KR20170004561A - 단일 코일 제품의 누설 인덕턴스 측정용 권선체 지그 및 이를 이용한 단일 코일 제품의 누설 인덕턴스 측정방법 - Google Patents

단일 코일 제품의 누설 인덕턴스 측정용 권선체 지그 및 이를 이용한 단일 코일 제품의 누설 인덕턴스 측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 코어에 1개의 권선 코일이 권취된 단일 코일에 대하여 권선 적층의 정열 여부를 간편하게 확인할 수 있도록 하는 단일 코일 제품의 누설 인덕턴스 측정용 권선체 지그 및 이를 이용한 단일 코일 제품의 누설 인덕턴스 측정방법에 관한 것이다. 본 발명은, 1차측 코일이 구비된 단일 코일 제품을 삽입할 수 있는 수용부가 구비됨과 아울러 2차측 코일이 구비된 권선체 지그를 준비하여, 권선체 지그의 수용부에 단일 코일 제품을 삽입하고, 권선체 지그의 2차측 코일을 통해 제1인덕턴스값을 측정한 다음, 단일 코일 제품의 1차측 코일을 쇼트시킨 뒤, 권선체 지그의 2차측 코일 통해 제2인덕턴스값을 측정하고, 제1인덕턴스값과 제2인덕턴스값으로부터 누설 인덕턴스값을 산출하게 된다.

Description

단일 코일 제품의 누설 인덕턴스 측정용 권선체 지그 및 이를 이용한 단일 코일 제품의 누설 인덕턴스 측정방법{Coiled jig for measuring leakage inductance of single coil component and method of measuring leakage inductance for the component}
본 발명은 누설 인덕턴스를 측정하는 지그와 방법에 관한 것으로서, 특히 코어에 1개의 권선 코일이 권취된 단일 코일 구조의 제품에 대하여 권선 적층의 정열 여부를 간편하게 확인할 수 있도록 하는 단일 코일 제품의 누설 인덕턴스 측정용 권선체 지그 및 이를 이용한 단일 코일 제품의 누설 인덕턴스 측정방법에 관한 것이다.
각종 전기전자 제품에서 회로를 구성하는 요소들 중에 코일은 기본적인 상수인 인덕턴스를 실현하는 부품으로서, 전류의 에너지를 자속(磁束)이라는 자기 에너지로 변환하는 역할을 한다.
코일은 코어에 와이어가 권선되는 구조에 따라 단일 코일(single coil)과 다중 코일(multi coil)로 구분이 된다. 단일 코일의 경우 코어에 1개의 권선 코일이 권취된 구조를 가지며, EMI필터나 발진기, TV 등의 대전류 초크 등으로 사용되고 있다.
일반적으로 코일의 권선 상태가 불량하면, 즉 권선이 정열되지 않은 상태로 적층이 되어 있으면 코일에 발열이 일어나게 되고, 누설 인덕턴스가 커지게 된다.
따라서, 코일이 적용된 트랜스포머와 같은 코일 제품의 제조시 코일 제품의 불량 여부를 테스트하는 데에는 통상적으로 누설 인덕턴스를 측정하는 방법을 사용하게 되는데, 코일이 겹쳐진 상태로 감기거나 틈이 발생하는 등 불량이 있을 경우 누설 인덕턴스가 증가하므로 이를 확인하여 불량을 판정하게 된다.
예를 들어 1차측 코일과 2차측 코일을 구비한 트랜스포머에서 누설 인덕턴스의 측정법은 다음과 같이 이루어진다. 먼저, 트랜스포머의 턴비(turn ratio)가 1:1이고 1차측 코일과 2차측 코일의 인덕턴스가 1.2mH라고 가정한다. 도 1을 참조하면, 3번과 4번 단자를 쇼트(short)시킨 뒤, 1번과 2번 단자 간의 인덕턴스값을 측정해서 나오는 값이 누설 인덕턴스값이 된다. 2차측 코일의 3번과 4번 단자가 연결되면 폐회로가 형성되어 1차측 코일에서는 인덕턴스값이 "0"이 나와야 이론상 정상인데, 만일 0.6μH의 값이 나왔다면 이 값이 누설 인덕턴스값이 되는 것이다.
이와 같이 일측 코일을 쇼트시킨 상태에서 타측 코일의 누설 인덕턴스를 측정함으로써 코일 제품의 권선 불량 여부를 간단하게 시험할 수가 있다. 그런데, 단일 코일 구조를 갖는 단일 코일 제품에 있어서는 쇼트시킬 수 있는 다른 코일 부위가 존재하지 않기 때문에 누설 인덕턴스의 측정이 불가능하다. 따라서, 단일 코일 제품의 권선 불량 여부를 확인하기 위해서는 제품의 코일을 감싸고 있는 튜브를 벗겨내어 확인을 하여야 하는데, 그럴 경우 제품이 손상되어 상품 가치가 떨어지게 된다. 만일 단일 코일 제품의 제조과정에서 코일의 외측에 튜브를 씌우기 전에 권선 상태를 육안으로 검사하는 공정을 수행한다고 하더라도 정확한 검사가 이루어지기는 힘들다.
한편, 하기 선행기술문헌들에는 유도전동기에 대한 누설 인덕턴스를 추정하는 방법들이 알려져 있을 뿐, 단일 코일 제품에 대한 누설 인덕턴스를 정량적으로 측정할 수 있는 기술은 개발되어 있지 않다.
대한민국 특허공개번호 제10-1998-025584호(1998.07.15 공개) 대한민국 특허공개번호 제10-2000-0007243호(2000.02.07 공개) 대한민국 특허공개번호 제10-2003-0073138호(2003.09.19 공개)
전술한 바와 같이, 다중 코일 제품에서는 일측 코일을 쇼트시킨 상태에서 타측 코일의 누설 인덕턴스를 측정함으로써 권선 불량 여부를 간단하게 시험할 수가 있지만, 단일 코일 구조를 갖는 단일 코일 제품에 있어서는 쇼트시킬 수 있는 다른 코일 부위가 존재하지 않기 때문에 누설 인덕턴스의 측정이 불가능하다.
본 발명은 이를 감안하여 개발된 것으로서, 단일 코일 구조의 제품에 대하여 누설 인덕턴스를 간편하게 정량적으로 측정하여 권선 불량 여부를 쉽게 판단할 수 있도록 하는 단일 코일 제품의 누설 인덕턴스 측정용 권선체 지그 및 이를 이용한 단일 코일 제품의 누설 인덕턴스 측정방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 단일 코일 제품을 삽입할 수 있는 수용부가 형성된 코어와, 이 코어의 외주면에 권선되면서 코어의 외측으로 양단이 인출된 인출선을 포함하는 코일과, 이 코어의 상단측에 형성되어 코일의 인출선과 전기적으로 접촉하는 한 쌍의 단자가 구비된 상단측 플랜지와, 코어의 하단측에 형성되어 시험 테이블 상에 안정적으로 안착이 되는 하단측 플랜지를 포함하여 이루어진 단일 코일 제품의 누설 인덕턴스 측정용 권선체 지그를 제공한다.
또한 본 발명은, 1차측 코일이 구비된 단일 코일 제품을 삽입할 수 있는 수용부가 구비됨과 아울러 2차측 코일이 구비된 권선체 지그를 준비하는 단계와, 권선체 지그의 수용부에 단일 코일 제품을 삽입하는 단계와, 권선체 지그의 2차측 코일을 통해 제1인덕턴스값을 측정하는 단계와, 단일 코일 제품의 1차측 코일을 쇼트시키는 단계와, 권선체 지그의 2차측 코일 통해 제2인덕턴스값을 측정하는 단계와, 제1인덕턴스값과 제2인덕턴스값으로부터 누설 인덕턴스값을 산출하는 단계를 포함하여 이루어지는 단일 코일 제품의 누설 인덕턴스 측정방법을 제공한다.
위와 같이 구성된 본 발명은, 단일 코일 제품의 1차측 코일에 대응하는 2차측 코일을 구비한 권선체 지그를 이용하여 단일 코일 제품의 누설 인덕턴스를 간편하게 정량적으로 측정할 수가 있으므로, 단일 코일 구조의 제품에 대한 권선 불량 여부를 매우 쉽게 판단할 수 있고, 이에 따라 제품의 품질 관리에 유용한 효과가 있다.
도 1은 트랜스포머에서 누설 인덕턴스의 측정법을 설명하기 위한 간단한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 측정방법을 적용할 단일 코일 제품과 권선체 지그를 예시한 분리 사시도이다.
도 3은 도 2의 권선체 지그에 단일 코일 제품이 조립된 상태 및 인덕턴스 측정장치를 예시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 측정방법에 대한 작업 순서도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 측정방법을 적용할 단일 코일 제품과 권선체 지그를 예시한 분리 사시도이고, 도 3은 도 2의 권선체 지그에 단일 코일 제품이 조립된 상태 및 인덕턴스 측정장치를 예시한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 측정방법에 대한 작업 순서도이다.
먼저, 본 발명에 따른 단일 코일 제품의 누설 인덕턴스 측정방법을 적용하기 위해서는 도 2와 도 3에 예시된 것처럼 단일 코일 제품(10)에 대응하는 권선체 지그(20)를 준비하도록 한다. 권선체 지그(20)는 도 3에 보이는 것처럼 인덕턴스 측정을 위한 측정장치(LCR Meter : 30)의 테스트 리드 집게(31)와 연결된다.
단일 코일 제품(10)은, 주지하는 바와 같이, 코어(11)의 외주면에 단일한 코일(12, 이를 '1차측 코일'이라 함)이 권선되어 있으며, 코어(11)의 상단 측에는 한 쌍의 단자(13,13' : 이하 '제1단자'라 함)가 코일(12)과 연결된 상태로 노출되어 있다.
권선체 지그(20)는 예컨대 보빈형의 코어(21)에 코일(22, 이를 '2차측 코일'이라 함)이 권선된 것으로서, 코어(21)의 상단과 하단에는 각각 플랜지(23,24)가 형성되어 있고, 코어(21)의 중심에는 단일 코일 제품(10)을 삽입할 수 있도록 속이 빈 수용부(25)가 형성되어 있다. 코어(21)의 하단측 플랜지(24)는 시험 테이블 상에 권선체 지그(20)가 안정적으로 안착이 되도록 하는 역할을 하며, 상단측 플랜지(23) 쪽에는 코어(21)에 권선된 코일(22)의 양쪽 인출선(22a,22b)과 각각 전기적으로 접촉하는 한 쌍의 단자(26,26' : 이하 '제2단자'라 함)가 구비되어 있다. 이 제2단자(26,26')는 인덕턴스 측정을 위한 측정장치(LCR Meter : 30)의 테스트 리드 집게(31)에 직접 물릴 수도 있고, 코일(22)의 인출선(22a,22b)이 테스트 리드 집게(31)에 용이하게 물릴 수 있도록 코일(22)의 인출선(22a,22b)을 전기적 접촉 상태에서 지지하는 역할을 할 수도 있다. 본 실시예에서 상단측 플랜지(23)에 제2단자(26,26')의 설치를 용이하기 위해 별도의 보조틀(27)을 추가하고 있으나, 이 보조틀(27) 없이 상단측 플랜지(23)에 제2단자(26,26')가 직접 설치될 수도 있다. 이러한 권선체 지그(20)는 단일 코일 제품(10)의 크기와 구조에 따라 다양하게 변형 실시가 이루어질 수 있다.
위와 같이 권선체 지그(20)가 준비된 상태에서 단일 코일 제품(10)의 누설 인덕턴스를 측정하기 위해, 권선체 지그(20)의 수용부(25)에 단일 코일 제품(10)을 삽입한다.
그리고, 권선체 지그(20)의 제2단자(26,26') 또는 이 제2단자(26,26')에 전기적으로 접촉하고 있는 코일(22)의 인출선(22a,22b), 즉 2차측 코일에 측정장치의 테스트 리드 집게(31)를 물린 상태에서, 인덕턴스값(이를 편의상 '제1인덕턴스값'이라 함)을 측정한다.
이어서, 단일 코일 제품(10)의 1차측 코일을 쇼트(short)시키는데, 예를 들면 전기전도성을 가진 집게로 제1코일 단자(13,13')를 물려서 제1코일 단자(13,13')가 전기적으로 서로 접촉하도록 한다.
이렇게 단일 코일 제품(10)의 1차측 코일을 쇼트(short)시킨 상태에서, 위와 마찬가지로 권선체 지그(20)의 2차측 코일을 통해 인덕턴스값((이를 편의상 '제2인덕턴스값'이라 함)을 측정한다.
이와 같이 측정된 제1인덕턴스값과 제2인덕턴스값으로부터 단일 코일 제품(10)의 누설 인덕턴스값을 산출함으로써, 단일 코일 제품(10)의 권선 불량 여부를 판단할 수 있게 된다.
예를 들어, 단일 코일 제품(10)의 1차측 코일(12)의 권선이 정열되지 않은 상태로 적층이 되어 있다면 누설 인덕턴스가 커지게 되므로, 일정 기준값 이상일 경우 권선 불량으로 판단한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 단일 코일 제품(10)의 1차측 코일(12)에 대응하는 2차측 코일(22)을 구비한 권선체 지그(20)를 이용함으로써 단일 코일 제품(10)의 누설 인덕턴스를 간편하게 정량적으로 측정할 수가 있다. 따라서, 본 발명은 단일 코일 구조의 제품(예를 들면, EMI필터나 발진기, TV의 대전류 초크 등)에 대한 권선 불량 여부를 매우 쉽게 판단할 수 있으므로, 제품의 품질 관리에 매우 유용하게 쓰일 수가 있다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10 : 단일 코일 제품 11,21 : 코어
12,22 : 코일 13,13' : 제1단자
20 : 권선체 지그 22a,22b : 인출선
23 : 상단측 플랜지 24 : 하단측 플랜지
25 : 수용부 26,26' : 제2단자
30 : 측정장치(LCR Meter) 31 : 테스트 리드 집게

Claims (2)

  1. 단일 코일 제품을 삽입할 수 있는 수용부가 형성된 코어;
    상기 코어의 외주면에 권선되면서 코어의 외측으로 양단이 인출된 인출선을 포함하는 코일;
    상기 코어의 상단측에 형성되어 상기 코일의 인출선과 전기적으로 접촉하는 한 쌍의 단자가 구비된 상단측 플랜지;
    상기 코어의 하단측에 형성되어 시험 테이블 상에 안정적으로 안착이 되는 하단측 플랜지를 포함하여 이루어진 단일 코일 제품의 누설 인덕턴스 측정용 권선체 지그.
  2. 1차측 코일이 구비된 단일 코일 제품을 삽입할 수 있는 수용부가 구비됨과 아울러 2차측 코일이 구비된 권선체 지그를 준비하는 단계;
    상기 권선체 지그의 수용부에 상기 단일 코일 제품을 삽입하는 단계;
    상기 권선체 지그의 2차측 코일을 통해 제1인덕턴스값을 측정하는 단계;
    상기 단일 코일 제품의 1차측 코일을 쇼트시키는 단계;
    상기 권선체 지그의 2차측 코일 통해 제2인덕턴스값을 측정하는 단계;
    상기 제1인덕턴스값과 상기 제2인덕턴스값으로부터 누설 인덕턴스값을 산출하는 단계를 포함하여 이루어지는 단일 코일 제품의 누설 인덕턴스 측정방법.
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