KR20180071826A - 자성코어, 인덕터 및 이를 포함하는 emi 필터 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 한 실시예에 따른 인덕터는 토로이달 형상의 자성코어, 그리고 상기 자성코어 상에 권선된 제1 코일, 상기 자성코어 상에 상기 제1 코일에 대칭하도록 권선된 제2 코일, 그리고 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 배치되는 차폐부를 포함하며, 상기 차폐부는 자성재료를 포함한다.
Description
본 발명은 자성코어, 인덕터 및 이를 포함하는 EMI 필터에 관한 것이다.
인덕터는 인쇄회로기판 상에 적용되는 전자부품 중 하나이며, 전자기적 특성으로 인하여 공진 회로, 필터 회로, 파워 회로 등에 적용될 수 있다.
최근, 통신 장치, 디스플레이 장치 등 각종 전자 장치의 소형화 및 박막화가 중요한 이슈가 되고 있으므로, 이러한 전자 장치에 적용되는 인덕터의 소형화, 박형화 및 고효율화가 필요하다.
한편, 파워보드 내에 적용되는 EMI(ElectroMagnetic Interference) 필터는 회로 동작에 필요한 신호는 통과시키고, 노이즈는 제거하는 역할을 한다. 도 1은 EMI 필터가 적용된 파워보드를 나타내고, 도 2는 EMI 필터의 회로도의 한 예이다. 도 1 내지 2를 참조하면, EMI 필터(10)는 복수의 캐패시터(Cx, Cy) 및 인덕터(L)를 포함할 수 있다. 파워보드로부터 발생하는 노이즈의 종류는 크게 파워보드에서 방사되는 30Mhz 내지 1Ghz의 방사성 노이즈와 전원 라인을 통하여 전도되는 150Khz 내지 30Mhz의 전도성 노이즈로 구분할 수 있다. 이 중에서 방사성 노이즈는 파워보드뿐만 아니라, EMI 필터로부터 방사되기도 한다.
이에 따라, EMI 필터 또는 파워보드를 금속 캔 내에 수용하여 차폐하고자 하는 시도가 있으나, 방사상 노이즈가 완벽하게 차단되지 못하는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 방사상 노이즈를 저감시킬 수 있는 EMI 필터에 적용 가능한 코일부품을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 인덕터는 토로이달 형상의 자성코어, 그리고 상기 자성코어 상에 권선된 제1 코일, 상기 자성코어 상에 상기 제1 코일에 대칭하도록 권선된 제2 코일, 그리고 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 배치되는 차폐부를 포함하며, 상기 차폐부는 자성재료를 포함한다.
상기 차폐부는 상기 토로이달 형상의 자성코어의 상면 및 하면 중 적어도 하나 상에서 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일을 커버하도록 배치되는 차폐판을 포함할 수 있다.
상기 차폐부는 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일 사이에 배치되는 세퍼레이터에 착탈 가능하게 배치될 수 있다.
상기 차폐판은 돔 형상일 수 있다.
상기 자성코어, 상기 제1 코일, 상기 제2 코일 및 상기 차폐판은 수지 내에 몰드될 수 있다.
상기 차폐부는 상기 자성코어, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일을 수용하는 차폐 케이스를 포함할 수 있다.
상기 차폐부는 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일 상에 각각 코팅된 차폐층을 포함할 수 있다.
상기 차폐부의 투자율은 1 내지 150,000일 수 있다.
상기 자성코어는 제1 자성체 및 제2 자성체를 포함하고, 상기 제1 자성체 및 상기 제2 자성체는 이종이며, 상기 제2 자성체는 상기 제1 자성체의 적어도 일부 표면에 배치될 수 있다.
상기 제1 자성체는 페라이트를 포함하고, 상기 제2 자성체는 금속리본을 포함할 수 있다.
상기 제1 자성체 및 상기 제2 자성체는 각각 토로이달 형상이며, 상기 제2 자성체는 상기 제1 자성체의 상면 및 하면에 각각 배치될 수 있다.
상기 제1 자성체 및 상기 제2 자성체는 각각 토로이달 형상이며, 상기 제2 자성체는 상기 제1 자성체의 외주면 및 내주면 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 EMI 필터는 적어도 하나의 인덕터 및 적어도 하나의 캐패시터를 포함하고, 상기 인덕터는 토로이달 형상의 자성코어, 그리고 상기 자성코어 상에 권선된 제1 코일, 상기 자성코어 상에 상기 제1 코일에 대칭하도록 권선된 제2 코일, 그리고 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 배치되는 차폐부를 포함하며, 상기 차폐부는 자성재료를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 광범위 주파수 대역에서 우수한 노이즈 제거 성능을 가지며, 소형이고, 전력 수용량이 큰 EMI 필터를 얻을 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른EMI 필터는 방사상 노이즈에 대한 제거 성능이 높다.
도 1은 EMI 필터가 적용된 파워보드를 나타낸다.
도 2는 EMI 필터의 회로도의 한 예이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 인덕터의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 인덕터의 사시도이다.
도 5는 인덕터에 포함되는 차폐부의 예이다.
도 6 내지 7은 본 발명의 다른 실시에에 따른 인덕터의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인덕터의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인덕터의 사시도이다.
도 10 내지 15는 본 발명의 실시예에 따른 자성코어의 사시도 및 단면도이다.
도 2는 EMI 필터의 회로도의 한 예이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 인덕터의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 인덕터의 사시도이다.
도 5는 인덕터에 포함되는 차폐부의 예이다.
도 6 내지 7은 본 발명의 다른 실시에에 따른 인덕터의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인덕터의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인덕터의 사시도이다.
도 10 내지 15는 본 발명의 실시예에 따른 자성코어의 사시도 및 단면도이다.
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.
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.
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.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조들이 기판, 각층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 또한, 도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
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 명세서상에 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.
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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 인덕터의 사시도이다.
도 3을 참조하면, 인덕터(100)는 자성코어(110) 및 자성코어(110) 상에 권선되는 코일(120)을 포함한다. 이때, 자성코어(110)는 토로이달(toroidal) 형상일 수 있으며, 코일(120)은 자성코어(110) 상에 권선되는 제1 코일(122) 및 제1 코일(122)에 대칭하도록 권선되는 제2 코일(124)을 포함할 수 있다. 제1 코일(122) 및 제2 코일(124)은 각각 토로이달 형상의 자성코어(110)의 상면(S1), 외주면(S2), 하면(S3) 및 내주면(S4)을 통하여 권선될 수 있다. 자성코어(110)의 내주면에는 제1 코일(122) 및 제2 코일(124) 사이에 배치되는 세퍼레이터(130)가 더 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 코일(122)로부터 방사되는 전자기파 및 제2 코일(124)로부터 방사되는 전자기파는 서로 간섭을 일으키지 않을 수 있다. 자성코어(110)와 코일(120) 사이에는 자성코어(110)와 코일(120)을 절연하기 위한 보빈이 더 배치될 수 있다. 코일(120)은 표면이 절연 소재로 피복된 도선으로 이루어질 수 있다. 도선은 표면이 절연 물질로 피복된 구리, 은, 알루미늄, 금, 니켈, 주석 등일 수 있고, 도선의 단면은 원형 또는 각형을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 인덕터(100)에 차폐부를 배치하여 인덕터(100)로부터 발생하는 방사상 노이즈를 저감시키고자 한다. 여기서, 차폐부는 자성코어 상에 권선된 코일로부터 방사되는 전자기장을 차폐할 수 있도록 자성재료를 포함할 수 있다.
차폐부가 자성재료를 포함하면, 차폐부는 소정의 투자율, 예를 들어 1 내지 150,000의 투자율(μ)을 가질 수 있다. 여기서, 자성재료는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 자성재료는 Fe, Fe-Si계 합금, 퍼멀로이, 페라이트, 센더스트, 카보닐철 등을 포함할 수 있다.
인덕터(100)가 투자율을 가지는 차폐부를 포함하는 경우, 자성코어(110) 상에 권선된 제1 코일(112) 및 제2 코일(114)로부터 발생하는 전자기파가 차폐부에 흡수되어 외부로 방사되지 않을 수 있다. 이에 따라, 방사상 노이즈를 저감시키는 것이 가능하다. 뿐만 아니라, 인덕터(100)의 인덕턴스 값이 높아지므로, 전도성 노이즈도 저감시키는 것이 가능하다.
이때, 자성재료는 차폐 대상에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 저임피던스 H-필드, 즉 자기장을 차폐하고자 하는 경우, 높은 투자율을 가지는 강자성 재료를 이용하는 것이 바람직하다, 이에 반해, 고임피던스 E 필드(전기장) 및 평면파를 차폐하고자 하는 경우, 높은 도전율을 가지는 자성 재료를 이용하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 인덕터의 사시도이고, 도 5는 인덕터에 포함되는 차폐부의 예이며, 도 6 내지 7은 본 발명의 다른 실시에에 따른 인덕터의 사시도이다.
도 4 내지 5를 참조하면, 인덕터(100)는 자성코어(110) 및 자성코어(110) 상에 권선되는 코일(120)을 포함한다. 이때, 자성코어(110)는 토로이달(toroidal) 형상일 수 있으며, 코일(120)은 자성코어(110) 상에 권선되는 제1 코일(122) 및 제1 코일(122)에 대칭하도록 권선되는 제2 코일(124)을 포함할 수 있다. 제1 코일(122) 및 제2 코일(124)은 각각 토로이달 형상의 자성코어(110)의 상면(S1), 외주면(S2), 하면(S3) 및 내주면(S4)을 통하여 권선될 수 있다. 자성코어(110)의 내주면에는 제1 코일(122) 및 제2 코일(124) 사이에 배치되는 세퍼레이터(130)가 더 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 코일(122)로부터 방사되는 전자기파 및 제2 코일(124)로부터 방사되는 전자기파는 서로 간섭을 일으키지 않을 수 있다. 자성코어(110)와 코일(120) 사이에는 자성코어(110)와 코일(120)을 절연하기 위한 보빈이 더 배치될 수 있다. 코일(120)은 표면이 절연 소재로 피복된 도선으로 이루어질 수 있다. 도선은 표면이 절연 물질로 피복된 구리, 은, 알루미늄, 금, 니켈, 주석 등일 수 있고, 도선의 단면은 원형 또는 각형을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 차폐부는 차폐판(400)을 포함할 수 있으며, 차폐판(400)은 토로이달 형상의 자성코어(110)의 상면(S1) 및 하면(S3) 중 적어도 하나 상에서 제1 코일(122) 및 제2 코일(124)을 커버하도록 배치될 수 있다.
일반적으로, 방사상 노이즈는 자성코어(110)의 외주면(S2)에 비하여 상면(S1) 및 하면(S3)에서 더 크게 발생할 수 있다. 이에 따라, 차폐판(400)을 토로이달 형상의 자성코어(110)의 상면(S1) 및 하면(S3) 상에 배치하면, 방사상 노이즈를 저감시키는 것이 가능하다. 여기서, 차폐판(400)은 자성재료 및 수지를 포함하는 성형체 또는 복수 매로 적층된 시트일 수 있다. 또는, 차폐판(400)은 복수 층으로 적층된 비정질 또는 나노결정절 금속리본일 수도 있다.
이때, 차폐판(400)의 직경은 제1 코일(122) 및 제2 코일(124)이 권선된 자성코어(110)의 직경보다 클 수 있다. 예를 들어, 차폐판(400)의 직경(D)은 제1 코일(122) 및 제2 코일(124)이 권선된 자성코어(110)의 직경(d)의 1.01 내지 1.2배일 수 있다. 이에 따라, 자성코어(110)의 상면(S1) 및 하면(S3)에 권선된 제1 코일(122) 및 제2 코일(124)로부터 발생하는 방사상 노이즈뿐만 아니라, 자성코어(110)의 외주면(S2)에 권선된 제1 코일(122) 및 제2 코일(124)로부터 발생하는 방사상 노이즈도 차폐하는 것이 가능하다.
도 4에서 차폐판(400)이 자성코어(110)의 상면(S1) 측 및 하면(S3) 측에 모두 배치되는 것으로 예시되어 있으나, 이로 제한되는 것은 아니며, 차폐판(400)이 자성코어(110)의 상면(S1) 측 또는 하면(S3) 측에 배치될 수도 있다.
도 4 내지 5를 참조하면, 차폐부(400)는 제1 코일(122) 및 제2 코일(124) 사이에 배치되는 세퍼레이터(130)에 결합될 수도 있다. 세퍼레이터(130)는 토로이달 형상의 자성코어(110)의 내주면 내에서 제1 코일(122)과 제2 코일(124) 사이에 배치되어 제1 코일(122)로부터 방사되는 전자기파와 제2 코일(124)로부터 방사되는 전자기파 간의 간섭을 방지한다.
이때, 도 5에 도시된 바와 같이 차폐판(400)과 세퍼레이터(130)는 착탈 가능하게 형성될 수 있다. 한 예로 차폐판(400)의 돌출부(402)가 세퍼레이터(130)의 홈(132)에 끼워지는 것으로 도시하고 있으나, 이로 제한되는 것은 아니며, 세퍼레이터(130)의 돌출부가 차폐판(400)의 홈에 끼워질 수도 있고, 차폐판(400)의 돌출부(402) 및 세퍼레이터(130)의 홈(132)이 나사 형상으로 결합될 수도 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 차폐판(400)은 다양한 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 자성코어(110)의 상면(S1) 측 및 하면(S3) 측에 각각 배치된 차폐판(400) 중 적어도 하나가 돔 형상을 가지거나, 도 7에 도시된 바와 같이, 차폐판(400)이 자성코어(110)의 상면(S1) 및 하면(S3)뿐만 아니라, 외주면(S2)의 일부 상에 권선된 제1 코일(122) 및 제2 코일(124)을 덮도록 배치될 수도 있다.
이에 따라, 자성코어(110)의 상면(S1) 및 하면(S3)뿐만 아니라, 상면(S1) 및 하면(S3)과 외주면(S2) 간의 경계 부근에서 발생하는 방사상 노이즈도 차폐하는 것이 가능하다.
도시되지 않았으나, 자성코어(110), 코일(120) 및 차폐판(400)은 수지 내에 몰드될 수 있다. 여기서, 수지는 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 이에 따라, 자성코어(110), 코일(120) 및 차폐판(400)은 고정될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인덕터의 사시도이다.
도 8을 참조하면, 인덕터(100)는 자성코어(110) 및 자성코어(110) 상에 권선되는 코일(120)을 포함한다. 이때, 자성코어(110)는 토로이달(toroidal) 형상일 수 있으며, 코일(120)은 자성코어(110) 상에 권선되는 제1 코일(122) 및 제1 코일(122)에 대칭하도록 권선되는 제2 코일(124)을 포함할 수 있다. 제1 코일(122) 및 제2 코일(124)은 각각 토로이달 형상의 자성코어(110)의 상면(S1), 외주면(S2), 하면(S3) 및 내주면(S4)을 통하여 권선될 수 있다. 자성코어(110)의 내주면에는 제1 코일(122) 및 제2 코일(124) 사이에 배치되는 세퍼레이터(130)가 더 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 코일(122)로부터 방사되는 전자기파 및 제2 코일(124)로부터 방사되는 전자기파는 서로 간섭을 일으키지 않을 수 있다. 자성코어(110)와 코일(120) 사이에는 자성코어(110)와 코일(120)을 절연하기 위한 보빈이 더 배치될 수 있다. 코일(120)은 표면이 절연 소재로 피복된 도선으로 이루어질 수 있다. 도선은 표면이 절연 물질로 피복된 구리, 은, 알루미늄, 금, 니켈, 주석 등일 수 있고, 도선의 단면은 원형 또는 각형을 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 인덕터(100)에 포함되는 차폐부는 자성코어(110) 및 자성코어(110) 상에 권선된 코일(120)을 수용하는 차폐 케이스(800)일 수 있다.
이와 같이, 자성코어(110) 및 자성코어(110) 상에 권선된 코일(120)이 차폐 케이스(800) 내에 수용되면, 자성코어(110)의 상면(S1) 및 하면(S3)뿐만 아니라 외주면(S2)에 권선된 코일(120)로부터 발생하는 방사상 노이즈도 차폐하는 것이 가능하다.
여기서, 차폐 케이스(800)는 자성재료 및 수지를 포함하는 사출물일 수 있다.
도시되지 않았으나, 인덕터(100)는 차폐 케이스(800)뿐만 아니라, 도 4 내지 8에서 도시한 차폐판(400)을 더 포함하는 것도 가능하다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인덕터의 사시도이다.
도 9를 참조하면, 인덕터(100)는 자성코어(110) 및 자성코어(110) 상에 권선되는 코일(120)을 포함한다. 이때, 자성코어(110)는 토로이달(toroidal) 형상일 수 있으며, 코일(120)은 자성코어(110) 상에 권선되는 제1 코일(122) 및 제1 코일(122)에 대칭하도록 권선되는 제2 코일(124)을 포함할 수 있다. 제1 코일(122) 및 제2 코일(124)은 각각 토로이달 형상의 자성코어(110)의 상면(S1), 외주면(S2), 하면(S3) 및 내주면(S4)을 통하여 권선될 수 있다. 자성코어(110)의 내주면에는 제1 코일(122) 및 제2 코일(124) 사이에 배치되는 세퍼레이터(130)가 더 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 코일(122)로부터 방사되는 전자기파 및 제2 코일(124)로부터 방사되는 전자기파는 서로 간섭을 일으키지 않을 수 있다. 자성코어(110)와 코일(120) 사이에는 자성코어(110)와 코일(120)을 절연하기 위한 보빈이 더 배치될 수 있다. 코일(120)은 표면이 절연 소재로 피복된 도선으로 이루어질 수 있다. 도선은 표면이 절연 물질로 피복된 구리, 은, 알루미늄, 금, 니켈, 주석 등일 수 있고, 도선의 단면은 원형 또는 각형을 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 인덕터(100)에 포함되는 차폐부는 제1 코일(122) 및 제2 코일(124) 상에 각각 코팅된 차폐층(900)을 포함할 수 있다. 이때, 차폐층(900)은 자성분말을 포함할 수 있다. 여기서, 자성분말은 센더스트, Fe계 결정질 분말, Fe계 비정질 분말, 페라이트 분말 등을 포함할 수 있다.
이와 같이, 코일(120) 상에 차폐층(900)이 코팅되면, 코일(120)로부터 방사되는 전자기파가 차폐층(100)에 의하여 흡수되어 외부로 방사되지 못한다. 이에 따라, 방사상 노이즈를 차폐하는 것이 가능하다.
또한, 코일(120) 상에 차폐층(900)이 코팅되면, 인덕터(100)의 인덕턴스(L) 값을 높일 수 있으며, 이에 따라 방사상 노이즈뿐만 아니라 전도성 노이즈를 저감시키는 것도 가능하다.
도시되지 않았으나, 인덕터(100)는 차폐층(900)뿐만 아니라, 도 4 내지 8에서 도시한 차폐판(400) 및 도 9에서 도시한 차폐 케이스(800)를 더 포함하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 따르면, 자성코어(110)는 이종의 자성체를 포함할 수 있다.
도 10 내지 15는 본 발명의 실시예에 따른 자성코어의 사시도 및 단면도이다.
도 10내지 15를 참조하면, 자성코어(110)는 제1 자성체(112) 및 제2 자성체(114)를 포함하고, 제1 자성체(112) 및 제2 자성체(114)는 이종이며, 제2 자성체(114)는 제1 자성체(112)의 적어도 일부 표면에 배치될 수 있다.
여기서, 제2 자성체(114)는 제1 자성체(112)보다 높은 포화자속밀도를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 자성체(112)는 페라이트를 포함하고, 제2 자성체(114)는 금속리본을 포함할 수 있다. 여기서, 페라이트의 투자율(μ)은 2,000내지 15,000일 수 있으며, 금속리본의 투자율(μ)은 100,000 내지 150,000일 수 있다. 구체적으로, 페라이트는 Mn-Zn 계 페라이트일 수 있으며, 금속리본은 Fe계 나노결정질 금속리본일 수 있다. Fe계 나노결정질 금속리본은 Fe 및 Si를 포함하는 나노결정질 금속리본일 수 있다. 제1 자성체(112)는 페라이트 분말을 세라믹 또는 고분자 바인더로 코팅한 후 절연시키고, 고압에서 성형하는 방법으로 제조될 수 있다. 또는, 제1 자성체(112)는 페라이트 분말을 세라믹 또는 고분자 바인더로 코팅한 후 절연시키는 방법에 의하여 형성된 복수의 페라이트 시트를 적층하는 방법으로 제조될 수도 있다.
이와 같이, 자성코어(110)가 이종의 자성체를 포함하면, 광범위한 주파수 대역의 노이즈 제거가 가능하다.
한편, 제2 자성체(114)의 두께는 제1 자성체(112)의 두께보다 얇을 수 있다. 제2 자성체(114)의 두께와 제1 자성체(112)의 두께 간 비율을 조절하면, 자성코어(120)의 투자율을 조절할 수 있다. 이를 위하여, 제2 자성체(114)는 복수 층으로 적층된 금속리본을 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 도 10을 참조하면, 제1 자성체(112) 및 제2 자성체(114)는 각각 토로이달 형상이며, 제2 자성체(114)는 제1 자성체(112)의 상면(S1) 및 하면(S3)에 각각 배치될 수 있다.
또는, 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 자성체(114)는 제1 자성체(112)의 옆면(S2, S4)의 일부 및 상면(S1)에 배치되고, 제1 자성체(112)의 옆면(S2, S4)의 일부 및 하면(S3)에 배치될 수 있다.
또는, 도 12를 참조하면, 제1 자성체(112) 및 제2 자성체(114)는 각각 토로이달 형상이며, 제2 자성체(114)는 제1 자성체(112)의 외주면(S2) 및 내주면(S4))에 각각 배치될 수 있다.
여기서, 제1 자성체(112)의 외주면(S2)에 배치되는 제2 자성체(114) 및 제1 자성체(112)의 내주면(S4)에 배치되는 제2 자성체(114)가 동일한 소재 및 두께를 가지는 것으로 예시되어 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다. 제1 자성체(112)의 외주면(S2)에 배치되는 제2 자성체(114) 및 제1 자성체(112)의 내주면(S4)에 배치되는 제2 자성체(114)는 상이한 소재 또는 상이한 투자율을 가질 수 있으며, 상이한 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 자성코어(110)의 투자율은 다양한 범위를 가질 수 있다.
또는, 도 13과 같이, 제2 자성체(114)가 제1 자성체(112)의 외주면(S2)에만 배치되거나, 도 14와 같이, 제2 자성체(114)가 제1 자성체(112)의 내주면(S4)에만 배치되거나, 도 15와 같이, 제2 자성체(114)가 제1 자성체(112)의 상면(S1), 외주면(S2), 하면(S3) 및 내주면(S4)에 모두 배치될 수도 있다.
이와 같이, 자성코어(110)가 투자율이 상이한 이종의 자성체를 포함하면, 광범위한 주파수 대역의 노이즈 제거가 가능하다. 특히, Mn-Zn 계 페라이트로만 이루어진 토로이달 형태의 자성코어에 비하여, 표면에 자속이 몰리는 현상이 방지되므로 고주파 노이즈 제거 효과가 크고, 내부 포화도가 낮아지므로 고전력 제품에 적용이 가능하다. 또한, 제1 자성체(112) 및 제2 자성체(114)의 투자율, 부피비 등을 조절하면, 자성코어(110)의 성능 조절이 가능하다.
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.
100: 인덕터
110: 자성코어
120: 코일
130: 세퍼레이터
400, 800, 900: 차폐부
110: 자성코어
120: 코일
130: 세퍼레이터
400, 800, 900: 차폐부
Claims (13)
- 토로이달 형상의 자성코어, 그리고
상기 자성코어 상에 권선된 제1 코일,
상기 자성코어 상에 상기 제1 코일에 대칭하도록 권선된 제2 코일, 그리고
상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 배치되는 차폐부를 포함하며,
상기 차폐부는 자성재료를 포함하는 인덕터. - 제1항에 있어서,
상기 차폐부는 상기 토로이달 형상의 자성코어의 상면 및 하면 중 적어도 하나 상에서 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일을 커버하도록 배치되는 차폐판을 포함하는 인덕터. - 제2항에 있어서,
상기 차폐부는 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일 사이에 배치되는 세퍼레이터에 착탈 가능하게 배치되는 인덕터. - 제3항에 있어서,
상기 차폐판은 돔 형상인 인덕터. - 제2항에 있어서,
상기 자성코어, 상기 제1 코일, 상기 제2 코일 및 상기 차폐판은 수지 내에 몰드되는 인덕터. - 제1항에 있어서,
상기 차폐부는 상기 자성코어, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일을 수용하는 차폐 케이스를 포함하는 인덕터. - 제1항에 있어서,
상기 차폐부는 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일 상에 각각 코팅된 차폐층을 포함하는 인덕터. - 제1항에 있어서,
상기 차폐부의 투자율은 1 내지 150,000인 인덕터. - 제1항에 있어서,
상기 자성코어는 제1 자성체 및 제2 자성체를 포함하고,
상기 제1 자성체 및 상기 제2 자성체는 이종이며, 상기 제2 자성체는 상기 제1 자성체의 적어도 일부 표면에 배치되는 인덕터. - 제9항에 있어서,
상기 제1 자성체는 페라이트를 포함하고, 상기 제2 자성체는 금속리본을 포함하는 인덕터. - 제10항에 있어서,
상기 제1 자성체 및 상기 제2 자성체는 각각 토로이달 형상이며,
상기 제2 자성체는 상기 제1 자성체의 상면 및 하면에 각각 배치되는 인덕터. - 제10항에 있어서,
상기 제1 자성체 및 상기 제2 자성체는 각각 토로이달 형상이며,
상기 제2 자성체는 상기 제1 자성체의 외주면 및 내주면 중 적어도 하나에 배치되는 인덕터. - 적어도 하나의 인덕터 및 적어도 하나의 캐패시터를 포함하고,
상기 인덕터는
토로이달 형상의 자성코어, 그리고
상기 자성코어 상에 권선된 제1 코일,
상기 자성코어 상에 상기 제1 코일에 대칭하도록 권선된 제2 코일, 그리고
상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 배치되는 차폐부를 포함하며,
상기 차폐부는 자성재료를 포함하는
EMI 필터.
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