KR20170040984A - Magnetic core, inductor and reactor comprising the same - Google Patents

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KR20170040984A
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염재훈
김소연
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이상원
정효연
한종수
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a magnetic core comprises: a first core unit; a second core unit facing the first core unit; a third core unit arranged between the first core unit and the second core unit; and a fourth core unit arranged between the first core unit and the second core unit, and facing the third core unit. A step is formed on one surface of at least one of the first core unit and the second core unit.

Description

자성 코어, 이를 포함하는 인덕터 및 리액터{MAGNETIC CORE, INDUCTOR AND REACTOR COMPRISING THE SAME}MAGNETIC CORE, INDUCTOR AND REACTOR COMPRISING THE SAME,

본 발명은 자성 코어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대전류 인덕터 또는 대전류 리액터에 포함되는 자성 코어에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic core, and more particularly, to a magnetic core included in a large current inductor or a large current reactor.

태양광 시스템, 풍력 발전 시스템, 전기 자동차 등에 사용되는 PFC(Power Factor Correction)용 대전류 강압용 인덕터, 대전류 승압용 인덕터, 3상 라인 리액터 등은 자성 코어 및 보빈 상에 권선된 코일을 포함한다. 여기서, 자성 코어는 연자성 금속 분말을 고압에서 성형하는 방법으로 제작된다. 대전류 인덕터 또는 대전류 리액터에 포함되는 자성코어는 대전류에서의 직류 중첩 특성을 높이고, 고주파에서의 코어 손실을 줄이며, 안정된 투자율을 얻어야 하므로, 인덕턴스를 높일 필요가 있다. 인덕턴스는 수학식 1에 따라 결정될 수 있다. A high current inductor for power factor correction for PFC (Power Factor Correction), a large current boost inductor, a three-phase line reactor, etc. used in a solar system, a wind power generation system, and an electric vehicle include a coil wound on a magnetic core and a bobbin. Here, the magnetic core is manufactured by a method of molding the soft magnetic metal powder at a high pressure. The magnetic core included in the large current inductor or the large current reactor needs to increase the direct current superposition characteristic in a large current, reduce the core loss at a high frequency, and obtain a stable permeability, so that the inductance needs to be increased. The inductance can be determined according to equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, AL은 1Ts의 인덕턴스이고, N은 권선 수(Winding Turns)이며, μ는 투자율(permeability)이고, A는 코어의 단면적이며, le는 자로 길이(Magnetic path length)이고, L은 인덕턴스(Inductance)이다. Here, A L is the inductance of the 1Ts, N is the number of windings (Winding Turns), μ is the magnetic permeability (permeability), and, A is a sectional area of the core, l e is the character length (Magnetic path length), L is the inductance (Inductance).

수학식 1에 따르면, 투자율, 권선 수, 코어의 단면적 등을 증가시키면, 인덕턴스를 높일 수 있다. According to Equation (1), if the permeability, the number of windings, the cross-sectional area of the core, and the like are increased, the inductance can be increased.

그러나, 코어의 단면적을 증가시킬 경우, 동선 손실이 커지게 되는 문제가 있다. 또한, 수학식 2를 참조하면, 권선 수 또는 코일에 인가되는 전류 값은 자기장에 비례하며, 도 1에서 도시된 바와 같이 자기장이 커질수록 고투자율에서의 인덕턴스가 낮아지게 된다.However, when the cross-sectional area of the core is increased, there is a problem that the copper wire loss becomes large. Referring to Equation (2), the number of windings or the current value applied to the coil is proportional to the magnetic field. As shown in FIG. 1, the larger the magnetic field, the lower the inductance at the high permeability.

Figure pat00002
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여기서, H는 자기장(Magnetizing Force, Oe, A/m)이고, N은 권선 수이며, I는 인가 전류(A)이고, le는 자로 길이이다. Where H is the magnetic field (Magnetizing Force, Oe, A / m), N is the number of windings, I is the applied current (A) and l e is the length of the magnetic field.

한편, 자성 코어가 규소 강판 또는 비정질 리본을 적층하여 이루어진 경우, 규소 강판의 높은 코어 손실 또는 비정질 리본의 자왜 상수로 인하여 열과 소음이 심한 문제가 있다. 이를 해결하기 위하여, 자성 코어와 코일 간의 갭을 크게 할 수 있으나, 갭이 커질수록 인덕터 또는 리액터 자체의 부피가 커지므로 비용이 증가하며, 도 2에서 도시된 바와 같이 인덕턴스가 낮아지는 문제가 있다. On the other hand, when the magnetic core is formed by laminating a silicon steel sheet or an amorphous ribbon, a high core loss of the silicon steel sheet or a manganese constant of the amorphous ribbon causes heat and noise. In order to solve this problem, the gap between the magnetic core and the coil can be enlarged. However, as the gap becomes larger, the volume of the inductor or the reactor itself increases, resulting in an increase in cost and a problem of lowering the inductance as shown in FIG.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 대전류 인덕터 또는 대전류 리액터에 포함되며, 인덕턴스가 높은 자성 코어를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a magnetic core having a high inductance, which is included in a large current inductor or a large current reactor.

본 발명의 한 실시예에 따른 인덕터는 보빈, 상기 보빈 상에 권선되는 코일, 상기 코일을 수용하는 자성 코어를 포함하고, 상기 자성 코어는 제1 코어 유닛, 상기 제1 코어 유닛과 대향하는 제2 코어 유닛, 상기 제1 코어 유닛 및 상기 제2 코어 유닛 사이에 배치되는 제3 코어 유닛, 그리고 상기 제1 코어 유닛 및 상기 제2 코어 유닛 사이에 배치되며 상기 제3 코어 유닛에 대향하는 제4 코어 유닛을 포함하며, 상기 제1 코어 유닛 및 상기 제2 코어 유닛 중 적어도 하나의 한 면에는 단차가 형성된다.The inductor according to an embodiment of the present invention includes a bobbin, a coil wound on the bobbin, and a magnetic core for receiving the coil, the magnetic core including a first core unit, a second core unit facing the first core unit, A core unit disposed between the first core unit and the second core unit, and a third core unit disposed between the first core unit and the second core unit, and a fourth core disposed between the first core unit and the second core unit, Wherein a step is formed on one surface of at least one of the first core unit and the second core unit.

상기 단차는 상기 코일을 수용하기 위하여 상기 제1 코어 유닛, 상기 제2 코어 유닛, 상기 제3 코어 유닛 및 상기 제4 코어 유닛의 조립에 의하여 형성되는 공간을 이루는 면에 형성될 수 있다.The step may be formed on a surface forming a space formed by the assembly of the first core unit, the second core unit, the third core unit and the fourth core unit to accommodate the coil.

상기 단차 중 높은 영역인 제1 영역은 상기 제3 코어 유닛 및 상기 제4 코어 유닛 중 적어도 하나의 한 면과 접촉할 수 있다.And a first region that is a higher one of the steps is in contact with one surface of at least one of the third core unit and the fourth core unit.

상기 단차 중 높은 영역인 제1 영역과 낮은 영역인 제2 영역 간의 높이 차로 인하여 홈이 형성될 수 있다.A groove may be formed due to a height difference between a first region which is a high region of the step and a second region which is a low region.

상기 제1 영역과 상기 제2 영역 간의 높이 차에 따라 상기 코일로부터 유도되는 자로 길이가 달라질 수 있다.The length of the magnetic field induced from the coil may vary according to the height difference between the first area and the second area.

상기 자성 코어는 연자성 금속 분말 및 페라이트 분말 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The magnetic core may include at least one of a soft magnetic metal powder and a ferrite powder.

본 발명의 한 실시예에 따른 리액터는 보빈, 상기 보빈 상에 권선되는 코일, 상기 코일을 수용하는 자성 코어를 포함하고, 상기 자성 코어는 제1 코어 유닛, 상기 제1 코어 유닛과 대향하는 제2 코어 유닛, 상기 제1 코어 유닛 및 상기 제2 코어 유닛 사이에 배치되는 제3 코어 유닛, 그리고 상기 제1 코어 유닛 및 상기 제2 코어 유닛 사이에 배치되며 상기 제3 코어 유닛에 대향하는 제4 코어 유닛을 포함하며, 상기 제1 코어 유닛 및 상기 제2 코어 유닛 중 적어도 하나의 한 면에는 단차가 형성된다.A reactor according to an embodiment of the present invention includes a bobbin, a coil wound on the bobbin, and a magnetic core accommodating the coil, wherein the magnetic core includes a first core unit, a second core unit facing the first core unit, A core unit disposed between the first core unit and the second core unit, and a third core unit disposed between the first core unit and the second core unit, and a fourth core disposed between the first core unit and the second core unit, Wherein a step is formed on one surface of at least one of the first core unit and the second core unit.

본 발명의 한 실시예에 따른 자성 코어는 제1 코어 유닛, 상기 제1 코어 유닛과 대향하는 제2 코어 유닛, 상기 제1 코어 유닛 및 상기 제2 코어 유닛 사이에 배치되는 제3 코어 유닛, 그리고 상기 제1 코어 유닛 및 상기 제2 코어 유닛 사이에 배치되며 상기 제3 코어 유닛에 대향하는 제4 코어 유닛을 포함하며, 상기 제1 코어 유닛 및 상기 제2 코어 유닛 중 적어도 하나의 한 면에는 단차가 형성된다. A magnetic core according to an embodiment of the present invention includes a first core unit, a second core unit facing the first core unit, a third core unit disposed between the first core unit and the second core unit, And a fourth core unit disposed between the first core unit and the second core unit and facing the third core unit, wherein at least one of the first core unit and the second core unit has a step .

상기 제1 코어 유닛, 상기 제2 코어 유닛, 상기 제3 코어 유닛 및 상기 제4 코어 유닛의 조립에 의하여 형성된 공간에는 코일이 수용될 수 있다.The coil may be accommodated in a space formed by the assembly of the first core unit, the second core unit, the third core unit, and the fourth core unit.

본 발명의 실시예에 따르면, 대전류 인덕터 또는 대전류 리액터의 부피를 변화시키지 않고, 코일의 권선 수 또는 인가되는 전류 값을 높이지 않으면서도, 자로를 증가시켜 인덕턴스를 높일 수 있다. 또한, 대전류 인덕터 또는 대전류 리액터에 포함되는 연자성 금속 분말의 양을 줄일 수 있으므로, 제작 비용을 감소 시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 자성 코어는 PFC(Power Factor Correction)용 대전류 리액터, PFC용 대전류 인덕터, 태양광 시스템 또는 풍력 발전 시스템의 인버터용 인덕터 필터, 태양광 시스템 또는 전기 자동차의 대용량 DC-DC 컨버터용 인덕터, 차량의 전장용 인덕터 등에 적용될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to increase the inductance by increasing the magnetic path without increasing the number of windings of the coil or the value of the current applied, without changing the volume of the large current inductor or the large current reactor. Further, since the amount of the soft magnetic metal powder contained in the high current inductor or the large current reactor can be reduced, the manufacturing cost can be reduced. The magnetic core according to the embodiment of the present invention can be used for a large-current reactor for PFC (Power Factor Correction), a large-current inductor for PFC, an inductor filter for inverter of solar photovoltaic system or wind turbine system, An inductor, an inductor for an electric field of a vehicle, and the like.

도 1은 투자율 별 자기장에 대한 인덕턴스를 나타내는 그래프이다.
도 2는 코일과 자성 코어 간의 갭 별 자기장에 대한 인덕턴스를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 대전류 인덕터 또는 대전류 리액터에 포함되는 자성 코어 및 코일의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 대전류 인덕터 또는 대전류 리액터에 포함되는 자성 코어 및 코일의 상면도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 대전류 인덕터 또는 대전류 리액터에 포함되는 자성 코어의 분해도이다.
도 6 내지 7은 자성 코어에 포함되는 코어 유닛의 형상에 따른 자로 길이 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 단차의 높은 영역과 낮은 영역 간의 높이 차에 따른 원재료 감소량 및 자로 길이를 나타내는 그래프이다.
도 9는 자기장에 따른 투자율 변화를 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing the inductance of a magnetic field by magnetic permeability.
2 is a graph showing the inductance of a magnetic field per gap between a coil and a magnetic core.
3 is a perspective view of a magnetic core and a coil included in a high current inductor or a large current reactor according to an embodiment of the present invention.
4 is a top view of a magnetic core and a coil included in a high current inductor or a large current reactor according to an embodiment of the present invention.
5 is an exploded view of a magnetic core included in a large current inductor or a large current reactor according to an embodiment of the present invention.
6 to 7 are diagrams for explaining a change in length of a magnetic core according to the shape of a core unit included in a magnetic core.
8 is a graph showing the amount of reduction of the raw material and the length of the self-length according to the height difference between the high region and the low region of the step.
9 is a graph showing a change in magnetic permeability according to a magnetic field.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms including ordinal, such as second, first, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 대전류 인덕터 또는 대전류 리액터에 포함되는 자성 코어 및 코일의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 대전류 인덕터 또는 대전류 리액터에 포함되는 자성 코어 및 코일의 상면도이며, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 대전류 인덕터 또는 대전류 리액터에 포함되는 자성 코어의 분해도이다. FIG. 3 is a perspective view of a magnetic core and a coil included in a large current inductor or a large current reactor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view of a magnetic core and a coil included in a large current inductor or a large current reactor according to an embodiment of the present invention. And FIG. 5 is an exploded view of a magnetic core included in a high current inductor or a large current reactor according to an embodiment of the present invention.

도 3 내지 4를 참조하면, 대전류 인덕터 또는 대전류 리액터(300)는 보빈(310), 보빈(310) 상에 권선되는 코일(320), 그리고 보빈(310) 상에 권선되는 코일(320)을 수용하는 자성 코어(330)를 포함한다. 이를 위하여, 보빈(310)은 플라스틱 또는 표면이 절연 처리된 금속을 포함할 수 있다. 3 to 4, a high current inductor or high current reactor 300 includes a bobbin 310, a coil 320 wound on the bobbin 310, and a coil 320 wound on the bobbin 310 And a magnetic core (330). To this end, the bobbin 310 may comprise a plastic or metal whose surface is insulated.

여기서, 자성 코어(330)는 연자성 금속 분말 및 페라이트 분말 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 연자성 금속 분말은 연자성 특성을 가지는 금속 합금의 분말을 의미하며, 순철, 규소 강판 자성 분말, 비정질 자성 분말, 퍼말로이 자성 분말, HF(High Flux) 자성 분말, 센더스트 자성 분말 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 자성 분말은 Fe-Si-B계 자성 분말, Fe-Ni계 자성 분말, Fe-Si계 자성 분말, Fe-Si-Al계 자성 분말, Fe-Ni-Mo계 자성 분말, Fe-Si-B계 자성 분말, Fe-Si-C계 자성 분말 및 Fe-B-Si-Nb-Cu계 자성 분말로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다 Here, the magnetic core 330 may include at least one of a soft magnetic metal powder and a ferrite powder. The soft magnetic metal powder means a powder of a metal alloy having soft magnetic properties and includes a pure iron, a silicon steel sheet magnetic powder, an amorphous magnetic powder, a permalloy magnetic powder, a HF (High Flux) magnetic powder and a sensor dust magnetic powder . For example, the magnetic powder may be selected from the group consisting of Fe-Si-B type magnetic powder, Fe-Ni type magnetic powder, Fe-Si type magnetic powder, Fe- Si-B type magnetic powder, Fe-Si-C type magnetic powder and Fe-B-Si-Nb-Cu type magnetic powder

자성 코어(330)는 연자성 금속 분말을 세라믹 또는 고분자 바인더로 코팅한 후 절연시키고, 고압에서 성형하여 제조될 수 있다. The magnetic core 330 can be manufactured by coating the soft magnetic metal powder with a ceramic or polymer binder, insulating it, and molding at a high pressure.

도 3 내지 5를 참조하면, 자성 코어(330)는 제1 코어 유닛(332), 제1 코어 유닛(332)과 대향하는 제2 코어 유닛(334), 제1 코어 유닛(332) 및 제2 코어 유닛(334) 사이에 배치되는 제3 코어 유닛(336), 그리고 제1 코어 유닛(332) 및 제2 코어 유닛(334) 사이에 배치되며 제3 코어 유닛(336)에 대향하는 제4 코어 유닛(338)을 포함한다. 이때, 제1 코어 유닛(332) 및 제2 코어 유닛(334) 중 적어도 하나의 형상과 제3 코어 유닛(336) 및 제4 코어 유닛(338) 중 적어도 하나의 형상은 상이할 수 있다. 3 to 5, the magnetic core 330 includes a first core unit 332, a second core unit 334 opposed to the first core unit 332, a first core unit 332, A third core unit 336 disposed between the core units 334 and a fourth core unit 336 disposed between the first core unit 332 and the second core unit 334 and opposed to the third core unit 336. [ Unit 338. The < / RTI > At this time, the shape of at least one of the first core unit 332 and the second core unit 334 and the shape of at least one of the third core unit 336 and the fourth core unit 338 may be different.

예를 들어, 제3 코어 유닛(336) 및 제4 코어 유닛(338)은 기둥 형상이나, 제1 코어 유닛(332) 및 제2 코어 유닛(334) 중 적어도 하나는 한 면에 단차가 형성되는 형상일 수 있다. For example, the third core unit 336 and the fourth core unit 338 are columnar, and at least one of the first core unit 332 and the second core unit 334 has a step on one side Lt; / RTI >

이때, 단차가 형성되는 면은 코일(320)을 수용하기 위하여 제1 코어 유닛(332), 제2 코어 유닛(334), 제3 코어 유닛(336) 및 제4 코어 유닛(338)의 조립에 의하여 형성되는 공간을 이루는 면일 수 있다. At this time, the surface on which the stepped portion is formed is assembled to the first core unit 332, the second core unit 334, the third core unit 336 and the fourth core unit 338 in order to accommodate the coil 320 Or the like.

여기서, 단차 중 높은 영역인 제1 영역(500)은 제3 코어 유닛(336) 및 제4 코어 유닛(338) 중 적어도 하나의 한 면과 접촉될 수 있다. 이와 같이, 제1 코어 유닛(332) 및 제2 코어 유닛(334) 중 적어도 하나의 한 면에 형성된 단차 중 제1 영역(500)과 제3 코어 유닛(336) 및 제4 코어 유닛(338) 중 적어도 하나의 한 면이 접촉되면, 제1 코어 유닛(332), 제2 코어 유닛(334), 제3 코어 유닛(336) 및 제4 코어 유닛(338)이 조립되어 코일(320)을 수용하기 위한 공간을 형성할 수 있다. 여기서, 제1 영역(500)의 형상이 사각형인 것을 예로 들고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 영역(500)의 형상은 원형, 타원형, 다각형 등으로 다양하게 변형될 수 있으며, 이와 함께 제3 코어 유닛(336) 및 제4 코어 유닛(338)도 원 기둥, 타원기둥, 다각기둥 등으로 다양하게 변형될 수 있다. Here, the first area 500, which is the higher one of the steps, may be in contact with one surface of at least one of the third core unit 336 and the fourth core unit 338. [ As described above, the first region 500, the third core unit 336, and the fourth core unit 338 of the stepped portion formed on one surface of at least one of the first core unit 332 and the second core unit 334, The first core unit 332, the second core unit 334, the third core unit 336 and the fourth core unit 338 are assembled to accommodate the coil 320 It is possible to form a space for performing the operation. Here, the first region 500 has a rectangular shape, but the present invention is not limited thereto. The third core unit 336 and the fourth core unit 338 may be variously shaped in the shape of a circle, an ellipse, a polygonal, or the like. As shown in FIG.

한편, 제1 코어 유닛(332) 및 제2 코어 유닛(334) 중 적어도 하나의 한 면에 형성된 단차의 높은 영역인 제1 영역(500)과 낮은 영역인 제2 영역(502) 간의 높이 차로 인하여 제1 코어 유닛(332) 및 제2 코어 유닛(334) 중 적어도 하나의 한 면에는 홈(504)이 형성될 수 있다. 그리고, 홈(504)에는 코일(320)의 적어도 일부가 수용될 수 있다.On the other hand, due to the difference in height between the first region 500, which is a high region of a step formed on one surface of at least one of the first core unit 332 and the second core unit 334, and the second region 502, Grooves 504 may be formed on one surface of at least one of the first core unit 332 and the second core unit 334. At least a part of the coil 320 can be accommodated in the groove 504.

이와 같이, 제1 코어 유닛(332) 및 제2 코어 유닛(334) 중 적어도 하나의 한 면에 단차가 형성되면, 자성 코어(330)가 차지하는 전체 부피를 증가시키지 않고도 자로 길이를 증가시킬 수 있다. As described above, when a step is formed on one surface of at least one of the first core unit 332 and the second core unit 334, the magnetic path length can be increased without increasing the total volume occupied by the magnetic core 330 .

이때, 제1 영역(500)과 제2 영역(502) 간의 높이 차에 따라 코일(320)로부터 유도되는 자로 길이(magnetic path length)가 달라질 수 있다.At this time, the magnetic path length derived from the coil 320 may vary according to the height difference between the first region 500 and the second region 502.

도 6 내지 7은 자성 코어에 포함되는 코어 유닛의 형상에 따른 자로 길이 변화를 설명하기 위한 도면이다. 도 6(a) 및 7(a)는 동일한 형상의 코어 유닛들에 의하여 조립된 자성 코어 및 그 중 하나의 코어 유닛을 나타내고, 도 6(b) 및 7(b)는 본 발명의 한 실시예에 따른 자성 코어 및 그 중 하나의 코어 유닛을 나타낸다. 6 to 7 are diagrams for explaining a change in length of a magnetic core according to the shape of a core unit included in a magnetic core. 6 (a) and 7 (a) show magnetic cores assembled by core units of the same shape and one of them, and Figs. 6 (b) and 7 And one of the core units.

도시된 바와 같이, 도 6(a) 및 7(a)에 따른 자성 코어와 도 6(b) 및 7(b)에 따른 자성 코어가 차지하는 부피는 동일하다. 그러나, 도 6(a) 및 7(a)에 따른 자성 코어의 자로 길이는 수학식 3과 같고, 도 6(b) 및 7(b)에 따른 자성 코어의 자로 길이는 수학식 4와 같다.As shown, the magnetic core according to Figs. 6 (a) and 7 (a) and the magnetic core according to Figs. 6 (b) and 7 (b) occupy the same volume. However, the magnetic path length of the magnetic core according to FIGS. 6 (a) and 7 (a) is the same as that of Equation 3, and the magnetic path length of the magnetic core according to FIG. 6 (b) and 7 (b)

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
Figure pat00004

도시된 바와 같이, z'은 z보다 길게 형성된다. 따라서, 자성 코어를 구성하는 코어 유닛 중 적어도 하나의 한 면에 단차가 형성되면, 자로 길이가 길어질 수 있다. As shown, z 'is formed longer than z. Therefore, if a step is formed on one surface of at least one of the core units constituting the magnetic core, the length of the magnetic path can be long.

도 8은 단차의 높은 영역과 낮은 영역 간의 높이 차, 즉 c에 따른 원재료 감소량 및 자로 길이를 나타내는 그래프이다. FIG. 8 is a graph showing the height difference between the high and low regions of the step, that is, the amount of reduction of the raw material according to c and the length of the self-length.

도 8을 참조하면, 단차의 높이 차가 커질수록, 원재료의 감소량(percentage %)은 커지며, 자로 길이(Mean path, mm)도 길어짐을 알 수 있다. 이로부터, 단차의 높이 차를 이용하여 인덕터 또는 리액터의 인덕턴스를 조절할 수 있음을 알 수 있다. Referring to FIG. 8, it can be seen that as the height difference of the steps increases, the decrease amount (percentage percentage) of the raw material increases and the mean path (mm) increases. From this, it can be seen that the inductance of the inductor or the reactor can be adjusted by using the height difference of the step difference.

도 9는 자기장에 따른 투자율 변화를 나타내는 그래프이다. 9 is a graph showing a change in magnetic permeability according to a magnetic field.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예와 같이 코어 유닛에 단차가 형성되는 경우, 단차가 형성되지 않은 경우에 비하여 동일한 투자율 대비 자기장이 낮게 형성되며, 이에 따라 높은 인덕턴스가 유도될 수 있음을 알 수 있다. 9, when the step is formed in the core unit as in the embodiment of the present invention, the magnetic field is formed to be lower than the case where the step is not formed and the same magnetic permeability can be obtained, .

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 자로 길이를 길게 형성하면, 자성 코어에 흐르는 자기장의 세기를 감소 시켜, 동일한 재질, 투자율, 권선 수 및 인가 전류에서도 상대적으로 높은 인덕턴스를 유지할 수 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, when the magnetic path length is long, the intensity of the magnetic field flowing through the magnetic core is reduced, and relatively high inductance can be maintained even in the same material, magnetic permeability, number of windings, and applied current.

본 발명의 한 실시예에 따른 자성 코어는 PFC용 대전류 리액터, PFC용 대전류 인덕터, 태양광 시스템 또는 풍력 발전 시스템의 인버터용 인덕터 필터, 태양광 시스템 또는 전기 자동차의 대용량 DC-DC 컨버터용 인덕터, 차량의 전장용 인덕터 등에 적용될 수 있다.The magnetic core according to an embodiment of the present invention can be used for a large current reactor for PFC, a large current inductor for PFC, an inductor filter for inverter of solar photovoltaic system or wind turbine system, an inductor for large capacity DC-DC converter of solar power system or electric vehicle, Field inductors of the present invention.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

310: 보빈
320: 코일
330: 자성 코어310: Bobbin
320: Coil
330: Magnetic core

Claims (9)

보빈,
상기 보빈 상에 권선되는 코일,
상기 코일을 수용하는 자성 코어를 포함하고,
상기 자성 코어는 제1 코어 유닛, 상기 제1 코어 유닛과 대향하는 제2 코어 유닛, 상기 제1 코어 유닛 및 상기 제2 코어 유닛 사이에 배치되는 제3 코어 유닛, 그리고 상기 제1 코어 유닛 및 상기 제2 코어 유닛 사이에 배치되며 상기 제3 코어 유닛에 대향하는 제4 코어 유닛을 포함하며,
상기 제1 코어 유닛 및 상기 제2 코어 유닛 중 적어도 하나의 한 면에는 단차가 형성되는 인덕터.Bobbin,
A coil wound on the bobbin,
And a magnetic core for receiving the coil,
Wherein the magnetic core comprises a first core unit, a second core unit facing the first core unit, a third core unit disposed between the first core unit and the second core unit, And a fourth core unit disposed between the second core units and opposed to the third core unit,
Wherein at least one of the first core unit and the second core unit has a step formed on one side thereof. 제1항에 있어서,
상기 단차는 상기 코일을 수용하기 위하여 상기 제1 코어 유닛, 상기 제2 코어 유닛, 상기 제3 코어 유닛 및 상기 제4 코어 유닛의 조립에 의하여 형성되는 공간을 이루는 면에 형성되는 인덕터.The method according to claim 1,
Wherein the stepped portion is formed on a surface forming a space formed by assembling the first core unit, the second core unit, the third core unit, and the fourth core unit to accommodate the coil. 제2항에 있어서,
상기 단차 중 높은 영역인 제1 영역은 상기 제3 코어 유닛 및 상기 제4 코어 유닛 중 적어도 하나의 한 면과 접촉하는 인덕터.3. The method of claim 2,
And a first region that is a higher one of the steps is in contact with one surface of at least one of the third core unit and the fourth core unit. 제3항에 있어서,
상기 단차 중 높은 영역인 제1 영역과 낮은 영역인 제2 영역 간의 높이 차로 인하여 홈이 형성되는 인덕터.The method of claim 3,
Wherein a groove is formed due to a height difference between a first region which is a high region of the step and a second region which is a low region. 제3항에 있어서,
상기 제1 영역과 상기 제2 영역 간의 높이 차에 따라 상기 코일로부터 유도되는 자로 길이가 달라지는 인덕터.The method of claim 3,
Wherein a length of a magnetic field induced from the coil varies depending on a height difference between the first area and the second area. 제1항에 있어서,
상기 자성 코어는 연자성 금속 분말 및 페라이트 분말 중 적어도 하나를 포함하는 인덕터. The method according to claim 1,
Wherein the magnetic core comprises at least one of a soft magnetic metal powder and a ferrite powder. 보빈,
상기 보빈 상에 권선되는 코일,
상기 코일을 수용하는 자성 코어를 포함하고,
상기 자성 코어는 제1 코어 유닛, 상기 제1 코어 유닛과 대향하는 제2 코어 유닛, 상기 제1 코어 유닛 및 상기 제2 코어 유닛 사이에 배치되는 제3 코어 유닛, 그리고 상기 제1 코어 유닛 및 상기 제2 코어 유닛 사이에 배치되며 상기 제3 코어 유닛에 대향하는 제4 코어 유닛을 포함하며,
상기 제1 코어 유닛 및 상기 제2 코어 유닛 중 적어도 하나의 한 면에는 단차가 형성되는 리액터.Bobbin,
A coil wound on the bobbin,
And a magnetic core for receiving the coil,
Wherein the magnetic core comprises a first core unit, a second core unit facing the first core unit, a third core unit disposed between the first core unit and the second core unit, And a fourth core unit disposed between the second core units and opposed to the third core unit,
Wherein a step is formed on one surface of at least one of the first core unit and the second core unit. 제1 코어 유닛,
상기 제1 코어 유닛과 대향하는 제2 코어 유닛,
상기 제1 코어 유닛 및 상기 제2 코어 유닛 사이에 배치되는 제3 코어 유닛, 그리고
상기 제1 코어 유닛 및 상기 제2 코어 유닛 사이에 배치되며 상기 제3 코어 유닛에 대향하는 제4 코어 유닛을 포함하며,
상기 제1 코어 유닛 및 상기 제2 코어 유닛 중 적어도 하나의 한 면에는 단차가 형성되는 자성 코어.The first core unit,
A second core unit facing the first core unit,
A third core unit disposed between the first core unit and the second core unit, and
And a fourth core unit disposed between the first core unit and the second core unit and opposed to the third core unit,
And a step is formed on one surface of at least one of the first core unit and the second core unit. 제8항에 있어서,
상기 제1 코어 유닛, 상기 제2 코어 유닛, 상기 제3 코어 유닛 및 상기 제4 코어 유닛의 조립에 의하여 형성된 공간에는 코일이 수용되는 자성 코어.9. The method of claim 8,
Wherein a coil is accommodated in a space formed by assembling the first core unit, the second core unit, the third core unit, and the fourth core unit.
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