KR20180042529A - 대용량 코일권선형 emi 필터의 제조방법 및 그 방법에 의하여 제조된 대용량 코일권선형 emi 필터 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 대용량 코일권선형 EMI 필터의 제조방법 및 그 방법에 의하여 제조된 대용량 코일권선형 EMI 필터 구조체는, 전원선이 링형 페라이트코어의 내측공을 통과하여 상기 페라이트코어를 권취하는 단계와, 상기 링형 페라이트코어가 권취되게 배치된상기 전원선의 양단부에 터미널단자의 삽입고정부를 삽입시키는 단계와, 상기 전원선의 양단부에 삽입고정된 터미널단자의 삽입고정부를 압착고정하여 터미널단자를 전원선의 양단부에 압착고정시키는 단계에 의하여 제조되어, 수납케이스의 내부에 배치된 링형 페라이트코어와, 상기 링형 페라이트코어의 내측공을 통과하여 권취된 상태로 배치된 전원선과, 상기 전원선의 적어도 일단부에 전원접속부와 삽입고정부를 갖는 터미널단자의 전원선의 단부가 삽입된 삽입고정부가 압착상태로 전원선과 고정되어, 대용량의 EMI 필터의 제조시에 소량의 링형 페라이트코어를 사용하여 원가가 획기적으로 절감되는 것은 물론이고 전원선의 양단에 고정되는 터미널단자를 가압도구를 이용하여 압착고정시키는 방법을 사용하게 되어 제품의 제조가 간편하면서도 용이하게 제조되며 또한 제조가가 저렴하게 된다.

Description

대용량 코일권선형 EMI 필터의 제조방법 및 그 방법에 의하여 제조된 대용량 코일권선형 EMI 필터 구조체{ A EMI FILTER STRUCTURE }

본 발명은 대용량 코일권선형 EMI 필터의 제조방법 및 그 방법에 의하여 제조된 대용량 코일권선형 EMI 필터 구조체에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 대용량의 전원을 전송하는 코일이 링형 페라이트코어에 권선되어 작은 공간에서 고성능의 감쇄특성과 고안전성이 확보되며 제조가가 저렴하게 되고 터미널단자가 권선에 압착상태로 고정되게 되어 그 구조가 단순하게 되어 제조가 간단해지면서 작동상의 안전성이 확보되는 것이 가능한 대용량 코일권선형 EMI 필터의 제조방법 및 그 방법에 의하여 제조된 대용량 코일권선형 EMI 필터 구조체에 관한 것이다.

일반적으로 통신, 정보기기, 자동화기기 등은 다양한 전기전자 회로로 구성되어 있으며, 이러한 전기전자 회로들은 본래 원하는 기능 이외에 서로 근접하게 설치되는 경우 전기적으로 또는 전자기적으로 상호 작용하여 바람직하지 않은 영향을 끼치며, 이러한 바람직하지 않은 영향을 전자파 장해라고 하는데, 상호 근접할수록 나쁜 영향을 더 많이 일으키므로 전기전자 회로의 집적도가 높아질수록 점점 더 심각한 문제로 대두되고 있다.

전기전자 장치 또는 전기전자 회로의 설계에 있어서, 이러한 문제들은 커다란 이슈로 부각되고 있는데, 전자 장치는 여타 장치로부터 영향을 받지 않고 본래의 기능에 충실해야 하는 한편, 다른 장치에게 영향을 끼쳐서도 안되도록 설계되어야 하며, 전자장치는 이 두 가지 상반되는 역할에 잘 적응해야 하는데, 이것을 전자파 적합성(EMC:Electro Magnetic Compatibility)이라고 한다. 특히 EMI(Electro Magnetic Interference)는 전자제품에서 방사되는 전자파에 대한 것으로써, 전세계적으로 규제가 되고 있다.

한편, 노이즈의 원인이 되는 노이즈원은 크게 세 가지로 분류된다. 첫째는, 본원 노이즈원(Intrinsic Noise Source)으로서, 물리적인 시스템 자체의 속성 때문에 발생하는 열 잡음(Thermal Noise) 또는 샷 노이즈(Shot Noise) 등이 있고, 둘째로, 인공(Man-made Noise) 노이즈가 있는데, 모터, 스위치, 디지털 기기, 안테나 등 인간이 만든 장치로부터 발생되는 노이즈를 일컬으며, 세 번째로는, 자연적인 노이즈가 있는데, 낙뢰나 태양 흑점에 의한 노이즈 등이 여기에 속하며, 발생 원인이 무엇이든 노이즈는 전기 및 전자기기에 바람직하지 않은 영향을 끼치는데, 현실적으로 이를 완전하게 제거시키는 것은 불가능하다. 다만, 기기의 본래의 기능에 지장이 없는 정도까지 감소시키는 것이 최선으로 알려져 있다.

한편, 전기 및 전자 기기에서 발생하는 전자파 노이즈를 그 형태별로 분류한다면, 전원선을 통해서 외부로 나가는 전도 노이즈(Conducted Emission 또는 Conducted Noise)와 전자파의 형태로 공중으로 방사되는 방사 노이즈(Radiated Emission 또는 Radiated Noise)가 있으며, 이러한 노이즈가 있는 환경을 통과하는 도전체는 스스로가 노이즈의 영향을 받게 되는 한편 다른 부분으로 이러한 노이즈를 전달한다. 또한 전하가 움직이는 곳에서는 언제나 전자파(Electromagnetic Wave)가 발생되는데, 이 전자파가 다른 회로에 영향을 미치는 경우 주요한 노이즈의 원인이 된다.

발생된 노이즈가 어떤 형태로든 전기 및 전자기기에 악영향을 끼치는 것을 전자파 장해라고 하며 각 나라마다 나름대로의 기준을 설정하여 전자파 장해와 관련한 규제를 하고 있고, 국제적으로도 일정한 기준이 마련되어 있으며, 이 규제치를 만족하지 못하면 제품을 만들어도 정상적으로 판매하기가 어렵다. 방사 노이즈는 적절한 접지(Grounding)와 차폐(Shielding) 기술을 적용하면 어느 정도 용이하게 저감시키는 것이 가능한 것으로 알려져 있는 반면, 전도 노이즈는 측정하기가 어려울 뿐만 아니라 뚜렷한 대책을 세우기도 용이하지 않아서 제품 개발에 있어서 가장 많은 시간과 노력을 소비하는 부분이 바로 이 전도 노이즈를 저감하는 것이며, 전도 노이즈는 통상 상용 전원에 연결된 전기 및 전자 기기에서 발생한 노이즈가 전원선을 타고 나가는 노이즈를 의미한다. 전도 노이즈에 대한 적절한 대책을 수립하기 위해서는 전도 노이즈를 정확히 측정하는 것이 선행 조건이다.

따라서 전원회로에는 대부분 SMPS(Switched Management Power Supply)가 사용되기 때문에 이 스위칭(Switching) 소자에서 발생하는 전원 노이즈(Noise)가 파워 코드를 통해 타고 나가는 전도성 방사(Conducted Emission)가 문제가 되며, 특히 전력용 스위칭 소자(SCR, IGBT 등)를 사용하는 가전제품의 경우(에어컨, 세탁기 등) 전도성 방사의 정도가 매우 크며 이의 억제를 위해 상당한 크기와 비용이 들어가는 EMI 필터(Filter)를 사용하고 있는 실정이다.

그리고, 점점 대형화되어 가는 정격전류의 용량이 큰 200A ~ 1000A 가량의 대용량의 EMI 필터는, 도 1a에 도시된 바와 같이, 커다란 링형 페라이트코어(1)를 전원선(2)이 관통되며 전원선(2)의 양단부는 고정나사(3)로 고정되는 구조를 갖고 있으나, 이러한 종래의 EMI 필터는 다수의 페라이트코어를 사용하게 되므로 제품의 제조가가 고가로 되는 문제점이 있는 것은 물론이고 전원선(2)의 단부를 고정하고 있는 고정나사(3)가 풀리게 되면 고정나사(3)의 전원선(2)의 사이에서 이격공간이 발생되면서 방전이나 화재가 발생되는 우려가 높아지게 되는 문제점이 있었으며, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 도 1b에 도시된 바와 같이, 페라이트코어(1)를 관통하는 부스바(4)를 사용하여 고정나사(3)의 불안정한 작동을 보완시킨 제품이 출시되었으나, 이러한 제품도 마찬가지로 다수의 링형 페라이트코어(1)가 필요하고 상기 링형 페라이트코어(1)를 관통하는 부스바(4)도 고가이므로 제품의 제조가가 고가로 되는 문제점이 있었다.

공개실용신안 20-2013-0006019

본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대용량의 EMI 필터의 제조시에 소량의 링형 페라이트코어를 사용하여 원가가 획기적으로 절감되고 제조가 용이하게 되는 것은 물론이고 전원선의 양단에 고정되는 터미널단자를 압착공구를 이용하여 압착고정시키는 방법을 사용하게 되어 제품의 제조가 간편하면서도 용이하게 제조되며 또한 제조가가 저렴하게 되는 대용량 코일권선형 EMI 필터의 제조방법 및 그 방법에 의하여 제조된 대용량 코일권선형 EMI 필터 구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적은, 전원선이 링형 페라이트코어의 내측공을 통과하여 상기 페라이트코어를 권취하는 단계와, 상기 링형 페라이트코어가 권취되게 배치된상기 전원선의 양단부에 터미널단자의 삽입고정부를 삽입시키는 단계와, 상기 전원선의 양단부에 삽입고정된 터미널단자의 삽입고정부를 압착고정하여 터미널단자를 전원선의 양단부에 압착고정시키는 단계를 포함하는 본 발명에 따른 대용량 코일권선형 EMI 필터의 제조방법에 의하여 달성된다.

본 발명의 이러한 목적은, 수납케이스의 내부에 배치된 링형 페라이트코어와, 상기 링형 페라이트코어의 내측공을 통과하여 권취된 상태로 배치된 전원선과, 상기 전원선의 적어도 일단부에 전원접속부와 삽입고정부를 갖는 터미널단자의 전원선의 단부가 삽입된 삽입고정부가 압착상태로 전원선과 고정된 본 발명에 따른 대용량 코일권선형 EMI 필터 구조체에 의하여 달성된다.

본 발명에 따른 대용량 코일권선형 EMI 필터의 제조방법 및 그 방법에 의하여 제조된 대용량 코일권선형 EMI 필터 구조체는, 전원선이 링형 페라이트코어의 내측공을 통과하여 상기 페라이트코어를 권취하는 단계와, 상기 링형 페라이트코어가 권취되게 배치된상기 전원선의 양단부에 터미널단자의 삽입고정부를 삽입시키는 단계와, 상기 전원선의 양단부에 삽입고정된 터미널단자의 삽입고정부를 압착고정하여 터미널단자를 전원선의 양단부에 압착고정시키는 단계에 의하여 제조되어, 수납케이스의 내부에 배치된 링형 페라이트코어와, 상기 링형 페라이트코어의 내측공을 통과하여 권취된 상태로 배치된 전원선과, 상기 전원선의 적어도 일단부에 전원접속부와 삽입고정부를 갖는 터미널단자의 전원선의 단부가 삽입된 삽입고정부가 압착상태로 전원선과 고정되어, 대용량의 EMI 필터의 제조시에 소량의 링형 페라이트코어를 사용하여 원가가 획기적으로 절감되는 것은 물론이고 전원선의 양단에 고정되는 터미널단자를 가압도구를 이용하여 압착고정시키는 방법을 사용하게 되어 제품의 제조가 간편하면서도 용이하게 제조되며 또한 제조가가 저렴하게 되는 우수한 효과가 있다.

도 1a,1b는 종래의 대용량 EMI 필터가 도시된 사진
도 2는 본 발명에 따른 대용량 코일권선형 EMI 필터의 제조방법이 도시된 공정도
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 덮개가 벗겨진 상태의 대용량 코일권선형 EMI 필터 구조체의 사시도
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 대용량 코일권선형 EMI 필터 구조체의 링형 페라이트코어와 전원선과 터미널단자의 결합상태가 단순하게 도시된 정단면도
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 대용량 코일권선형 EMI 필터 구조체의 터미널단자를 케이스에 고정시키는 단자고정대가 도시된 사시도
도 6은 단자고정대가 터미널단자의 전원접속부와 케이스에 고정된 상태가 도시된 개략적인 종단면도

본 발명에 따른 대용량 코일권선형 EMI 필터의 제조방법은, 도 2에 도시된 바와 같이, 전원선이 링형 페라이트코어의 내측공을 통과하여 상기 페라이트코어를 권취하는 단계(S1)와, 상기 링형 페라이트코어가 권취되게 배치된상기 전원선의 양단부에 터미널단자의 삽입고정부를 삽입시키는 단계(S2)와, 상기 전원선의 양단부에 삽입고정된 터미널단자의 삽입고정부를 압착고정하여 터미널단자를 전원선의 양단부에 압착고정시키는 단계(S3)를 포함한다.

상기 전원선이 페라이트코어의 내측공을 통과하여 권취하는 상태로 되면 전원선을 통하여 발생되는 전도 노이즈가 전원선에서 발생되는 증가된 인덕턴스에 의하여 감쇄되면서 전원선 내부에서 발생된 전도 노이즈가 소멸되게 되므로 감쇄효과가 월등하게 발휘되므로 노이즈 감쇄를 위하여 사용되는 링형 페라이트코어의 사용갯수가 대폭적으로 줄어들게 되므로 제조가가 대폭적으로 감소되게 되는 것이다.

또한, 전원선의 양단부에 삽입고정된 터미널단자의 삽입고정부를 압착을 수행할 수가 있는 큰 압력을 가하여 삽입고정부가 찌그러지게 변형작동을 시키는 압착공구(도시되지 않음)를 사용하여 큰 압력을 가하여 터미널단자의 삽입고정부가 찌그러지게 변형되면서 전원선의 양단부에 고정시키므로, 터미널단자와 전원선의 영구적인 결합이 자연스럽게 이루어질 수가 있게 되는 것이다.

본 발명의 제1실시예에 따른 대용량 코일권선형 EMI 필터 구조체(A)는, 도면에 도시된 바와 같이, 수납케이스(10)의 내부에 배치된 링형 페라이트코어(20)와, 상기 링형 페라이트코어(20)의 내측공(21)을 통과하여 권취된 상태로 배치된 전원선(30)과, 상기 전원선(30)의 적어도 일단부에 전원접속부(41)와 삽입고정부(42)를 갖는 터미널단자(40)의 전원선(30)의 단부가 삽입된 삽입고정부(42)가 압착고정되어 영구변형부(43)가 형성된 상태로 전원선(30)과 고정되어 있다.

상기 수납케이스(10)는 금속판재로 절곡성형되며, 양측면에는 개방되어 전원선(30)이 관통되는 관통공(11)이 형성되어 있다.

상기 링형 페라이트코어(20)는 내경 18cm, 외경 20cm, 두께 1.5cm 의 도너츠형으로 형성되어 있으며, 이러한 페라이트코어는 이미 공지된 부분으로서 이에 대한 자세한 설명은 생략하나, 본 실시예에서는 이러한 링형 페라이트코어(20)가 1개가 사용되면서도 종래의 동일한 크기의 페라이트코어가 복수개가 사용된 것을 대체할 수가 있는 구조이며, 이러한 링형 페라이트코어(20)가 감소되어 사용된 주된 이유는, 상기 전원선(30)이 페라이트코어(20)의 내측공(21)을 통과하여 권취하는 상태로 되면 상기 전원선(30)을 통하여 발생되는 전도 노이즈가 상기 전원선(30)에서 발생되는 증가된 인덕턴스에 의하여 감쇄되면서 상기 전원선(30)의 내부에서 발생된 전도 노이즈가 소멸되게 되므로 감쇄효과가 월등하게 발휘되므로 링형 페라이트코어(20)의 사용갯수가 대폭적으로 감소되게 되는 것이다.

상기 전원선(30)은, 본 실시예에서는 다수의 가는 동선이 여러가닥으로 직조되어 상기 페라이트코어(20)의 내측공(21)을 통하여 상기 페라이트코어(20)를 빙둘러서 권취가 가능하게 형성되어 있다.

본 실시예에서는 3개의 전원선(30)이 각기 1회전을 하는 상태로 상기 페라이트코어(20)를 권취하는 구조를 갖게 형성되어 있으며, 상기 전원선(30)의 양단부에는 터미널단자(40)가 압착되는 상태로 압착고정되게 되는 것이다.

상기 터미널단자(40)는 일단부에 전원접속부(41)가 형성되고 타단부에는 전원선(30)이 삽입되는 삽입고정부(42)가 형성되며, 상기 삽입고정부(42)는 일단부가상기 전원접속부(41)에 의하여 폐쇄된 원통형의 구조를 가지며, 상기 터미널단자(40)의 삽입고정부(42)의 내부로 전원선(30)의 단부가 삽입되고, 이와 같이 전원선(30)의 단부가 삽입된 상태에서 상기 삽입고정부(42)의 외측에서 삽입고정부(42)의 외표면을 압박하는 압착공구(도시되지 않음)를 사용하여 큰 압력을 가하여 터미널단자(40)의 삽입고정부(42)가 찌그러지게 영구적으로 변형되는 영구변형부(43)가 형성되면서 동시에 삽입고정부(42)내에 수납된 전원선(30)의 단부부분(31)도 영구변형부(43)와 동일하게 변형되고, 이와 같이 터미널단자(40)의 삽입고정부(42)의 영구변형부(43)와 전원선(30)의 단부부분(31)도 분리되지 않는 상태로 영구적으로 결합된 상태로 변형되므로, 터미널단자(40)와 전원선(30)의 영구적인 결합이 자연스럽게 이루어질 수가 있게 되는 것이다.

이와 같이 전원선(30)의 단부에 터미널단자(40)가 고정되고, 상기 터미널단자(40)의 평면형태의 전원접속부(41)에 삽입되는 고정공(51)이 형성된 단자고정대(50)가 전원접속부(41)에 삽입되고 고정나사(60)에 의하여 케이스(10)의 측벽(12)에 고정되는 방식으로 케이스(10)에 고정되게 되어 안전하게 터미널단자(40)가 요동이 없이 케이스(10)상에 고정되게 되는 것이다.

본 발명에 따른 대용량 코일권선형 EMI 필터의 제조방법 및 그 방법에 의하여 제조된 대용량 코일권선형 EMI 필터 구조체는, 일반적인 EMI 필터의 제조산업에서 동일한 방법을 반복적으로 시행하는 것이 가능하며 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.

10. 수납케이스 20. 페라이트코어
30. 전원선 40. 터미널단자

Claims (4)

1. 대용량 코일권선형 EMI 필터의 제조방법에 있어서,
   상기 대용량 코일권선형 EMI 필터의 제조방법은, 전원선이 링형 페라이트코어의 내측공을 통과하여 상기 페라이트코어를 권취하는 단계(S1)와,
   상기 링형 페라이트코어가 권취되게 배치된상기 전원선의 양단부에 터미널단자의 삽입고정부를 삽입시키는 단계(S2)와,
   상기 전원선의 양단부에 삽입고정된 터미널단자의 삽입고정부를 압착고정하여 터미널단자를 전원선의 양단부에 압착고정시키는 단계(S3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 대용량 코일권선형 EMI 필터의 제조방법
2. 제1항에 있어서,
   상기 터미널단자의 전원접속부에 단자고정대가 삽입되고 상기 단자고정대가 케이스의 외벽에 고정되는 단계가 추가로 포함된 것을 특징으로 하는 대용량 코일권선형 EMI 필터의 제조방법
3. 대용량 코일권선형 EMI 필터 구조체(A)에 있어서,
   상기 대용량 코일권선형 EMI 필터 구조체(A)는, 수납케이스(10)의 내부에 배치된 링형 페라이트코어(20)와,
   상기 링형 페라이트코어(20)의 내측공(21)을 통과하여 권취된 상태로 배치된 전원선(30)과,
   상기 전원선(30)의 적어도 일단부에 전원접속부(41)와 삽입고정부(42)를 갖는 터미널단자(40)의 전원선(30)의 단부가 삽입된 삽입고정부(42)가 압착되어 영구변형부(43)가 형성된 상태로 전원선(30)과 고정된 것을 특징으로 하는 대용량 코일권선형 EMI 필터 구조체
4. 제3항에 있어서,
   상기 터미널단자(40)의 평면형태의 전원접속부(41)에 삽입되는 고정공(51)이 형성된 단자고정대(50)가 전원접속부(41)에 삽입되고 고정나사(60)에 의하여 케이스(10)의 측벽(12)에 고정된 것을 특징으로 하는 대용량 코일권선형 EMI 필터 구조체

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