KR20020033502A

KR20020033502A - 디지털 가입자 회선 모뎀 트랜스용 자심 및 그 조성물

Info

Publication number: KR20020033502A
Application number: KR1020010056796A
Authority: KR
Inventors: 세자이유지; 히라이잇포
Original assignee: 사토 히로시; 티디케이가부시기가이샤
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2002-05-07
Also published as: CN1343991A; JP2002093613A; EP1189248A3; KR100444540B1; US20040113743A1; TW557455B; EP1189248A2; US20020053654A1

Abstract

MnO : 22.0 ∼ 34.5몰%, ZnO : 12.0 ∼ 25.0몰%를 함유하고, 잔부가 실질적으로 Fe₂O₃로 이루어지는 주성분 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 xDSL 모뎀 트랜스용 자심 조성물이다. 이 조성물로 이루어지는 트랜스용 자심에서는, 트랜스의 THD가 광주파수 대역에서 -80dB 이하가 되므로, 예를 들면 xDSL 모뎀 트랜스를 위한 자심으로서 바람직하게 사용할 수 있다.

Description

디지털 가입자 회선 모뎀 트랜스용 자심 및 그 조성물{MAGNETIC CORE FOR xDSL MODEM TRANSFORMER AND ITS COMPOSITION}

본 발명은 예를 들면 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line : 비대칭 디지털 가입자 회선), VDSL 등의 디지털 가입자 회선(일반적으로 xDSL이라 칭해진다)에서의 고속 데이터 통신용 모뎀에서 사용되는 트랜스의 자심 및 그 조성물에 관한 것으로, 특히 데이터 통신시의 전송 파형인 THD(Total Harmonic Distortoin : 총 고주파 왜곡) 특성이 광주파수 대역에서 뛰어난 트랜스용 Mn-Zn계 페라이트 자심 및 그 조성물에 관한 것이다.

최근, 전자기기 분야에서는 기기의 소형화, 박형화, 고성능화 등이 요구되고 있다. 또, 통신기기 분야에서 ISDN(종합 디지털 통신망) 등의 인터페이스용 펄스 트랜스에 있어서는, 전송 특성을 좋게 하기 위해서는 광주파수 대역에서 1차 권선의 임피던스가 높지 않으면 안되며, 그를 위해서는 1차 권선에는 높은 인덕턴스가 필요해진다. 그 때문에, ITU(국제전기통신연합)-T권고Ⅰ.430 등의 규격에서는, 펄스 트랜스의 1차 권선의 인덕턴스는 20mH 이상 확보하도록 정해져 있다.

또한, 상기와 같이 전자기기를 소형화 및 박형화기 위해서는, 트랜스를 소형화 및 박형화하지 않으면 안되며, 그 때문에 트랜스에 사용하는 자심 재료를 고투자율화하거나(특개평 6-263447호 공보, 특개평 7-94314호 공보, 특개평 7-169612호 공보, 특개평 7-211530호 공보, 특개평 7-278714호 공보, 특개평 7-297034호 공보, 특개평 8-85821호 공보, 특개평 8-97045호 공보, 특개평 9-246034호 공보, 특개평10-12447호 공보, 특개평 10-335130호 공보), 트랜스의 형상을 박형화하거나(특개평 7-201582호 공보, 특개평 7-201585호 공보, 특개평 7-201588호 공보, 특개평 7-201589호 공보, 특개평 7-201590호 공보), EE형상과 같은 분할형 자심의 경우에는 결합면을 거울면 가공하는 것(특개평 9-246034호 공보) 등에 의해, 필요한 인덕턴스를 확보하고 있다.

또, 아날로그 신호를 전송하는 전화 회선과, 디지털 신호를 취급하는 정보 단말기나 컴퓨터를 접속하기 위해 사용되는 모뎀에서의 트랜스도, 마찬가지로 높은 인덕턴스가 필요해진다(특개평 11-176643호 공보, 특개평 11-186044호 공보).

그런데, 인터넷의 급속한 보급에 의해, 종래 기술에 비해 대용량의 데이터를 보다 고속으로 통신할 수 있는 통신 방식에 대한 수요가 높아져, ADSL 등의 새로운 통신 방식이 개발되어 왔다. ADSL에는 디지털 신호와 아날로그 신호를 변환하는 모뎀이 필요해진다.

이 ADSL 기술은 상승 신호가 16 ∼ 640kb/s., 하강 신호가 1.5 ∼ 9Mb/s로, 종래 기술에 비해 전송 속도가 대단히 고속이며, 동작 주파수 대역도 30kHz부터 1.1MHz로 높다. 그 때문에 모뎀에 사용되는 트랜스는 종래의 트랜스에 비해, 임피던스를 높게 하기 위한 인덕턴스는 작게 해도 된다. 따라서, 트랜스의 자심 재료의 투자율은 종래의 것보다도 작아도 되고, EE형상과 같은 분할형의 자심의 경우에도 결합면을 거울면 가공할 필요가 없다.

그러나 한편으로는, 이러한 ADSL에 의한 고속 데이터 통신에서 고속도로 데이터 신호를 전송하기 위해서는, 모뎀에서 사용되는 트랜스는 전송 파형의 왜곡이나 노이즈가 작아 전송 에러의 발생 비율이 보다 작지 않으면 안되므로, THD가 작아지는 자심 재료가 요구된다.

그 때문에, 자심 재료는 와전류 손실, 히스테리시스 손실, 잔류 손실과 같은 교류 자장중에서의 손실이 작아야만 한다.

또한, THD란 하기 (1)식으로 표시되는 바와 같이, 데이터 통신시의 입력 데이터의 기본 신호에 대한 총 고주파 및 노이즈 성분의 비율을 의미하므로, 전송 파형의 왜곡이나 노이즈가 작을수록 THD는 작아진다.

THD(dB) = 20 log(고주파+노이즈)/(기본파+고주파+노이즈) … (1)

본 발명은 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 예를 들면 ADSL 등의 고속 데이터 통신에서 사용되는 모뎀의 트랜스용 자심으로서 바람직하게 사용되고, 광주파수 대역에서 THD 특성이 뛰어난 고성능의 xDSL 모뎀 트랜스용 자심 및 그 조성물을 제공하는 것이다.

도 1a는 THD 측정을 행하는 대상이 되는 자심의 형상을 나타내는 사시도,

도 1b는 도 1a에 나타낸 자심의 정면도,

도 2는 THD 측정의 회로도,

도 3은 THD의 광주파수 대역 특성을 나타낸 그래프,

도 4는 온도 변화를 부여했을 때의 측정값의 일례를 나타낸 그래프,

도 5a는 도 1a 및 도 1b에 나타낸 자심의 변형예를 나타낸 사시도,

도 5b는 도 5a에 나타낸 자심의 정면도,

도 6a는 RM형상의 자심의 평면도,

도 6b는 도 6a에 나타낸 자심의 사시도,

도 7a는 포트형상의 자심의 평면도,

도 7b는 도 7에 나타낸 자심의 단면도,

도 8은 EPC형상의 자심의 사시도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 … EP형상 자심 2 … 중각부

3 … 외각부 4 … 저판부

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 xDSL 모뎀 트랜스용 자심 조성물은,

MnO : 22.0 ∼ 34.5몰%, ZnO : 12.0 ∼ 25.0몰%를 함유하고, 잔부가 실질적으로 Fe₂O₃로 이루어지는 주성분 조성을 갖는다.

본 발명에 있어서, 상기 자심 조성물은 바람직하게는 MnO : 23 ∼ 33몰%, ZnO : 13 ∼ 24몰%를 함유하고, 잔부가 실질적으로 Fe₂O₃로 이루어지는 주성분 조성을 갖는다.

본 발명의 트랜스용 자심 조성물로 이루어지는 xDSL 모뎀 트랜스용 자심에서는, 트랜스의 THD 특성이 광주파수 대역에서 -80dB 이하가 된다. 그 때문에, 고속 데이터 통신에서의 전송 파형의 왜곡이나 노이즈가 작아져, 전송 에러의 발생을 방지할 수 있어, 고정밀도로 데이터 신호를 전송할 수 있다.

또한, THD는 상기 (1)식에 의해 정의된다.

본 발명에 있어서, 트랜스용 자심의 주성분 조성중의 MnO가 34.5몰%보다 커지거나, 또는 ZnO의 조성이 12.0몰%보다 작아지면, 자심 재료의 교류 자장중에서의 손실이 커져, THD가 높아지는 경향이 있다.

또, MnO의 조성이 22.0몰%보다 작아지거나, 또는 ZnO의 조성이 25.0몰%보다 커지면, 자심 조성물의 퀴리점이 실사용 온도 영역까지 저하하여, 페라이트로서의 특성을 잃게 된다.

특히, 본 발명에 있어서 상기 자심 조성물은 바람직하게는, MnO : 23.8 ∼ 24.2몰%, ZnO : 23.0 ∼ 23.4몰%, 및 Fe₂O₃: 52.6 ∼ 53.0몰%를 함유하는 주성분 조성을 갖는다.

이 조성 범위의 경우에는, 트랜스의 THD 특성을 광주파수 대역에서 -85dB 이하로 할 수 있다. 그 때문에, 고속 데이터 통신에서의 전송 파형의 왜곡이나 노이즈를 한층 작게 할 수 있고, 전송 에러의 발생을 더욱 방지할 수 있어, 보다 고정밀도로 데이터 신호를 전송할 수 있다.

또는, 상기 자심 조성물은 바람직하게는, MnO : 26.1 ∼ 26.5몰%, ZnO : 20.1 ∼ 20.5몰%, 및 Fe₂O₃: 53.2 ∼ 53.6몰%를 함유하는 주성분 조성을 갖는다.

이 조성 범위의 경우에는, 트랜스의 THD 특성을 광주파수 대역에서 -85dB 이하로 할 수 있다. 그 때문에, 고속 데이터 통신에서의 전송 파형의 왜곡이나 노이즈를 한층 작게 할 수 있어, 전송 에러의 발생을 더욱 방지할 수 있어, 보다 고정밀도로 데이터 신호를 전송할 수 있다.

또는, 상기 자심 조성물은 바람직하게는, MnO : 23.0 ∼ 23.4몰%, ZnO : 23.4 ∼ 23.8몰%, 및 Fe₂O₃: 53.0 ∼ 53.4몰%를 함유하는 주성분 조성을 갖는다.

이 조성 범위의 경우에는, 트랜스의 THD 특성을 -40 ∼ +85℃의 넓은 온도 대역에 걸쳐, 게다가 광주파수 대역에서 -80dB 이하로 할 수 있다. 그 때문에, 온도 변화가 심한 분위기에서도, 예를 들면 xDSL 등의 고속 데이터 통신에서의 전송 파형의 왜곡이나 노이즈가 작아져, 전송 에러의 발생을 방지할 수 있고, 고정밀도로 데이터 신호를 전송할 수 있다.

본 발명의 트랜스용 자심 조성물은 xDSL 모뎀 트랜스용 자심 재료로서 바람직하게 사용된다.

본 발명의 제 1 관점의 xDSL 모뎀 트랜스용 자심은 상기의 자심 조성물로 구성된다.

본 발명의 제 2 관점의 트랜스용 자심은,

저판부와,

상기 저판부에서의 제 1 방향을 따라 대략 중앙부로부터 세워지는 기둥형상의 중각부(中脚部)와,

상기 중각부의 적어도 상기 제 1 방향의 양측을 소정 스페이스로 둘러싸도록, 상기 저판부로부터 세워지는 외각부(外脚部)를 갖고,

상기 중각부의 높이가 상기 외각부의 높이보다도 소정 갭만큼 낮고, 외각부의 꼭대기부의 일부에, 상기 중각부의 높이와 대략 동일한 높이의 스루 갭(through gap)부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 2 관점의 트랜스용 자심은 상기 트랜스용 자심 조성물로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 2 관점의 트랜스용 자심에서는, 자심의 중각부의 높이와 외각부 일부의 높이를 동일하게 하고 있으므로, 중각부와 외각부의 일부를 동일한 연마 공정으로 동시에 연마할 수 있다. 그 때문에, 복수의 트랜스용 자심 소재를 나열하여, 중각부의 꼭대기부와 외각부의 일부를 연속적으로 연마 가공할 수 있어, 연마 가공을 효율적으로 행할 수 있다.

또한, 이렇게 외각부의 일부에 스루 갭부를 형성했다고 해도, 본 발명의 트랜스용 자심 조성물로 구성되어 있는 트랜스용 자심에서는, 광주파수 대역에서의 트랜스의 THD를 -75dB 이하로 할 수 있다.

제 1 실시형태

도 1a 및 도 1b에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태의 xDSL 모뎀 트랜스용 자심(1)은 소위 EP형상의 자심이며, 중각부(2)와 외각부(3)와 저판부(4)를갖고, 이들은 일체적으로 형성되어 있다. 중각부(2)는 저판부(4)에서의 X방향(제 1 방향)을 따라 대략 중앙부로터 세워지고, 원기둥형상을 갖고 있다. 외각부(3)는 중각부(2)의 적어도 X방향의 양측을 소정 스페이스로 둘러싸도록, 저판부(4)로부터 세워지고, 본 실시형태에서는 중각부(2)와 대략 동심상의 원호형상 오목 내벽(3a)이 외각부(3)에 형성되어 있다.

이 자심(1)은 통상 2개가 사용되고, 한쪽 자심(1)이 다른쪽 자심(1) 위에 뒤집혀 겹쳐지고, 중각부(2) 및 외각부(3)가 서로 겹쳐진 상태로 사용된다. 이 때, 중각부(2)는 1차 권선과 2차 권선이 권회된 보빈에 삽입된다. 인덕턴스를 적절한 값으로 조절하기 위해, 필요에 따라 자심(1)의 중각부(2)의 꼭대기부에 △G의 갭을 형성한다.

즉, 갭 △G가 필요한 경우, 자심(1)중 적어도 하나는 그 중각부(2)의 저판(4)으로부터의 높이 h₁과, 외각부(3)의 저판으로부터의 높이 h₂가, h₂=h₁+△G의 관계가 되며, 2개의 자심(1)을 겹쳐 사용했을 때 적어도 △G의 갭이 존재한다.

권선은 누설 인덕턴스를 작게 하기 위해, 1차 권선을 2분할하여, 예를 들면 1차 권선(70턴)-2차 권선(140턴)-1차 권선(70턴)의 샌드위치 감기로 되어 있다.

도 1a 및 도 1b에 나타낸 본 실시형태의 xDSL 모뎀 트랜스용 자심(1)은, 예를 들면 이하와 같이 하여 제조된다.

먼저, 주성분의 출발 원료로서, Fe₂O₃, Mn₃O₄, ZnO를 사용한다. 또, 부성분으로는 SiO₂: 30 ∼ 180ppm, CaCO₃: 100 ∼ 2000ppm, Nb₂O₅: 0 ∼ 300ppm, V₂O₅:0 ∼ 500ppm, MoO₃: 0 ∼ 400ppm, ZrO : 0 ∼ 300ppm, Bi₂O₃: 0 ∼ 800ppm, SnO₂: 0 ∼ 3500ppm, P : 0 ∼ 100ppm 중 2종 이상을 함유시킨다.

본 발명에서는, 소성 후의 주성분 조성이 MnO : 22.0 ∼ 34.5몰%, ZnO : 12.0 ∼ 25.0몰%를 함유하고, 잔부가 실질적으로 Fe₂O₃로 이루어지도록 출발 원료를 칭량하고, 습식 혼합 후에 건조시키고, 대기중에서 2시간 900℃에서 임시 소성한다.

다음으로, 얻어진 임시 소성체에 부성분을 첨가하고, 분쇄함으로써 혼합한다. 혼합 후, 적당한 바인더, 예를 들면 폴리비닐알콜을 더해, 스프레이 드라이어 등으로 조립(granulate)하고 EP형상으로 성형한다. 또한, 얻어진 성형체를 산소 농도를 제어한 분위기 하에서 1400℃에서 소성하여, 도 1a 및 도 1b에 나타낸 바와 같이, Mn-Zn계 페라이트 소결체로 이루어지는 트랜스용 자심(1)을 얻는다.

본 실시형태의 자심(1)은 MnO : 22.0 ∼ 34.5몰%, ZnO : 12.0 ∼ 25.0몰%를 함유하고, 잔부가 실질적으로 Fe₂O₃로 이루어지는 주성분 조성을 갖는다. 그 때문에, 이 자심(1)을 사용한 트랜스는 교류 자장중에서의 손실이 작아져, 그 결과 트랜스의 THD가 광주파수 대역에서 -80dB 이하라는 작은 값이 된다. 따라서, 트랜스에 이 조성의 페라이트 자심(1)을 내장한 모뎀에서 ADSL과 같은 고속 데이터 통신을 행한 경우, 트랜스에서의 전송 파형의 왜곡이나 노이즈가 작아, 전송 에러의 발생을 방지할 수 있다. 그래서, 고정밀도로 데이터 통신을 전송할 수 있다.

제 2 실시형태

도 5a 및 도 5b에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시형태의 트랜스용 자심(1′)은 상기 제 1 실시형태의 트랜스용 자심(1)의 변형예이며, 주성분 조성은 동일하다. 이 트랜스용 자심(1′)에서는, 외각부(3′)의 꼭대기부의 일부에 중각부(2′)의 높이와 대략 동일한 높이의 스루 갭부(5)가 형성되어 있다. 스루 갭부(5)의 폭은 중각부(3′)의 외경보다도 크게 되어 있다.

이 스루 갭부(5)는 중각부(2′)의 꼭대기부를 연마 장치로 연마 가공하여 도 1b에 나타낸 갭 △G를 형성할 때, 연마 장치의 연마 패드를 도 5a의 화살표 A로 나타낸 바와 같이, 외각부(3′)까지 수평 이동시킴으로써 형성된다.

본 실시형태의 트랜스용 자심(1′)에서는, 자심(1′)의 중각부(2′)의 높이와 외각부(3′)의 스루 갭부(5)의 높이를 동일하게 하고 있으므로, 중각부(2′)와 외각부(3′)의 스루 갭부(5)를 동일한 연마 공정으로 동시에 연마 가공할 수 있다. 즉, 화살표 방향 A로 다수의 자심 소재를 나열해 두고, 연마 패드를 중각부(2′)에서 외각부(3′)까지 화살표 A로 나타낸 바와 같이 이동시켜 연마시킴으로써, 1회의 연마 공정으로 다수의 자심을 동시에 가공하는 것이 가능해져, 자심의 갭의 가공을 양산성 높게 행할 수 있다.

또한, 이렇게 외각부(3′)의 일부에 스루 갭부(5)를 형성했다 해도, 본 발명의 트랜스용 자심 조성물로 구성되어 있는 트랜스용 자심(1′)에서는, 광주파수 대역에서의 트랜스의 THD는 도 1a 및 도 1b에 나타낸 센터 갭의 자심(1)과 비교하여, 2dB 정도밖에 높아지지 않는다. 따라서, 이 트랜스용 자심(1′)에서는 광주파수 대역에서의 트랜스의 THD를 -75dB 이하로 할 수 있다.

이러한 스루 갭 구조의 자심(1′)을 사용하는 트랜스를 ADSL 등의 고속 데이터 통신에서 모뎀에 사용했을 때, 트랜스에서의 전송 파형의 왜곡이나 노이즈가 작아, 전송 에러의 발생을 방지할 수 있으므로, 고정밀도로 데이터 신호를 전송할 수 있다.

이러한 스루 갭은 EP형상뿐만 아니라, 후술하는 RM형상, Pot형상, EPC형상 등에도 적용할 수 있다.

제 3 실시형태

도 6a 및 도 6b에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시형태에서의 트랜스용 자심은 상기 제 1 실시형태의 트랜스용 자심(1)과 주성분 조성은 동일하며, 그 형상이 다를 뿐이다.

도 6a 및 도 6b에 나타낸 바와 같이, 이 자심(10)은 소위 RM형상의 자심이며, 디스크부(저판부)(11)와, 그 둘레 가장자리에 일체로 형성되는 링부(외각부)(12, 13)와, 디스크부(11)의 중앙부에 형성되는 슬래그부(중각부)(14)를 구비한다.

이 실시형태에서의 트랜스용 자심(10)에서도, 광주파수 대역에서의 트랜스의 THD를 -75dB 이하로 할 수 있다.

이 자심(10)을 사용하는 트랜스를 ADSL 등의 고속 데이터 통신에서의 모뎀에 사용했을 때, 트랜스에서의 전송 파형의 왜곡이나 노이즈가 작아, 전송 에러의 발생을 방지할 수 있으므로, 고정밀도로 데이터 신호를 전송할 수 있다.

제 4 실시형태

도 7a 및 도 7b에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시형태에서의 트랜스용 자심은 상기 제 1 실시형태의 트랜스용 자심(1)과 주성분 조성은 동일하며, 그 형상이 다를 뿐이다.

도 7a 및 도 7b에 나타낸 바와 같이, 이 자심(20)은 소위 포트형상의 자심이며, 디스크부(저판부)(21)의 둘레 가장자리에 일체로 형성되는 링부(외각부)(22, 23)와, 절결부(24)와, 디스크부(21)의 둘레 가장자리에 일체로 형성되는 슬래그부(중각부)(25)를 구비한다.

이 실시형태에서의 트랜스용 자심(20)에서도, 광주파수 대역에서의 트랜스의 THD를 -75dB 이하로 할 수 있다.

이 자심(20)을 사용하는 트랜스를 ADSL 등의 고속 데이터 통신에서의 모뎀에 사용했을 때, 트랜스에서의 전송 파형의 왜곡이나 노이즈가 작아, 전송 에러의 발생을 방지할 수 있으므로, 고정밀도로 데이터 신호를 전송할 수 있다.

제 5 실시형태

도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시형태에서의 트랜스용 자심(30)은 상기 제 1 실시형태의 트랜스용 자심(1)과 주성분 조성은 동일하며, 그 형상이 다를 뿐이다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 이 자심(30)은 소위 EPC형상의 자심이며, 저판부(31)의 X방향 중앙부에 중각부(34)가 일체 성형되어 있고, 그 양측에 외각부(32, 33)가 일체 성형되어 있다.

이 실시형태에서의 트랜스용 자심(30)에서도, 광주파수 대역에서의 트랜스의THD를 -75dB 이하로 할 수 있다.

이 자심(30)을 사용하는 트랜스를 ADSL 등의 고속 데이터 통신에서의 모뎀에 사용했을 때, 트랜스에서의 전송 파형의 왜곡이나 노이즈가 작아, 전송 에러의 발생을 방지할 수 있으므로, 고정밀도로 데이터 신호를 전송할 수 있다.

기타 실시형태

또한, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 범위 내에서 여러 가지로 개변할 수 있다.

예를 들면, 트랜스용 자심의 형상은 상기 형상에 한정되지 않고, E형의 자심을 1쌍 조합한 EE형상의 것, E형 자심과 I형 자심을 조합한 EI형상의 것, 또는 기타 형상이어도 된다. 어느 형상에서도, 광주파수 대역에서의 트랜스의 THD를 -75dB 이하로 할 수 있다.

또, 상기 실시형태에서의 설명에서는, ADSL에 대해 기재했으나, 본 발명은 물론 이것에 한정되는 것은 아니며, VDSL 등의 xDSL에 광범위하게 적용 가능하다.

이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다.

실시예 1 ∼ 13 및 비교예 1 ∼ 6

주성분의 출발 원료로서, Fe₂O₃, Mn₃O₄, ZnO를 사용했다. 또, 부성분으로는 SiO₂: 30 ∼ 180ppm, CaCO₃: 100 ∼ 2000ppm, Nb₂O₅: 0 ∼ 300ppm, V₂O₅: 0 ∼ 500ppm, MoO₃: 0 ∼ 400ppm, ZrO : 0 ∼ 300ppm, Bi₂O₃: 0 ∼ 800ppm, SnO₂: 0 ∼3500ppm, P : 0 ∼ 100ppm 중 2종 이상을 함유시켰다.

소성 후의 성분이 표 1에 나타낸 것과 같이 되도록, 출발 원료를 칭량하고, 습식 혼합 후에 건조시키고, 대기중에서 2시간 900℃에서 임시 소성했다.

얻어진 임시 소성체에 부성분을 첨가하고, 분쇄함으로써 혼합했다. 혼합 후, 바인더인 폴리비닐알콜을 더해, 스프레이 드라이어 등으로 조립하여, 도 1a 및 도 1b에 나타낸 EP형상으로 성형했다. 또한, 얻어진 성형체를 산소 농도를 제어한 분위기 하에서 1400℃에서 소성하여, Mn-Zn계 페라이트 소성체를 얻었다.

이어서, 이들 Mn-Zn계 페라이트 소결체를 트랜스의 자심으로서 사용하여, THD 측정을 행했다.

평가 조건에 대해 설명한다. 자심으로는 도 1에 나타낸 바와 같이 EP형상의 자심을 사용했다.

이 자심(1)은 2개가 사용되고, 중각부(2) 및 외각부(3)가 서로 겹쳐지는 형태로 사용했다. 이 때, 중각부(2)는 1차 권선과 2차 권선이 권회된 보빈에 삽입되었다. 인덕턴스를 적절한 값으로 조절하기 위해, 필요에 따라 자심(1)의 중각부(2)에 △G의 갭을 형성했다.

권선은 누설 인덕턴스를 작게 하기 위해, 1차 권선을 2분할하여, 1차 권선(70턴)-2차 권선(140턴)-1차 권선(70턴)의 샌드위치 감기로 했다. 이러한 트랜스를 오디오 애널라이저에 접속하여 THD를 측정했다.

오디오 애널라이저로는, Audio Precision사 제조의 System 2를 사용했다. 도 2에 나타낸 바와 같이 트랜스의 1차 권선(Np)을 10Ω의 저항에 직렬 접속하여단자(t₁, t₂)에 접속하고, 2차 권선(Ns)에는 50Ω의 저항을 병렬 접속하여 단자(t₃, t₄)에 접속했다. 또한, 측정기의 제너레이터측에는 40Ω의 저항이 직렬로 접속되어 있으므로, 트랜스의 1차측은 50Ω의 저항이 직렬로 접속되어 있었다.

이러한 트랜스의 1차 권선(Np)에 단자(t₁, t₂)로부터 트랜스의 1차측 양단의 전압이 2.5V가 되도록, 주파수 5kHz, 30kHz 및 100kHz의 데이터 신호를 입력하고, 그 2차 권선(Ns)측에 출력되는 전송 파형을 단자(t₃, t₄)로 입력하고 애널라이저로 분석하여, 25℃에서의 THD를 측정했다. 이 때 THD 측정과 동일한 조건으로 트랜스의 자심의 교류 자장중에서의 손실도 측정했다. 이들의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.

THD의 주파수 특성으로는, 도 3에 나타낸 바와 같이 저주파수에서의 THD보다도 고주파수에서의 THD가 작은 값을 나타내어 뛰어난 특성이 되므로, 예를 E들면 5kHz의 값을 측정함으로써, 그것보다 위의 광주파수 대역의 특성을 판단할 수 있다.

이 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 ∼ 13과 비교예 1 ∼ 6을 비교함으로써, 이하가 명백해졌다. 즉, MnO : 22.0 ∼ 34.5몰%(특히 23 ∼ 33몰%), ZnO : 12.0 ∼ 25.0몰%(13 ∼ 24몰%)를 함유하고, 잔부가 실질적으로 Fe₂O₃로 이루어지는 주성분 조성의 Mn-Zn계 페라이트 재료로 이루어지는 자심의 경우에서, 교류 자장중에서의 손실이 작아져, 그 결과 트랜스의 THD가 광주파수 대역에서 -80dB 이하의 작은 값이 되는 것이 명백해졌다.

따라서, 트랜스로서, 이 조성의 페라이터 자심을 내장한 모뎀으로 ADSL과 같은 고속 데이터 통신을 행한 경우, 트랜스에서의 전송 파형의 왜곡이나 노이즈가 작아, 전송 에러의 발생을 방지할 수 있으므로 고정밀도로 데이터 통신을 전송할 수 있다.

이 표 1 중에서도 실시예 1 ∼ 3을 참조하여, MnO : 23.8 ∼ 24.2몰%, ZnO : 23.0 ∼ 23.4몰%, Fe₂O₃: 52.6 ∼ 53.0몰%의 조성에 있어서는, 트랜스의 THD 특성은 광주파수 대역에서 -85dB 이하의 특히 뛰어난 값이 되는 것이 판명되었다.

또한, 실시예 4 ∼ 6을 참조하여, MnO : 26.1 ∼ 26.5몰%, ZnO : 20.1 ∼ 20.5몰%, Fe₂O₃: 53.2 ∼ 53.6몰%가 되는 조성에 있어서는, 역시 트랜스의 THD 특성은 광주파수 대역에서 -85dB 이하의 특히 뛰어난 값이 되는 것이 판명되었다.

또, 실시예 7 ∼ 9를 참조하여, MnO : 23.0 ∼ 23.4몰%, ZnO : 23.4 ∼ 23.8몰%, 및 Fe₂O₃: 53.0 ∼ 53.4몰%가 되는 조성에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이 -40 ∼ +85℃의 넓은 온도 대역에 걸쳐 5kHz에서도 THD가 -80dB 이하가 되는 것이 판명되었다. 그래서, 이 실시예 7 ∼ 9의 트랜스용 자심을 갖는 트랜스에서는, 광주파수 대역, 광온도 대역에서 트랜스의 THD 특성이 뛰어난 것이 판명되었다.

표 1에서의 비교예 1 ∼ 6에 나타낸 바와 같이, Mn-Zn계 페라이트 재료의 주성분 조성에서, MnO가 34.5몰%보다 커지거나, 또는 ZnO의 조성이 12.0몰%보다 작아지면, 자심 재료의 교류 자장중에서의 손실이 커져, THD가 높아지는 것이 판명되었다.

또, MnO의 조성이 22.0몰%보다 작아지거나, 또는 ZnO의 조성이 25.0몰%보다 커지면, 자심 재료의 퀴리점이 실사용 온도 영역까지 저하하여, 페라이트로서의 특성을 잃게 되는 것이 확인되어 있다.

따라서, MnO : 22.0 ∼ 34.5몰%, ZnO : 12.0 ∼ 25.0몰%를 함유하고, 잔부가 실질적으로 Fe₂O₃로 이루어지는 Mn-Zn계 페라이트 재료의 주성분 범위로부터 벗어나면, ADSL 등의 고속 데이터 통신에서의 모뎀에 사용되는 트랜스용 자심으로서 사용한 경우, 고정밀도로 데이터 통신을 전송하는 것이 곤란한 것이 분명하다.

실시예 14

도 1a 및 도 1b에 나타낸 EP형상을 대신하여, 도 5a 및 도 5b에 나타낸 스루 갭 구조의 EP형상으로 한 것 외에는, 실시예 1 ∼ 13과 동일하게 하여, 자심을 성형하여 동일한 시험을 행했다. 트랜스의 THD 측정을 행한 바, 도 1a 및 도 1b에 나타낸 센터 갭만의 경우에 비해, 2dB정도밖에 높아지지 않아, 스루 갭 구조의 트랜스에서도 THD가 광주파수 대역에서 -75dB 이하의 작은 값이 되는 것이 분명해졌다.

본 발명은 MnO : 22.0 ∼ 34.5몰%, ZnO : 12.0 ∼ 25.0몰%를 함유하고, 잔부가 실질적으로 Fe₂O₃로 이루어지는 주성분 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 xDSL 모뎀 트랜스용 자심 조성물이다. 이 조성물로 이루어지는 트랜스용 자심에서는, 트랜스의 THD가 광주파수 대역에서 -80dB 이하가 되므로, 예를 들면 xDSL 모뎀 트랜스를 위한 자심으로서 바람직하게 사용할 수 있다.

Claims

MnO : 22.0 ∼ 34.5몰%, ZnO : 12.0 ∼ 25.0몰%를 함유하고, 잔부가 실질적으로 Fe₂O₃로 이루어지는 주성분 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 xDSL 모뎀 트랜스용 자심 조성물.
제 1 항에 있어서, MnO : 23 ∼ 33몰%, ZnO : 13 ∼ 24몰%를 함유하고, 잔부가 실질적으로 Fe₂O₃로 이루어지는 주성분 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 xDSL 모뎀 트랜스용 자심 조성물.
제 1 항에 있어서, MnO : 23.8 ∼ 24.2몰%, ZnO : 23.0 ∼ 23.4몰%, 및 Fe₂O₃: 52.6 ∼ 53.0몰%를 함유하는 주성분 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 xDSL 모뎀 트랜스용 자심 조성물.
제 1 항에 있어서, MnO : 26.1 ∼ 26.5몰%, ZnO : 20.1 ∼ 20.5몰%, 및 Fe₂O₃: 53.2 ∼ 53.6몰%를 함유하는 주성분 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 xDSL 모뎀 트랜스용 자심 조성물.
제 1 항에 있어서, MnO : 23.0 ∼ 23.4몰%, ZnO : 23.4 ∼ 23.8몰%, 및Fe₂O₃: 53.0 ∼ 53.4몰%를 함유하는 주성분 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 xDSL 모뎀 트랜스용 자심 조성물.
MnO : 22.0 ∼ 34.5몰%, ZnO : 12.0 ∼ 25.0몰%를 함유하고, 잔부가 실질적으로 Fe₂O₃로 이루어지는 주성분 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 xDSL 모뎀 트랜스용 자심.
제 6 항에 있어서, MnO : 23 ∼ 33몰%, ZnO : 13 ∼ 24몰%를 함유하고, 잔부가 실질적으로 Fe₂O₃로 이루어지는 주성분 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 xDSL 모뎀 트랜스용 자심.
제 6 항에 있어서, MnO : 23.8 ∼ 24.2몰%, ZnO : 23.0 ∼ 23.4몰%, 및 Fe₂O₃: 52.6 ∼ 53.0몰%를 함유하는 주성분 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 xDSL 모뎀 트랜스용 자심.
제 6 항에 있어서, MnO : 26.1 ∼ 26.5몰%, ZnO : 20.1 ∼ 20.5몰%, 및 Fe₂O₃: 53.2 ∼ 53.6몰%를 함유하는 주성분 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 xDSL 모뎀 트랜스용 자심.
제 6 항에 있어서, MnO : 23.0 ∼ 23.4몰%, ZnO : 23.4 ∼ 23.8몰%, 및 Fe₂O₃: 53.0 ∼ 53.4몰%를 함유하는 주성분 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 xDSL 모뎀 트랜스용 자심.
저판부와,

상기 저판부에서의 제 1 방향을 따라 대략 중앙부로부터 세워지는 기둥형상의 중각부(中脚部)와,

상기 중각부의 적어도 상기 제 1 방향의 양측을 소정 스페이스로 둘러싸도록, 상기 저판부로부터 세워지는 외각부(外脚部)를 갖고,

상기 중각부의 높이가 상기 외각부의 높이보다도 소정 갭만큼 낮고, 외각부의 꼭대기부의 일부에, 상기 중각부의 높이와 대략 동일한 높이의 스루 갭(through gap)부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 트랜스용 자심.
제 11 항에 있어서, MnO : 22.0 ∼ 34.5몰%, ZnO : 12.0 ∼ 25.0몰%를 함유하고, 잔부가 실질적으로 Fe₂O₃로 이루어지는 주성분 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 트랜스용 자심.