접지선(G)에 접속되어 필터링 회로(FC)가 구성된다.

또한 상기한 클램핑 부재(A)에 의해 결합·지지된 전원선(S, S') 및 접지선(G)이 링 모양으로 이루어진 복수개의 페라이트 코어(F1∼F5)의 중심부에 형성된 홀을 관통하도록 구성된다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

상기한 페라이트 코어(F)를 형성하는 재질인 페라이트는 철과 니켈, 망간 등의 산화물이나 탄산염을 적당히 혼합 성형, 고온으로 소결한 것으로서 MO·Fe₂O₃(M은 2가 금속 이온으로 Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn 등)의 조성(組成)을 지니며 와전류 손실이 적고 고주파까지 높은 투자율을 갖는다는 장점이 있고, 재질에 따라 200Hz∼40MHz까지의 주파수 범위를 갖는다.

따라서 상기의 특성을 갖는 페라이트 코어를 이용한 본 고안에 있어서, 전원선(S, S')을 통하여 전원이 공급되는 동안에, 전원 모터를 사용하는 전열기, 형광등 따위의 전자파를 발생시키는 각종 전자 제품의 사용으로 인하여 외부로부터 노이즈가 유입될 경우 상기와 같은 재질로 이루어진 복수개의 페라이트 코어(F1∼F5)가 전원선(S, S')에 삽입되고, 인입된 노이즈의 고주파 성분이 상기의 페라이트 코어(F1∼F5)의 작용에 의해 필터링이 이루어진다.

또한 상기와 같은 작용을 하도록 구성된 페라이트 코어(F1∼F5)에 있어서 길이가 긴 1개의 원통형의 페라이트 코어로 구성될 경우 삽입된 페라이트 코어의 크기에 따른 제약으로 인하여 유연성을 가질 수 없으나, 제 3 도에 도시한 바와같이 이를 분리된 여러 개의 링 모양의 페라이트 코어(F1∼F5)로 구성하여, 페라이트 코어(F1∼F5)의 표면의 전원선 피복을 입히거나 플러그 본체와 일체로 몰딩을 실시하더라도 길이가 긴 1개의 페라이트 코어로 구성할 경우와는 달리, 크기가 작게 모듈화된 복수개의 페라이트 코어를 채용함으로써 일반 도선과 같이 많은 유연성을 갖게 된다.

한편, 교류 전원의 고조파에 의한 노이즈는 교류 전원의 기본파와, 기본파의 주파수의 정수 배의 고조파의 합성에 의해 생성된다.

즉 기본파보다 주파수가 높은 고조파를 필터링하는 것이 교류 전원의 고조파에 따른 노이즈를 필터링하는 방법이 된다.

따라서 캐패시터를 이용한 필터링 회로로서 상기한 고조파를 필터링하는 원리는 캐패시터의 임피던스 성분을 Xc, 공급되는 전원의 주파수를 f₁, 캐패시터의 용량을 C, 도선의 저항 성분을 R이라고 할 때 그 식은

이 성립하도록 캐패시터의 용량 C의 값을 설정하면, 공급 전원 주파수 f₁보다 낮은 주파수에 대해 캐패시터의 임피던스 Xc는 도선의 저항 R보다 크고, 공급전원 주파수 f₁보다 낮은 주파수에 대해 캐패시터의 임피던스 Xc는 도선의 저항 R보다 작게 된다.

따라서 공급 전원 주파수 f₁을 상용 교류 전원의 주파수로 설정하게 되면, 캐패시터의 임피던스 Xc가 도선의 저항 R보다 크게 되어 인가되는 전원은 전원 단자봉 방향으로 흐르게 된다.

또한 공급 전원 주파수 f₁이 인가되는 교류 전원의 주파수보다 높은 교류 전원의 고조파일 경우에는 캐패시터의 임피던스 Xc는 도선의 저항 R보다 작게되어 고조파 성분은 캐패시터를 통하여 바이패스(bypass)됨으로서 인가되는 전원은 그대로 전원 단자봉으로 전달되고 인입된 노이즈는 캐패시터를 통하여 필터링이 이루어진다.

따라서 본 고안은 캐패시터를 이용한 필터링 회로와, 페라이트 코어를 이용하여 전원 공급 시에 유입되는 교류 전원의 고조파, 또는 그에 따른 험(hum) 등의 고주파 노이즈를 제거하여 컴퓨터 또는 정밀 제어 기기 등에 안정된 전원의 공급이 이루어질 수 있도록 하는 효과가 제공된다.

Claims (1)

1. 전원 플러그의 본체에 그 일부가 삽입되어 전원 플러그의 일단을 구성하는 2개의 전원 단자봉(T, T')과, 전원선(S, S')과 접지선(G)이 관통하도록 하여 이들 도선을 결합·지지하기 위한 클램핑 부재(A)와, 접지선 접속 금속편(G')에 접속되어 전원선(S,S')과 함께 전원이 전달될 수 있도록 경로를 구성하는 접시선(G)과, 플러그의 구성 요소를 모두 수용하여 수지 몰딩되어 본체가 구성되는 전원 플러그에 있어서,

   클램핑 부재(A)와 전원 단자봉(T, T')의 사이에 위치하고, 플러스 단자가 전원선(S, S')에 접속되고 마이너스 단자가 접지선(G)에 접속되어 필터링 회로를 구성함으로서 인입되는 노이즈를 감쇄시키는 캐패시터(C, C')와;

   플러그의 본체 내부에 클램핑 부재(A)에 의해 결합·지지된 전원선(S, S')과 접지선(G)이 일체로 결합되어 관통하도록 중심부에 홀이 형성되어 있는 링 모양으로 형성된 복수개의 페라이트 코어(F1∼F5)를 구비함을 특징으로 하는 노이즈 필터가 내장된 전원 플러그.