KR20180110441A - 3단자형 전력선 필터 - Google Patents

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KR20180110441A
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Abstract

3단자형 전력선 필터가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 3단자형 전력선 필터는 적어도 하나의 제1시트층, 및 적어도 하나의 제1시트층 상에서 루프형상의 한 쌍의 코일패턴으로 이루어진 적어도 하나의 인덕터부; 복수의 제2시트층, 및 복수의 제2시트층에 구비된 복수의 커패시터 전극으로 이루어진 적어도 하나의 커패시터부; 제1시트층 및 제2시트층의 제1측면에서 한 쌍의 코일패턴 중 어느 하나에 연결되는 제1외부전극; 제1측면에 대향하는 제2측면에서 한 쌍의 코일패턴 중 다른 하나에 연결되는 제2외부전극; 제1측면 및 제2측면에 각각 수직한 제3측면에서 복수의 커패시터 전극 중 적어도 하나에 연결되는 제3외부전극; 및 제3측면과 대향하는 제4측면에서 제3외부전극에 연결되는 커패시터 전극과 대향하여 배치되는 다른 커패시터 전극에 연결되는 연결전극;을 포함한다.

Description

3단자형 전력선 필터{Three port type power line filter}
본 발명은 전력선 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적층세라믹 부품 제조공정을 이용하여 제조 용이성과 전력 효율성을 동시에 구현할 수 있는 3단자형 전력선 필터에 관한 것이다.
일반적으로, 전자장치는 다양한 제어를 구현하기 위해 각종 디지털 회로를 수반하며, 이러한 디지털 회로는 DC 전원을 공급받는다. 이러한 전자장치에서, 전원을 공급하기 위한 전력선은 고주파 노이즈와 같은 원하지 않는 전자기파를 발생시킨다.
이러한 노이즈는 다른 회로 및 부품에 EMI 등과 같은 간섭을 야기하기 때문에 이에 대한 방안으로서 전력선과 다른 회로 및 부품 사이에 노이즈 제거 필터가 사용되고 있다.
그러나, 종래의 노이즈 제거 필터는 대전류 처리를 위해 칩 커패시터 소자와 그 주변에 권선되는 코일로 구성되는 인덕터로 이루어지기 때문에, 제조 공정상 부품별 공정이 이루어져 공정수가 증가하고 구조가 복잡하여 생산성이 떨어진다.
따라서, 대전류 처리 특성을 유지하면서도 저가로 제조가 용이한 전력선 필터의 개발이 절실한 실정이다.
KR 10-1379062 B (2014.03.21 등록)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 적층세라믹 부품 제조 공정을 이용하여 대전류 처리 특성을 유지하면서도 제조가 용이하여 생산성을 향상시키는 동시에 비용을 경감시킬 수 있는 3단자형 전력선 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 적어도 하나의 제1시트층, 및 상기 적어도 하나의 제1시트층 상에서 루프형상의 한 쌍의 코일패턴으로 이루어진 적어도 하나의 인덕터부; 복수의 제2시트층, 및 상기 복수의 제2시트층에 구비된 복수의 커패시터 전극으로 이루어진 적어도 하나의 커패시터부; 상기 제1시트층 및 상기 제2시트층의 제1측면에서 상기 한 쌍의 코일패턴 중 어느 하나에 연결되는 제1외부전극; 상기 제1측면에 대향하는 제2측면에서 상기 한 쌍의 코일패턴 중 다른 하나에 연결되는 제2외부전극; 상기 제1측면 및 상기 제2측면에 각각 수직한 제3측면에서 상기 복수의 커패시터 전극 중 적어도 하나에 연결되는 제3외부전극; 및 상기 제3측면과 대향하는 제4측면에서 상기 제3외부전극에 연결되는 커패시터 전극과 대향하여 배치되는 다른 커패시터 전극에 연결되는 연결전극;을 포함하는 3단자형 전력선 필터를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 복수의 커패시터 전극 각각은 상기 복수의 제2시트층 중 하나에 구비되며, 상기 제3측면 또는 상기 제4측면으로 연장형성되는 연장부가 구비될 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 코일패턴은 동일 시트층 상에 구비될 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 코일패턴은 상이한 시트층 상에 구비될 수 있다.
또한, 상기 연결전극은 외부로 노출되는 부분이 절연물질로 코팅될 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 코일패턴 및 상기 커패시터부는 T형 필터를 이룰 수 있다.
또한, 상기 커패시터부는 상기 인덕터부의 상부 및 하부에 구비될 수 있다.
또한, 상기 인덕터부는 상기 커패시터부의 상부 및 하부에 구비될 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 제1시트층 및 상기 복수의 제2시트층은 자성재료 또는 절연재료로 이루어질 수 있다.
일예로서, 상기 자성재료는 페라이트로 이루어지고, Ni-Cu-Zn 및 글래스(glass)를 포함할 수 있다.
다른 예로서, 상기 절연재료는 인쇄회로기판으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 복수의 제2시트층은 3000 이하의 유전율을 갖는 유전체로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 3단자형 전력선 필터는 적어도 하나의 제3시트층 및 상기 적어도 하나의 제3시트층 상에 구비되는 한 쌍의 내부전극으로 이루어진 정전기 보호부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 정전기 보호부는 상기 커패시터부와 병렬로 연결될 수 있다.
이때, 상기 한 쌍의 내부전극 중 어느 하나는 상기 제3외부전극에 연결되고, 다른 하나는 상기 연결전극에 연결될 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 내부전극은 동일 시트층 상에 구비될 수 있다.
다른 예로서, 상기 한 쌍의 내부전극은 상이한 시트층 상에 구비될 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 내부전극 사이에 배치되는 제3시트층은 관통구가 구비될 수 있다.
이때, 상기 한 쌍의 내부전극은 그 사이에 방전물질이 구비될 수 있다.
본 발명에 의하면, 적층세라믹 부품 제조공정을 이용하여 인덕터 및 커패시터를 구현함으로써, 제조가 용이하여 생산성을 향상시킬 수 있으므로, 저비용으로 대량생산이 가능할 수 있다.
또한, 본 발명은 인덕터 및 커패시터를 이루는 복수의 시트층 사이를 연결하는 비어를 생략함으로써, 관통홀 형성을 위한 공정을 생략할 수 있으므로 제조비용 및 생산성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 사이드 터미네이션에 의해 인덕터부와 커패시터부를 연결함으로써, 비어에 비하여 연결의 신뢰성을 보장할 수 있고, 복수의 시트층의 외부 충격에 대한 내충격성을 형상시켜 제품의 안정성을 보장할 수 있다.
또한, 본 발명은 코일패턴 및 커패시터 전극이 구비된 복수의 시트층을 단순 적층함으로써, 전류 용량에 따라 제조 공정 상에서 인덕턴스 및 커패시턴스를 용이하게 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은 복수의 시트층의 일부를 정전기 보호부로 구성함으로써, 노이즈 제거를 위한 필터기능에 더하여 정전기 보호기능 등과 같은 부가적인 기능을 추가로 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3단자형 전력선 필터를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1에서 제1시트층 및 제2시트층이 분리된 상태의 적층구조의 일례를 나타낸 분해사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3단자형 전력선 필터의 등가회로도,
도 4는 도 1에서 제1시트층 및 제2시트층이 분리된 상태의 적층구조의 다른 예를 나타낸 분해사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3단자형 전력선 필터의 다른 적층구조의 일례를 나타낸 분해사시도,
도 6은 도 5의 3단자형 전력선 필터의 등가회로도, 그리고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3단자형 전력선 필터의 다른 적층구조의 다른 예를 나타낸 분해사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3단자형 전력선 필터(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 커패시터부(110a,110b), 및 인덕터부(120)를 포함한다.
이러한 3단자형 전력선 필터(100)는 자동차 전장장치 및 가전제품 등과 같은 전자장치에서, 교류전원을 직류전원으로 변환하는 DC 어댑터와 각종 회로부품에 대응하는 전원으로 변환하는 DC-DC 컨버터 사이에 배치되며, DC 어댑터로부터 인출되는 전력선으로부터 방사되는 전자파 등과 같은 고주파 노이즈를 제거할 수 있다.
여기서, 3단자형 전력선 필터(100)는 3단자형 필터로서, 제1외부전극(101), 제2외부전극(102) 및 제3외부전극(103)을 포함한다.
이때, 제1외부전극(101) 및 제2외부전극(102)은 DC 어댑터의 전력신호에 대한 입력 및 출력 단자로서 기능하고, 제3외부전극(103)은 상기 전자장치의 회로기판의 접지에 연결되는 접지단자로서 기능한다.
이와 같은 3단자형 전력선 필터(100)는 입력단자(101, 또는 102)로 입력된 전력신호로부터 고주파 노이즈를 접지단자(103)로 바이패스시킴으로써, 고주파 노이즈를 제거할 수 있고, 노이즈가 제거된 전력신호를 후단의 회로부품으로 전달할 수 있다.
아울러, 3단자형 전력선 필터(100)는 적층세라믹 부품 제조공정을 이용하여 구현되며, 복수의 시트층이 적층된 몸체(106)를 포함한다. 여기서, 몸체(106)는 제1시트층(106-1), 복수의 제2시트층(106-2a,106-2b,106-3a,106-3b) 및 보호층(106-4)을 포함할 수 있다.
이때, 제1시트층(106-1)은 인덕터부(120)에 대응하며, 복수의 제2시트층(106-2a,106-2b,106-3a,106-3b) 및 보호층(106-4)은 커패시터부(110a,110b)에 대응한다.
이와 같이, 3단자형 전력선 필터(100)는 적층세라믹 부품 제조공정을 이용하여 인덕터 및 커패시터를 구현함으로써, 동일 공정에 의해 제조가 가능하고, 인덕터 및 커패시터를 이루는 시트층을 단순 적층함으로써 제조가 용이하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
더욱이, 3단자형 전력선 필터(100)는 동일한 제조공정에 의해 인덕터 및 커패시터를 구현하여 단일칩으로 제조될 수 있기 때문에 저비용으로 대량생산이 가능할 수 있다.
이러한 3단자형 전력선 필터(100)는 커패시터부(110a,110b)가 인덕터부(120)의 상부 및 하부에 각각 구비될 수 있다. 일례로, 제1커패시터부(110a)는 인덕터부(120)의 상측에 구비되고, 제2커패시터부(110b)는 인덕터부(120)의 하측에 구비될 수 있다. 이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 제2시트층(106-3b,106-2b), 제1시트층(106-1), 제2시트층(106-2a,106-3a), 및 보호층(106-4)이 순차적으로 적층될 수 있다.
제1커패시터부(110a)는 복수의 제2시트층(106-2a,106-3a) 및 복수의 제2시트층(106-2a,106-3a)에 구비된 복수의 커패시터 전극(112,114)으로 이루어진다.
제2커패시터부(110b)는 복수의 제2시트층(06-2b,106-3b) 및 복수의 제2시트층(106-2b,106-3b)에 구비된 복수의 커패시터 전극(112,114)으로 이루어진다.
이때, 복수의 커패시터 전극(112,114)은 각각의 제2시트층(106-2a,106-2b,106-3a,106-3b) 상에 대략 사각형상으로 이루어지며, 각 제2시트층의 대부분의 면적을 차지하도록 구비될 수 있다.
여기서, 제1커패시터 전극(112)은 복수의 제2시트층(106-2a,106-2b)에 각각 구비되고, 몸체(106)의 제4측면으로 연장형성되는 연장부(112a)가 구비될 수 있다. 이러한 연장부(112a)에 의해 제1커패시터 전극(112)은 연결전극(104)에 연결될 수 있다.
또한, 제2커패시터 전극(114)은 복수의 제2시트층(106-3a,106-3b)에 각각 구비되고, 몸체(106)의 제3측면으로 연장형성되는 연장부(114a)가 구비될 수 있다. 이러한 연장부(114a)에 의해 제2커패시터 전극(114)은 제3외부전극(103)에 연결될 수 있다.
여기서, 커패시터부(110a,110b) 각각은 두 개의 제2시트층(106-2a,106-3a 또는 106-2b,106-3b)이 구비되는 것으로 도시되지만, 이에 한정되지 않고, 커패시턴스의 용량에 따라 복수의 시트층으로 이루어질 수 있다. 이때, 제1커패시터 전극(112) 및 제2커패시터 전극(114)은 교대로 적층되는 시트층 상에 교대로 구비될 수 있다.
이때, 복수의 제2시트층(106-2a,106-2b,106-3a,106-3b)은 3000 이하의 유전율을 갖는 유전체로 이루어질 수 있다. 여기서, 제1커패시터 전극(112) 및 제2커패시터 전극(114) 사이에 배치되는 제2시트층(106-2b,106-3a)은 제1커패시터부(110a) 및 제2커패시터부(110b)가 고용량의 커패시턴스를 형성할 수 있도록 다른 제2시트층(106-2a,106-3b)보다 높은 유전율을 갖는 유전체로 이루어질 수 있다.
인덕터부(120)는 제1시트층(106-1), 및 제1시트층(106-1) 상에서 루프형상의 한 쌍의 코일패턴(122,124)으로 이루어진다.
여기서, 인덕터부(120)는 하나의 제1시트층(106-1)이 구비되는 것으로 도시되지만, 이에 한정되지 않고, 직류 전원의 전류용량에 적합하도록 복수의 제1시트층(106-1)이 구비될 수 있다.
이때, 인덕터부(120)는 한 쌍의 코일패턴(122,124)이 구비된 제1시트층(106-1)을 반복적으로 적층하여 구성할 수도 있고, 도 4를 참조하여 후술하는 바와 같이, 한 쌍의 코일패턴(122,124) 각각이 구비된 서로 상이한 제1시트층(106-1)을 반복적으로 적층하여 구성할 수도 있다.
이와 같이, 인덕터부(120)는 코일패턴(122,124)에 의한 박막 인덕터로 이루어지므로, 코일패턴(122,124)이 구비된 제1시트층(106-1)을 적층함으로써 인덕턴스를 용이하게 조정할 수 있다.
한 쌍의 코일패턴(122,124)은 제1시트층(106-1) 상에서 대칭 형상으로 구비될 수 있다. 즉, 제1코일패턴(122)은 몸체(106)의 제1측면 측에 배치되고, 제2코일패턴(124)은 몸체(106)의 제2측면 측에 배치되므로, 한 쌍의 코일패턴(122,124)은 좌우 대칭인 형상으로 구비될 수 있다.
여기서, 제1코일패턴(122)은 제1단부(122a)가 몸체(106)의 제1측면에 배치되어 제1외부전극(101)에 연결되고, 제2단부(122b)가 몸체(106)의 제4측면에 배치되어 연결전극(104)에 연결될 수 있다.
이와 유사하게, 제2코일패턴(124)은 제1단부(124a)가 몸체(106)의 제2측면에 배치되어 제2외부전극(102)에 연결되고, 제2단부(124b)가 몸체(106)의 제4측면에 배치되어 연결전극(104)에 연결될 수 있다.
이에 의해, 코일패턴(122,124)을 커패시터부(110a,110b) 및 제1외부전극(101) 및 제2외부전극(102) 전극에 의해 연결하기 위해 별도의 비어를 구비할 필요가 없다. 따라서, 제1시트층(106-1) 또는 제2시트층(106-2a,106-2b,106-3a,106-3b) 상에 관통홀을 형성하기 위한 공정을 생략할 수 있으므로, 본 발명의 3단자형 전력선 필터(100)는 제조비용 및 생산성을 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 비아를 생략하기 위해, 코일패턴(122,124)의 제1단부(122a,124a) 및 제2단부(122b,124b)가 몸체(106)의 제1측면, 제2측면, 및 제4측면에 배치되기 때문에, 코일패턴(122,124)은 나선형상으로 구비되지 않고 루프형상으로 구비된다. 따라서, 제1코일패턴(122) 및 제2코일패턴(124)은 대전류 처리 특성을 향상시키도록 선폭이 증가할 수 있다.
이와 같이, 코일패턴(122,124)은 제1시트층(106-1) 상에서 선폭을 넓게 형성하기가 용이하고, 루프 형상으로 이루어지므로 나선형 코일패턴에 비해 그 길이가 감소하기 때문에, 그에 의해 형성되는 기생저항을 감소시킬 수 있다.
이에 의해, 본 발명의 3단자형 전력선 필터(100)는 코일패턴(122,124)의 기생저항에 의해 소모되는 전력을 감소시킬 수 있고, 따라서, 전력효율을 향상시킬 수 있다.
이때, 제1시트층(106-1)은 자성재료 또는 절연재료로 이루어질 수 있다.
일례로서, 제1시트층(106-1)은 자성재료로서, 페라이트로 이루어질 수 있다. 여기서, 페라이트는 Ni-Cu-Zn 및 글래스(glass)를 포함할 수 있다. 이에 의해, 코일패턴(122,124)에 의해 형성되는 자기장이 제1시트층(106-1)의 하측으로도, 예를 들면, 제2커패시터부(110b) 측으로도 형성하므로 코일패턴(122,124)의 선폭을 작게 형성할 수 있다.
다른 예로서, 제1시트층(106-1)은 절연재료로서 인쇄회로기판(PCB)으로 이루어질 수 있다. 이에 의해 코일패턴(122,124)에 의해 형성되는 자기장이 제1시트층(106-1)의 하측으로 형성되지 않고, 코일패턴(122,124) 측에만 형성되므로 자성재료로 이루어진 경우에 비하여 코일패턴(122,124)의 선폭을 크게 형성할 수 있다.
제1외부전극(101)은 제1시트층(106-1) 및 제2시트층(106-2a,106-2b,106-3a,106-3b), 즉, 몸체(106)의 제1측면에 배치되며, 한 쌍의 코일패턴(122,124) 중 하나에 연결된다. 일례로, 제1외부전극(101)은 제1코일패턴(122)의 제1단부(122a)에 연결될 수 있다.
제2외부전극(102)은 몸체(106)의 제1측면에 대향하는 제2측면에 배치되며, 한 쌍의 코일패턴(122,124) 중 다른 하나에 연결된다. 일례로, 제2외부전극(102)은 제2코일패턴(124)의 제1단부(124a)에 연결될 수 있다.
제3외부전극(103)은 몸체(106)의 제1측면 및 제2측면에 각각 수직한 제3측면에 배치되며, 복수의 커패시터 전극(112,114) 중 적어도 하나에 연결된다. 일례로, 제3외부전극(103)은 제1커패시터부(110a)의 제2시트층(106-3a) 및 제2커패시터부(110b)의 제2시트층(106-3b)에 각각 구비되는 제2커패시터 전극(114)의 연장부(114a)에 연결될 수 있다.
연결전극(104)은 몸체(106)의 제3측면과 대향하는 제4측면에 배치되며, 제3외부전극(103)에 연결되는 커패시터 전극과 대향하여 배치되는 다른 커패시터 전극에 연결된다. 일례로, 연결전극(104)은 제1커패시터부(110a)의 제2시트층(106-2a) 및 제2커패시터부(110b)의 제2시트층(106-2b)에 각각 구비되는 제1커패시터 전극(112)의 연장부(112a)에 연결될 수 있다.
이때, 연결전극(104)은 한 쌍의 코일패턴(122,124)의 제2단부(122b,124b)와 커패시터부(110a,110b)의 제1커패시터 전극(112)의 연장부(112a)에 연결되기 때문에 외부 신호로부터 영향을 받을 수 있다. 이를 방지하기 위해, 연결전극(104)은 외부로 노출되는 부분이 절연물질로 코팅될 수 있다.
이와 같이, 제1외부전극(101), 제2외부전극(102), 및 연결전극(104) 등과 같은 사이드 터미네이션(side termination)에 의해 제1시트층(106-1) 및 제2시트층(106-2a,106-2b,106-3a,106-3b) 상에 구비되는 코일패턴(122,124)과 제1커패시터 전극(112), 또는 코일패턴(122,124)과 제1외부전극(101) 및 제2외부전극(102)을 연결함으로써, 비아를 구비한 경우에 비하여 연결의 신뢰성을 보장할 수 있다.
더욱이, 코일패턴(122,124)이 비아에 의해 연결되는 경우, 제1시트층(106-1) 또는 제2시트층(106-2a,106-2b,106-3a,106-3b) 상에 관통홀이 형성되어야 하므로, 외부 충격에 의해 관통홀 부근에 크랙 등의 파손을 초래할 수 있지만, 본 발명의 3단자형 전력선 필터(100)는 금속재질의 사이드 터미네이션에 의해 내충격성을 향상시킬 수 있고 따라서 제품의 안정성을 보장할 수 있다.
이때, 제1외부전극(101), 제2외부전극(102), 제3외부전극(103) 및 연결전극(104)은 전기 전도성이 우수한 Ag으로 이루어질 수 있다. 아울러, 제1외부전극(101), 제2외부전극(102), 제3외부전극(103) 및 연결전극(104)은 전기 전도성 및 내마모성을 향상시키기 위해 Sn으로 도금될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 3단자형 전력선 필터(100)는 제3외부전극(103) 및 연결전극(104)이 서로 대향하는 위치에 배치되거나 대칭되는 위치에 배치되는 경우 이들을 구분하기 위해 마크(105)가 표시될 수 있다.
일례로, 마크(105)는 제3외부전극(103)에 "GND"로 표시될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 표시될 수 있다. 다른 예로서, 마크(105)는 연결전극(104)에 표시될 수도 있다.
이와 같은 한 쌍의 코일패턴(122,124) 및 커패시터부(110a,110b)는 T형 필터를 이룰 수 있다. 즉, 3단자형 전력선 필터(100)는 도 3에 도시된 바와 같은 등가회로로 나타낼 수 있다.
보다 구체적으로, 3단자형 전력선 필터(100)는 제1인덕터(L1), 제2인덕터(L2) 및 커패시터(C)를 포함한다. 여기서, 제1인덕터(L1)는 제1코일패턴(122)에 대응하고, 제2인덕터(L2)는 제2코일패턴(124)에 대응하며, 커패시터(C)는 커패시터부(110a,110b)에 대응한다.
이때, 3단자형 전력선 필터(100)는 3단자형으로서, 입력단자(a), 출력단자(b) 및 접지단자(c)를 포함할 수 있다.
입력단자(a)는 제1외부전극(101)에 대응하고, 출력단자(b)는 제2외부전극(102)에 대응하며, 접지단자(c)는 제3외부전극(103)에 대응한다. 여기서, 3단자형 전력선 필터(100)가 배치되는 형태에 따라 입력단자(a) 및 출력단자(b)는 반대로 구성될 수도 있다.
또한, 제1인덕터(L1), 제2인덕터(L2) 및 커패시터(C)가 함께 연결되는 접합부(d)는 연결전극(104)에 대응한다. 이에 의해 비아를 구비하지 않고도 제1인덕터(L1), 제2인덕터(L2) 및 커패시터(C) 사이의 전기적 연결을 달성할 수 있다.
이와 같은 T형 필터에 의해 출력단자(b)로 출력되는 전력에 대하여 광대역에 걸쳐 잡음을 제거할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 3단자형 전력선 필터(200)는 도 4에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 코일패턴(122,124)이 상이한 시트층에 구비될 수 있다. 즉, 3단자형 전력선 필터(100)는 하나의 커패시터부(110)의 상부 및 하부에 두 개의 인덕터부(120a,120b)가 구비될 수 있다.
이때, 제1시트층(106-1b), 복수의 제2시트층(106-2,106-3), 제1시트층(106-1a), 및 보호층(106-4)이 순차적으로 적층될 수 있다.
여기서, 제1코일패턴(222)은 커패시터부(110)의 상측에 배치되는 제1시트층(106-1a) 상에 구비되며, 도 2의 제1코일패턴(122)과 유사하게, 제1단부(222a)가 몸체(106)의 제1측면에 배치되어 제1외부전극(101)에 연결되고, 제2단부(222b)가 몸체(106)의 제4측면에 배치되어 연결전극(104)에 연결될 수 있다.
이러한 제1코일패턴(222)은 제1단부(222a) 및 제2단부(222b) 사이의 루프형상이 제1시트층(106-1a)의 전체 영역에 형성되도록 구비될 수 있다.
제2코일패턴(224)은 커패시터부(110)의 하측에 배치되는 제1시트층(106-1b) 상에 구비되며, 도 2의 제2코일패턴(124)과 유사하게, 제1단부(224a)가 몸체(106)의 제2측면에 배치되어 제2외부전극(102)에 연결되고, 제2단부(224b)가 몸체(106)의 제4측면에 배치되어 연결전극(104)에 연결될 수 있다.
이러한 제2코일패턴(224)은 제1단부(224a) 및 제2단부(224b) 사이의 루프형상이 제1시트층(106-1b)의 전체 영역에 형성되도록 구비될 수 있다.
이와 같이, 제1시트층(106-1a,106-1b) 상에 각각 하나의 코일패턴(222,224)만이 구비되기 때문에, 전류 용량에 따라 코일패턴(222,224)의 선폭의 조정 등 설계 자유도가 증가하여 더욱 용이하게 제조할 수 있다.
여기서, 하나의 커패시터부(110)의 상부 및 하부에 구비되는 인덕터부(120a,120b) 각각은 하나의 시트층 및 하나의 코일패턴으로 구비된 것으로 도시되고 설명되었지만, 이에 한정되지 않고, 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 한 쌍의 코일패턴이 구비된 시트층으로 이루어질 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 3단자형 전력선 필터(300)는 도 5에 도시된 바와 같이, 정전기 보호부(330)를 더 포함할 수 있다. 일례로, 복수의 제2시트층(106-3b,106-2b), 제3시트층(306-5), 제1시트층(106-1), 제2시트층(106-2a,106-3a), 및 보호층(106-4)이 순차적으로 적층될 수 있다.
정전기 보호부(330)는 제3시트층(306-5) 및 제3시트층(306-5) 상에 구비되는 한 쌍의 내부전극(332,334)으로 이루어질 수 있다. 여기서, 정전기 보호부(330)는 커패시터부(110)에 병렬로 연결될 수 있다.
제1내부전극(332)은 몸체(106)의 제3측면 측에 배치되어 일측이 제3외부전극(103)에 연결되고, 이에 의해 제2커패시터 전극(114)에 연결되며, 타측이 제2내부전극(334)에 대향하여 근접하게 배치될 수 있다.
제2내부전극(334)은 몸체(106)의 제4측면 측에 배치되어 일측이 연결전극(104)에 연결되고, 이에 의해 제1커패시터 전극(112)에 연결되며, 타측이 제1내부전극(332)에 대향하여 근접하게 배치될 수 있다.
이와 같이, 한 쌍의 내부전극(332,334)이 동일한 제3시트층(306-5) 상에 일정 간격 이격되어 배치됨으로써, 한 쌍의 내부전극(332,334) 사이의 이격 공간에 공극이 형성될 수 있다.
이때, 한 쌍의 내부전극(332,334) 사이에는 방전물질이 구비될 수 있다. 여기서, 방전물질은 적어도 한 종의 금속입자를 포함하는 비전도성물질로 이루어질 수 있으며, SiC 또는 실리콘 계열의 성분을 포함하는 반도체물질로 이루어질 수 있다.
이와 같은 정전기 보호부(330)는 써프레서(suppressor)로 이루어질 수 있다. 즉, 3단자형 전력선 필터(300)는 도 6에 도시된 바와 같은 등가회로로 나타낼 수 있다.
여기서, 제1인덕터(L1), 제2인덕터(L2) 및 커패시터(C)가 함께 연결되는 접합부(d)와 접지단자(c) 사이에 정전기 보호부(S)가 배치되어 커패시터(C)와 병렬로 연결될 수 있다.
이에 의해, 3단자형 전력선 필터(300)는 그 전체 두께가 크게 증가하지 않고 박형화를 유지하면서도, 노이즈 제거를 위한 필터 기능에 더하여 정전기 보호기능을 추가로 제공할 수 있다.
여기서, 커패시터부(110a,110b) 및 인덕터부(120)는 도 2에 도시된 구조이지만, 이에 한정되지 않고, 도 4에 도시된 커패시터부(110) 및 인덕터부(120a,120b)일 수도 있다.
다른 예로서, 3단자형 전력선 필터(400)는 도 7에 도시된 바와 같이, 정전기 보호부(430)의 한 쌍의 내부전극(432,434)이 서로 상이한 제3시트층(306-5a,306-b) 상에 구비될 수 있다.
제1내부전극(432)은 제3시트층(306-5a) 상에서 몸체(106)의 제3측면 측에 배치되어 일측이 제3외부전극(103)에 연결되고, 이에 의해 제2커패시터 전극(114)에 연결되며, 타측이 제3시트층(306-5a)의 제4측면에 접하지 않도록 이격 배치될 수 있다.
제2내부전극(434)은 제3시트층(306-b) 상에서 몸체(106)의 제4측면 측에 배치되어 일측이 연결전극(104)에 연결되고, 이에 의해 제1커패시터 전극(112)에 연결되며, 타측이 제3시트층(306-b)의 제3측면에 접하지 않도록 이격 배치될 수 있다.
이때, 한 쌍의 내부전극 사이에 배치되는 제3시트층(306-5a)은 제1내부전극(432)과 제2내부전극(434)이 중첩되는 영역에 관통홀(436)이 구비될 수 있다. 이러한 관통홀(436)은 제1내부전극(432)과 제2내부전극(434) 사이에 공극을 형성할 수 있다. 여기서, 관통홀(436)에는 상기 방전물질이 구비될 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100,200,300,400 : 3단자형 전력선 필터 101 : 제1외부전극
102 : 제2외부전극 103 : 제3외부전극
104 : 연결전극 105 : 마크
106 : 몸체
106-1,106-1a,106-1b : 제1시트층
106-2,106-2a,106-2b,106-3,106-3a,106-3b : 제2시트층
106-4 : 보호층 110,110a,110b : 커패시터부
112 ; 제1커패시터 전극 114 : 제2커패시터 전극
112a,114a : 연장부 120,120a,120b : 인턱터부
122,222 : 제1코일패턴 124,224 : 제2코일패턴
122a,124a,222a,224a : 제1단부 122b,124b,222b,224b : 제2단부
306-5,306-5a,306-5b : 제3시트층 330,430 : 정전기 보호부
332,432 : 제1내부전극 334,434 : 제2내부전극
관통홀 : 436

Claims (18)

  1. 적어도 하나의 제1시트층, 및 상기 적어도 하나의 제1시트층 상에서 루프형상의 한 쌍의 코일패턴으로 이루어진 적어도 하나의 인덕터부;
    복수의 제2시트층, 및 상기 복수의 제2시트층에 구비된 복수의 커패시터 전극으로 이루어진 적어도 하나의 커패시터부;
    상기 제1시트층 및 상기 제2시트층의 제1측면에서 상기 한 쌍의 코일패턴 중 어느 하나에 연결되는 제1외부전극;
    상기 제1측면에 대향하는 제2측면에서 상기 한 쌍의 코일패턴 중 다른 하나에 연결되는 제2외부전극;
    상기 제1측면 및 상기 제2측면에 각각 수직한 제3측면에서 상기 복수의 커패시터 전극 중 적어도 하나에 연결되는 제3외부전극; 및
    상기 제3측면과 대향하는 제4측면에서 상기 제3외부전극에 연결되는 커패시터 전극과 대향하여 배치되는 다른 커패시터 전극에 연결되는 연결전극;
    을 포함하는 3단자형 전력선 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 커패시터 전극 각각은 상기 복수의 제2시트층 중 하나에 구비되며, 상기 제3측면 또는 상기 제4측면으로 연장형성되는 연장부가 구비되는 3단자형 전력선 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 코일패턴은 동일 시트층 상에 구비되는 3단자형 전력선 필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 코일패턴은 상이한 시트층 상에 구비되는 3단자형 전력선 필터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연결전극은 외부로 노출되는 부분이 절연물질로 코팅되는 3단자형 전력선 필터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 코일패턴 및 상기 커패시터부는 T형 필터를 이루는 3단자형 전력선 필터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 커패시터부는 상기 인덕터부의 상부 및 하부에 구비되는 3단자형 전력선 필터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인덕터부는 상기 커패시터부의 상부 및 하부에 구비되는 3단자형 전력선 필터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1시트층은 자성재료 또는 절연재료로 이루어지는 3단자형 전력선 필터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 자성재료는 페라이트로 이루어지고, Ni-Cu-Zn 및 글래스(glass)를 포함하는 3단자형 전력선 필터.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 절연재료는 인쇄회로기판으로 이루어진 3단자형 전력선 필터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제2시트층은 3000 이하의 유전율을 갖는 유전체로 이루어지는 3단자형 전력선 필터.
  13. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 제3시트층 및 상기 적어도 하나의 제3시트층 상에 구비되는 한 쌍의 내부전극으로 이루어진 정전기 보호부를 더 포함하고,
    상기 정전기 보호부는 상기 커패시터부와 병렬로 연결되는 3단자형 전력선 필터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 한 쌍의 내부전극 중 어느 하나는 상기 제3외부전극에 연결되고, 다른 하나는 상기 연결전극에 연결되는 3단자형 전력선 필터.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 한 쌍의 내부전극은 동일 시트층 상에 구비되는 3단자형 전력선 필터.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 한 쌍의 내부전극은 상이한 시트층 상에 구비되는 3단자형 전력선 필터.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 한 쌍의 내부전극 사이에 배치되는 제3시트층은 관통구가 구비되는 3단자형 전력선 필터.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 한 쌍의 내부전극은 그 사이에 방전물질이 구비되는 3단자형 전력선 필터.
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