KR20160010981A - 2단 노이즈 필터 및 이를 포함하는 전자장치 - Google Patents

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Abstract

2 개의 필터가 일체로 마련된 2단 노이즈 필터 및 이를 포함하는 전자장치가 개시된다. 2단 노이즈 필터는, 제1 측과 제1 측과 마주보는 제2 측을 구비하는 코어와; 코어의 제1 측에 권선된 제1 코일과 코어의 제2 측에 권선된 제2 코일을 구비하는 제1 필터와; 코어의 제1 측에 제1 코일과 직렬로 권선된 제3 코일과 코어의 제2 측에 제2 코일과 직렬로 권선된 제4 코일을 구비하는 제2 필터와; 제1 및 제2 필터의 임피던스의 평형을 유지하는 임피던스 평형부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

2단 노이즈 필터 및 이를 포함하는 전자장치{TWO STAGE NOISE FILTER AND ELECTRONIC DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 노이즈 필터 및 이를 포함하는 전자장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2 개의 필터가 일체로 마련된 2단 노이즈 필터 및 이를 포함하는 전자장치에 관한 것이다.
노이즈는 대기중으로 전달되는 공간 노이즈와 전자장치의 전원선, 신호선, 접지선 등과 같은 전송선로를 통해 전달되는 전도 노이즈의 2 종류가 있다. 이 중에서 전도 노이즈는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전원선과 접지선 간으로 전달되는 커먼모드 노이즈(C)와 전원선 간을 왕복하는 노멀모드 노이즈(N)로 분류된다. 전자장치는 특수한 경우를 제외하고는 커먼모드 노이즈(C)와 노멀모드 노이즈(N)가 항상 존재한다.
따라서, 일반적인 전자장치에는 노이즈에 의한 전자파장해(Electro Magnetic Interference; EMI)를 방지하기 위해 접지선 측에 야기된 커먼모드 노이즈를 억제하는 커먼모드 노이즈 필터와 전원선 측에 야기된 노멀모드 노이즈를 억제하는 노멀모드 노이즈 필터가 마련된다.
특히, 커먼모드 노이즈 필터는 설치되는 전자장치의 부하에 따라 1단 노이즈 필터 또는 두 개의 1단 노이즈 필터를 결합한 2단 노이즈 필터가 사용된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 2단 노이즈 필터(1)는 통상 전자장치의 스위칭 전원(SPS) 내에 배치되며, 제1 및 제2 필터(10, 20)와, 제1 및 제2 필터(10, 20) 사이에 배치된 캐패시터(30)를 포함한다.
제1 필터(10)는 제1 및 제2 코일(11, 13)과, 제1 및 제2 코일(11, 13)이 권선되는 제1 코어(17)로 구성되고, 제2 필터(20)는 제3 및 제4 코일(21, 23)과, 제3 및 제4 코일(21, 23)이 권선되는 제2 코어(27)로 구성된다. 제1 내지 제4 코일(11, 13, 21, 23)은 공급되는 전류의 변화량에 기초하여 유도기전력을 발생시킨다.
도 3에 도시된 바와 같이, 캐패시터(30)는 제1 및 제3 코일(11, 21) 사이의 연결선(15)과 제2 및 제4 코일(13, 23) 사이의 연결선(25) 사이에 병렬로 배치된다. 캐패시터(30)는 제1 및 제3 코일(11, 21) 사이 및 제2 및 제4 코일(13, 23) 사이를 흐르는 소정 주파수의 전류가 소정 양을 초과하지 않도록 한다. 제1 및 제2 코일(11, 13)의 제1 단부들(11a, 13a)에는 전원(P) 측과 연결된다. 제1 및 제2 코일(11, 13)의 제2 단부(11b, 13b)가 연결된 제1 단부(21a, 23a)의 반대쪽에 위치한 제3 및 제4 코일(21,23)의 제2 단부 (21b, 23b)에는 스위칭 전원(SPS)의 정류부 등을 통해 부하(L)가 연결된다.
따라서, 제1 및 제3 코일(11, 21) 사이와 제2 및 제4 코일(13, 23) 사이로 소정 주파수의 교류 전류가 흐르면, 전자기 유도에 의하여 제1 및 제2 코어(17, 27)에서 도 4의 화살표 방향과 같은 자속이 발생한다. 이렇게 발생한 자속에 의하여 제1 및 제2 코어(17, 27)에서는 커먼모드 노이즈가 억제된다.
그러나, 이러한 종래의 2단 노이즈 필터(1)는 제1 및 제2 필터(10, 20)가 개별적으로 제작되어 인쇄회로기판(30) 상에 각각 실장되므로, 부품 수와 크기 및 설치 공간이 증가된다. 따라서, 구조가 복잡해질 뿐 아니라, 제조공수가 증가하고, 제조비용이 상승한다. 또한, 2단 노이즈 필터(1)를 실장하는 전자장치의 소형화에 제약을 준다.
본 발명은 상술한 바와 같이 종래의 2단 노이즈 필터가 가지는 문제점을 감안하여 이를 개선하기 위하여 창출된 것으로써, 2 개의 필터가 하나의 코어를 공유하도록 마련되어 부품 수와 크기 및 설치 공간을 감소시키고, 그에 따라, 구조를 간단하게 함과 함께 제조비용 절감 및 전자장치의 소형화를 가능하게 한 2단 노이즈 필터 및 이를 포함하는 전자장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 일 실시 양상에 따르면, 2단 노이즈 필터는, 제1 측과 제1 측과 마주보는 제2 측을 구비하는 코어와; 코어의 제1 측에 권선된 제1 코일과 코어의 제2 측에 권선된 제2 코일을 구비하는 제1 필터와; 코어의 제1 측에 제1 코일과 직렬로 권선된 제3 코일과 코어의 제2 측에 제2 코일과 직렬로 권선된 제4 코일을 구비하는 제2 필터와; 제1 및 제2 필터의 임피던스의 평형을 유지하는 임피던스 평형부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 2단 노이즈 필터는 하나의 코어에 제1 및 제2 필터가 마련되기 때문에 제1 및 제2 필터가 제1 및 제2 코어에 각각 마련되는 종래의 2단 노이즈 필터 보다 부품 수와 크기 및 설치 공간이 감소된다. 따라서, 구조가 간단해질 뿐 아니라 제조공수가 감소되고 제조비용이 절감된다. 또한, 2단 노이즈 필터를 실장하는 전자장치를 더 소형화하는 것이 가능하다.
또한, 2단 노이즈 필터는 전류가 흐를 때 코어의 제1 측에서 제1 및 제3 코일에 의해 제1 자속경로를 형성하고, 코어의 제2 측에서 제2 및 제4 코일에 의해 제1 자속경로와 단일 폐루프를 형성하는 제2 자속경로를 형성한다. 그러므로, 2단 노이즈 필터에서 동시에 발생하는 전체 임피던스는 제1 필터의 제1 및 제2 코일과 제2 필터의 제3 및 제4 코일이 각각 제1 코어와 제2 코어에 마련되어 별도의 자속경로를 형성하는 종래의 2단 노이즈 필터와 비교할 때 각 코어의 크기 및 각 코일의 권선수가 동일한 조건에서 동시간에 더 높은 임피던스를 발생할 수 있다. 그 결과, 2단 노이즈 필터의 인덕턴스는 종래의 2단 노이즈 필터와 비교하여 더 감소될 수 있다. 그러므로, 2단 노이즈 필터는 코어의 크기 및/또는 코일의 권선수를 줄이더라도 종래의 2단 노이즈 필터와 동일한 EMI 필터링 성능을 얻을 수 있다. 이 경우, 2단 노이즈 필터는 종래의 2단 노이즈 필터 보다 더 작게 설계되어 크기 및 설치공간이 더욱 감소된다.
임피던스 평형부는 코어의 중앙 공간, 즉, 제1 측과 제2측 사이에 배치될 수 있다. 이에 의해, 2단 노이즈 필터는 임피던스 평형부가 코어와 별도로 배치되는 종래의 2단 노이즈 필터 보다 크기 및 설치 공간이 더 감소될 수 있고, 전자장치를 더 소형화하는 것이 가능하다.
이때, 임피던스 평형부는 제1 및 제3 코일 사이의 제1 연결선과 제2 및 제4 코일 사이의 제2 연결선 사이에 병렬 연결된 캐패시터를 포함할 수 있다. 이에 의해, 제1 및 제3 코일 사이 및 제2 코일 및 제4 코일 사이를 통해 소정 주파수의 교류 전류가 흐를 때, 제1 및 제3 코일 사이를 통해 흐르는 교류 전류와 제2 코일 및 제4 코일 사이를 통해 흐르는 교류 전류는 소정 양을 초과하지 않도록 제어된다. 그 결과, 제1 및 제2 코일에서 발생되는 임피던스는 각각 제1 및 제2 코일에서 발생되는 임피던스와 서로 평형을 이룬다.
제1코일의 제1 단부는 제1필터 입력에 전기적으로 연결되고 제1코일의 제1 단부의 반대 쪽에 위치한 제3 코일의 제2 단부는 제1 필터 출력에 전기적으로 연결되고, 제2코일의 제1 단부는 제2필터 출력에 전기적으로 연결되고, 제2코일의 제1 단부의 반대 쪽에 위치한 제4 코일의 제2 단부는 제2 필터 입력에 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 의해, 소정 주파수의 유용한 교류 전류는 제1필터 입력에서 제1 필터 출력으로 흐르고 제2 필터입력에서 제2 필터 출력으로 흐를 수 있다.
본 발명에 따른 또 다른 실시 양상에 따르면, 2단 노이즈 필터는, 제1 측과 제1 측과 마주보는 제2 측을 구비하는 코어와; 코어의 제1 측에 권선된 제1 코일과 코어의 제2 측에 권선된 제2 코일을 구비하는 제1 필터와; 코어의 제1 측에 권선된 제3 코일과 코어의 제2 측에 권선된 제4 코일을 구비하는 제2 필터와; 코어의 중앙 공간, 즉, 제1 측과 제2측 사이에 배치되고, 제1 및 제2 필터의 임피던스의 평형을 유지하는 임피던스 평형부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 2단 노이즈 필터는 하나의 코어에 제1 및 제2 필터가 마련되기 때문에 제1 및 제2 필터가 개별적으로 제작되는 종래의 2단 노이즈 필터 보다 부품수와 크기 및 설치 공간이 감소된다. 또한, 2단 노이즈 필터는 제1 및 제2 필터의 제1 내지 제4 코일이 코어에 마련되어 단일 페루프의 자속경로를 형성하기 때문에, 제1 필터의 제1 및 제2 코일과 제2 필터의 제3 및 제4 코일이 각각 별도의 자속경로를 형성하는 종래의 2단 노이즈 필터 보다 더 작게 설계하면서도, 즉, 코어의 크기 및/또는 각 코일의 권선수를 줄이면서도 동일한 EMI 필터링 성능을 얻을 수 있다. 또한, 2단 노이즈 필터는 임피던스 평형부가 코어과 중앙 공간에 배치되므로, 크기 및 설치 공간이 더 감소될 수 있다.
임피던스 평형부는 제1 코일 및 제1 코일과 직렬로 권선된 제3 코일 사이의 제1 연결선과 제2 코일 및 제2 코일과 직렬로 권선된 제4 코일 사이의 제2 연결선 사이에 병렬 연결된 캐패시터를 포함할 수 있다. 이에 의해, 제1 및 제2 코일에서 발생되는 임피던스는 각각 제1 및 제2 코일에서 발생되는 임피던스와 서로 평형을 이룬다.
본 발명에 의한 또 다른 실시 양상에 따르면, 전자장치는, 전자장치가 소정의 기능을 수행하도록 전원을 공급하는 전원회로부와; 전원회로부에 마련되어, 전원회로부의 전원선과 접지선에 야기된 노이즈를 억제하는 위에서 설명한 2단 노이즈 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 전자장치는 소형화가 가능하고, 적은 용량의 2단 노이즈 필터를 사용하면서도 EMI 필터 성능이 향상될 수 있다.
도 1은 커먼모드 노이즈 및 노멀모드 노이즈의 순환도를 나타내 보인 개략적 회로도,
도 2는 인쇄회로기판에 실장된 종래의 2단 노이즈 필터를 개략적으로 예시하는 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 2단 노이즈 필터의 구조를 예시하는 회로도,
도 4는 도 3에 도시된 2단 노이즈 필터의 제1 및 제2 필터의 제1 및 제2 코어에서의 자속 순환 방향을 도시해 보인 개략도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 노이즈 필터가 적용되는 전자장치의 구성을 개략적으로 예시하는 블록도,
도 6은 인쇄회로기판에 실장된 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 노이즈 필터를 개략적으로 예시하는 사시도,
도 7은 도 6에 도시된 2단 노이즈 필터의 구조를 예시하는 회로도, 및
도 8은 도 7에 도시된 2단 노이즈 필터의 제1 및 제2 필터의 코어에서의 자력선 순환 방향을 도시해 보인 개략도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 2단 노이즈 필터 및 이를 포함하는 전자장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 노이즈 필터를 구비한 전자장치를 예시하는 블록도이다.
본 발명의 전자장치(100)는 전원 회로부에서 발생하는 EMI 노이즈를 억제할 수 있는 2단 노이즈 필터를 구비한 전자장치로써, 디스플레이장치, 셋톱박스(Setop Box: STB), 퍼스널 컴퓨터(personal computer), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 가정용 전자기기(home appliance) 등과 같은 전자장치를 포함한다.
이하에서 전자장치는 TV와 같은 디스플레이장치인 것으로 가정하여 예로써 설명한다.
전자장치(100)는 통신부(110)와, 제어부(120)와, 구동부(150)와, 저장부(140)와, 디스플레이부(130)와, 전원회로부(160)를 포함한다.
통신부(110)는 외부로부터 신호를 송수신 또는 수신한다. 통신부(110)는 인터넷망을 통하여 외부의 서비스 제공 서버 및/또는 사이트와의 통신을 수행하거나, 외부의 리모콘, 전자장치 등과의 유선 또는 무선 통신을 수행한다. 이러한 통신부(110)는 근거리 무선통신을 위한 모듈, 즉, WiFi, 블루투스, IrDA, 지그비, 무선랜, UWB 중의 적어도 하나의 모듈을 포함하여 구현될 수 있다.
제어부(120)는 통신부(110)를 통하여 수신되는 신호에 대응하여 전자장치(100)의 동작을 제어한다.
구동부(150)는 제어부(120)에 의해 디스플레이부(130)의 LED 등을 구동하는 소정의 동작을 수행한다.
저장부(140)는 통신부(110)로부터 수신된 정보, 구동부(150)의 동작에 필요한 정보, 및 전자장치(100)를 제어하기 위한 프로그램 등을 저장한다. 이러한 저장부(140)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체로 구현될 수 있다.
디스플레이부(130)는 영상을 표시한다. 디스플레이부(130)는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD), OLED(Organic Light Emitted Diode), AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitted Diode) 등의 평판 표시 패널의 형태로 구현될 수 있다.
전원회로부(160)는 외부전원을 공급받아 상기한 구성들(110, 120, 150, 140, 130, 160)의 구동에 필요한 전원을 공급한다.
전원회로부(160)는, 인쇄회로기판(101; 도 6 참조) 상에 설치되고 본 발명에 따른 2단 노이즈 필터(200; 도 6 참조)를 구비하는 스위칭 전원(161)을 구비한다.
스위칭 전원(161)에서는 AC 전원에서 공급된 상용 교류를 브리지 다이오드 등의 정류부에 의해 직류로 정류한 후 트랜지스터와 MOS FET 등과 같은 반도체 소자의 고속스위칭에 의해 펄스파의 교류로 변환하고 이를 고주파 변압기에 의해 상기 구성들(110, 120, 150, 140, 130, 160)에 필요한 전압으로 변환한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예 따른 2단 노이즈 필터(200)는 전원회로부(160)의 스위칭 전원(161)에서 발생하는 EMI 노이즈를 억제할 수 있는 필터로써, 코어(210)와, 제1 필터(220)와, 제2 필터(230)와, 임피던스 평형부(260)를 포함한다.
코어(210)는 제1 및 제2 필터(220, 230)를 설치하기 위한 것으로, 제1 측(211)과, 제1 측(211)과 마주보는 제2 측(215)을 구비하는 중공 사각형 단일부재로 형성된다. 이에 의해, 2단 노이즈 필터(200)는 제1 및 제2 코어가 제1 및 제2 필터에 대해 각각 구비되는 종래의 2단 노이즈 필터 보다 부품 수와 크기 및 설치 공간이 감소된다. 따라서, 구조가 간단해질 뿐 아니라 제조공수가 감소되고 제조비용이 절감된다. 또한, 2단 노이즈 필터(200)를 실장하는 전자장치(100)를 더 소형화하는 것이 가능하다.
코어(210)는, 약한 자기장에서 자화(磁化)하기 쉽고 미세한 자기장의 변화로 자기력선속밀도(磁氣力線束密度)가 크게 변화하며 자기장의 감소와 더불어 잔류 자기력선속이 작아지는 재료로 형성된다. 본 실시 예에서, 코어(210)는, 철 화합물로 이루어진 자성체의 일종인 페라이트로 형성될 수 있다. 물론, 코어(210)는 페라이트에 한정되지 않고 순철(純鐵), 규소강, 규소강대(硅素鋼帶), 철-알루미늄 합금, 철-규소-알루미늄 합금, 철-니켈 합금 등과 같은 재료로 형성될 수도 있다.
제1 필터(220)는 제1 및 제2 코일(221, 225)을 구비한다. 제1 및 제2 코일(221, 225)은 전류가 흐를 때 자속을 발생하는 도선으로 형성된다. 본 실시 예에서, 제1 및 제2 코일(221, 225)은 각각 에나멜 등의 절연물질이 코팅된 구리 등의 금속도선으로 형성될 수 있다.
제1 및 제2 코일(221, 225)은 각각, 전류가 흐를 때 소정의 인덕턴스(L)(A(H))를 형성하도록 코어(210)의 제1 및 제2 측(211, 215)의 상부측(도 6 및 도 8)에 설치된 제1 및 제2 보빈(227, 228)에 일정 피치를 가지도록 권선된다.
제1 및 제2 보빈(227, 228)은 열에 의해 쉽게 파손되지 않고 절연저항이 높은 재료로 형성된다. 본 실시 예에서, 제1 및 제2 보빈(227, 228)은 종이재의 지관 또는 베이클라이트와 같은 수지재의 사각형 통으로 형성될 수 있다.
제2 필터(230)는 제3 및 제4 코일(231, 235)을 구비한다. 제1 및 제2 코일(231, 235)은 제1 및 제2 코일(221, 225)과 마찬가지로, 각각 에나멜 등의 절연물질이 코팅된 구리 등의 금속도선으로 형성되어, 전류가 흐를 때 소정의 인덕턴스(L)(A(H))를 형성하도록 코어(210)의 제1 및 제2 측(211,215)에 설치된 고주파 절연재의 제1 및 제2 보빈(227, 228)의 하부측에 일정 피치를 가지도록 권선된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1 및 제3 코일(221, 231)은 서로 직렬로 연결되도록 제1 코일(221)의 제2 단부(221b)가 연결선(224)을 통해 접속점(224a)에서 제3 코일(231)의 제1 단부(231a)가 접속된다. 제1 코일(221)의 제1 단부(221a)는 제1 필터 입력(LIVE)과 전기적으로 연결되고, 제1 코일(221)의 제1 단부(221a)의 반대 쪽에 위치한 제3 코일(231)의 제2 단부(231b)는 제1 필터 출력(a)과 전기적으로 연결된다.
제2 및 제4 코일(225, 235)은 서로 직렬로 연결되도록 제2 코일(225)의 제2 단부(225b)가 연결선(234)을 통해 접속점(234a)에서 제4 코일(235)의 제1 단부(235a)가 접속된다. 제2 코일(225)의 제1 단부(225a)는 제2 필터 출력(Neutral)과 전기적으로 연결되고, 제2 코일(225)의 제1 단부(225a)의 반대 쪽에 위치한 제4 코일(235)의 제2 단부(235b)는 제2 필터 입력(b)과 전기적으로 연결된다.
제1 필터 입력(LIVE)과 제2 필터 출력(Neutral)은 예컨대, AC 전원과 연결되고, 제1 필터 출력과 제2 필터 입력(a, b)은 전원회로부(160)의 부하(L)를 구성하는 상기 구성들(110, 120, 150, 140, 130, 160)에 필요한 전압을 공급하는 스위칭 전원(161)의 정류부(도시하지 않음)와 연결될 수 있다.
이와 같이 구성된 제1 내지 제4 코일(221, 225, 231, 235)은, 각각 제1 및 제3 코일(221, 231)과 제2 및 제4 코일(225, 235)이 권선된 제1 및 제2 보빈(227, 228)을 코어(210)의 제1 및 제2 측(211, 215)에 설치한 후, 액상의 절연물을 침투시키는 함침에 의하여 고정될 수 있다.
임피던스 평형부(260)는 제1 및 제2 필터(220, 230)의 임피던스의 평형을 유지하기 위한 것으로, 코어(210)의 중앙 공간에서 제1 측(211)과 제2 측(215) 사이에 배치된다. 이에 의해, 2단 노이즈 필터(200)는 크기 및 설치 공간이 더 감소될 수 있고, 전자장치를 더 소형화하는 것이 가능하다.
임피던스 평형부(260)는 제1 및 제3 코일(221, 231) 사이 및 제2 및 제4 코일(225, 235) 사이를 흐르는 정격 주파수와 동일한 유용한 주파수의 전류가 소정 양을 초과하지 않도록 한다.
본 실시 예에서, 임피던스 평형부(260)는 제1 및 제3 코일(221, 231) 사이를 연결하는 제1 연결선(224)과 제3 및 제4 코일(225, 235) 사이를 연결하는 제2 연결선(234) 사이에서 병렬로 제1 접속점(224a)과 제2 접속점(234a)에 연결된 캐패시터(265)로 구현될 수 있다. 캐패시터(265)는 정격 주파수에서 충분히 높은 임피던스를 나타내도록 구성된다.
이에 의해, 제1 필터(210)의 제1 및 제2 코일(221, 225)에서 발생되는 임피던스는 제2 필터(220)의 제3 및 제4 코일(231, 235)에서 발생되는 임피던스와 평형을 이룬다.
따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, AC 전원으로부터 제1 필터 입력(LIVE)에서 제1 필터 출력(a)으로 상용 교류가 흐를 때, 제1 및 제3 코일(221, 231)은 상용 교류의 변화량에 기초하여 코어(210)의 제1 측(211)에 유도기전력을 발생시켜 화살표방향으로 제1 자속경로를 형성하는 자속을 형성한다.
또한, 전원회로부(160)의 부하(L)를 거친 교류 전류는 제2 필터 입력(b)에서 제2 필터 출력(Neutral)으로 흐른다. 따라서, 제2 및 제4 코일(225, 235)은 들어오는 전류의 변화량에 기초하여 코어(210)의 제2 측(215)에 유도기전력을 발생시켜 화살표방향으로 제1 자속경로와 단일 폐루프를 이루는 제2 자속경로를 형성하는 자속을 형성한다. 이렇게 발생한 자속에 의하여 코어(210)에서는 커먼모드 노이즈가 억제된다.
한편, 제1 필터 출력(a)과 제2 필터 입력(b) 사이에는 부하(L)가 존재하기 때문에, 제1 및 제3 코일(221, 231) 사이로 흐르는 전류와 제2 및 제4 코일(225, 235) 사이로 흐르는 전류 간에는 위상변이가 존재한다. 따라서, 제1 필터 출력(a)과 제2 필터 입력(b)에는 정격 주파수와 동일한 유용한 주파수와 다른 높은 주파수의 방해 전류가 가해질 수 있다. 이 경우, 임피던스 평형부(260)의 캐패시터(265)는 방해 전류를 일시적으로 저장하여 제1 및 제3 코일(221, 231) 사이와 제2 및 제4 코일(225, 235) 사이로 흐르는 유용한 주파수의 전류가 소정 양을 초과하지 않도록 한다. 그 결과, 제1 필터 입력(LIVE)와 제2 필터 출력(Neutral)에는 아주 적은 방해 전류만 발생된다. 이에 의해, 제1 필터(220)의 제1 및 제2 코일(221, 225)에서 발생되는 임피던스는 유용한 주파수에서 제2 필터(230)의 제3 및 제4 코일(231, 235)에서 발생되는 임피던스와 평형을 이룬다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 2단 노이즈 필터(200) 및 그것을 구비한 전자장치(100)는 하나의 코어(210)에 제1 및 제2 필터(220, 230)가 마련되기 때문에 제1 및 제2 필터(220, 230)가 개별적으로 별도의 코어에 마련되는 종래의 2단 노이즈 필터 보다 부품수와 크기 및 설치공간이 감소된다. 따라서, 구조가 간단해질 뿐 아니라 제조공수가 감소되고 제조비용이 절감된다. 또한, 2단 노이즈 필터(200)의 설치공간 감소로 인해 2단 노이즈 필터(200)를 실장하는 전자장치(100)의 크기를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 2단 노이즈 필터(200) 및 그것을 구비한 전자장치(100)는 제1 필터(220)의 제1 및 제2 코일(221, 225)과 제2 필터(230)의 제3 및 제4 코일(231, 235)이 각각 코어(210)의 제1 및 제2 측(211, 215)에 마련되어 단일 폐루프의 자속경로를 형성한다. 그러므로, 2단 노이즈 필터(200)는 제1 필터의 제1 및 제2 코일과 제2 필터의 제3 및 제4 코일이 각각 제1 코어의 제1 측과 제2 코어의 제2 측에 마련되어 자속경로가 두 개로 분산되는 종래의 2단 노이즈 필터의 임피던스와 비교할 때, 각 코어의 크기 및 각 코일의 권선수가 동일한 조건에서 동시간에 더 높은 임피던스를 발생할 수 있다. 그 결과, 2단 노이즈 필터(200)의 인덕턴스(L)(A(H))는 종래의 2단 노이즈 필터와 비교하여 더 감소될 수 있다. 그러므로, 2단 노이즈 필터(200)는 더 적은 용량, 예컨대, 1/2 용량으로 설계하더라도, 즉, 코어의 크기 및/또는 코일의 권선수를 줄이더라도, 종래의 2단 노이즈 필터와 동일한 EMI 필터링 성능을 얻을 수 있다. 이 경우, 2단 노이즈 필터(200)는 종래의 2단 노이즈 필터 보다 더 작게 설계되어 크기 및 설치공간이 더욱 감소된다. 그 결과, 2단 노이즈 필터(200)의 제조비용이 더욱 절감되고, 2단 노이즈 필터(200)가 실장되는 전자장치(100)의 크기도 더 감소시킬 수 있다.
또한, 또한, 본 발명에 따른 2단 노이즈 필터(200) 및 그것을 구비한 전자장치(100)는 임피던스 평형부(260)가 코어(210)의 중앙 공간에 설치되므로, 임피던스 평형부가 코어들과 별도로 배치되는 종래의 2단 노이즈 필터 보다 크기와 설치 공간이 더 감소된다. 그 결과, 2단 노이즈 필터(200)의 제조비용이 더욱 절감되고, 전자장치(100)의 크기도 더 감소시킬 수 있다.
본 발명은 이상에서 설명한 바와 같은 특정의 바람직한 실시예에 의해 한정되지 않으며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 전자장치 160: 전원회로부
200: 2단 노이즈 필터 210 : 코어
211: 제1 측 215: 제2 측
220: 제1 필터 221: 제1 코일
225: 제2 코일 230: 제2 필터
231: 제3 코일 235: 제4 코일
260: 임피던스 평형부 265: 캐패시터

Claims (10)

  1. 제1 측과 상기 제1 측과 마주보는 제2 측을 구비하는 코어와;
    상기 코어의 제1 측에 권선된 제1 코일과 상기 코어의 제2 측에 권선된 제2 코일을 구비하는 제1 필터와;
    상기 코어의 제1 측에 상기 제1 코일과 직렬로 권선된 제3 코일과 상기 코어의 제2 측에 상기 제2 코일과 직렬로 권선된 제4 코일을 구비하는 제2 필터와;
    상기 제1 및 제2 필터의 임피던스의 평형을 유지하는 임피던스 평형부를 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 노이즈 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 코일은 전류가 흐를 때 상기 코어의 제1 측에서 제1 자속경로를 형성하고,
    상기 제2 및 제4 코일은 전류가 흐를 때 상기 코어의 제2 측에서 상기 제1 자속경로와 단일 폐루프를 형성하는 제2 자속경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 2단 노이즈 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 임피던스 평형부는 상기 코어의 중앙 공간에 배치된 것을 특징으로 하는 2단 노이즈 필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 임피던스 평형부는 상기 코어의 제1 측과 제2측 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 2단 노이즈 필터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 임피던스 평형부는 상기 제1 및 제3 코일 사이의 제1 연결선과 상기 제2 및 제4 코일 사이의 제2 연결선 사이에 병렬 연결된 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 노이즈 필터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1코일의 제1 단부는 제1필터 입력에 전기적으로 연결되고 상기 제1코일의 제1 단부의 반대 쪽에 위치한 상기 제3 코일의 제2 단부는 제1 필터 출력에 전기적으로 연결되고, 상기 제2코일의 제1 단부는 제2필터 출력에 전기적으로 연결되고 상기 제2 코일의 제1 단부의 반대 쪽에 위치한 상기 제4 코일의 제2 단부는 제2 필터 입력에 전기적으로 연결되어, 소정 주파수의 유용한 교류 전류를 상기 제1필터 입력에서 상기 제1 필터 출력으로 흐르게 하고 상기 제2 필터입력에서 상기 제2 필터 출력으로 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 2단 노이즈 필터.
  7. 제1 측과 상기 제1 측과 마주보는 제2 측을 구비하는 코어와;
    상기 코어의 제1 측에 권선된 제1 코일과 상기 코어의 제2 측에 권선된 제2 코일을 구비하는 제1 필터와;
    상기 코어의 제1 측에 권선된 제3 코일과 상기 코어의 제2 측에 권선된 제4 코일을 구비하는 제2 필터와;
    상기 코어의 제1 측과 제2측 사이에 배치되고, 상기 제1 및 제2 필터의 임피던스의 평형을 유지하는 임피던스 평형부를 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 노이즈 필터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 임피던스 평형부는 상기 코어의 중앙 공간에 배치된 것을 특징으로 하는 2단 노이즈 필터.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 코일은 서로 직렬로 연결되고,
    상기 제2 및 제4 코일은 서로 직렬로 연결되며,
    상기 임피던스 평형부는 상기 제1 및 제3 코일 사이의 제1 연결선과 상기 제2 및 제4 코일 사이의 제2 연결선 사이에 병렬 연결된 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 노이즈 필터.
  10. 전자장치에 있어서,
    상기 전자장치가 소정의 기능을 수행하도록 전원을 공급하는 전원회로부와;
    상기 전원회로부에 마련되어, 상기 전원회로부의 전원선과 접지선에 야기된 노이즈를 억제하는 제1 항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 따른 2단 노이즈 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
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