KR20190006918A - 중공 토로이달 자기 전력 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중공 토로이달 코어(1)를 포함하는 중공 토로이달 자기 전력 장치에 관한 것으로, 이는 제1 토로이달 홈(11)을 갖는 제1 토로이달 코어 부분(10)과 중첩된 제2 토로이달 코어 부분(20); 및 중공 토로이달 자성 코어 둘레에 권취된 하나 이상의 토로이달 코일(30)과 제1 토로이달 홈(11) 내에 포함된 코일-포머(42) 둘레에 권취된 하나 이상의 환상 축 방향 코일(40);을 포함하며, 상기 중공 토로이달 자성 코어(1)는 상기 제1 및 제2 토로이달 코어 부분 사이에 구획된 환상의 갭(51), 및 적어도 제1 토로이달 코어 부분(10)의 두 개의 마주하는 벽에 중단부 또는 개구부에 의해서 구획된 토로이달 갭(52)을 포함하여, 중공 토로이달 자성 코어의 자기 포화를 방지하고, 환상의 갭의 크기와 토로이달 갭의 크기는 자기 전력 장치의 성능에 따라 선택된다.
Description
본 발명은 집적형 중공 토로이달 자기 전력 장치(integrated hollow toroidal magnetic power unit)를 언급하며, 상기 자기 전력 장치는 중공 토로이달 자성 코어를 포함하며, 상기 자성 코어는 상기 중공 토로이달 자기 전력 장치 둘레에 권취된 하나 이상의 독립적인 토로이달 코일들(toroidal coils)을 포함하며, 상기 중공 토로이달 자기 전력 장치는 하나 또는 두 개의 독립적인 인덕터들 및 상기 중공 토로이달 자성 코어에 의해 형성된 중심 축 둘레에 권취되는 하나 이상의 환상의 축 방향의 코일들(annular axial coils)을 제공하며, 단일 또는 이중의(예를 들어, 공통-모드(common-mode)) 초크(choke) 구성을 제공한다. 하나 이상의 토로이달 코일들 및 환상의 축 방향 코일들을 갖는 다른 구성들은 본 발명의 범위 내에서 토로이달 코일들 및 환상의 축 방향 코일들의 권선들(windings)이 직교하는 한 여전히 가능하다.
환상의 축 방향 코일 또는 환상의 축 방향 코일들은 일체형이거나 또는 중공 토로이달 자성 코어 내에 완전히 동봉되어 더 나은 성능 및 소형의(compact) 구조를 달성한다. 이러한 구성은 연자성 코어를 2 개의 독립적인 부품들로서 보다 효율적으로 사용하나, 통상적인 기술에서는 각각 하나의 독립적인 코어를 2 개의 독립적인 부품들로 사용하며, 본 명세서에서는 하나의 자기 장치 상에 연자성 코어가 권취되어 2 개의 독립적인 전기 부품들로서 작동한다.
이러한 자기 전력 장치는 특히 예를 들어 전력 분야에서 전력 변압기 또는 인덕터로서 사용되는데, 현재 꽤 빠르게 성장하고 있는 하이브리드 및 전기 자동차들(HEVs)의 분야에서 특히 유용한 고전력 전기 장치를 작동시키기에 적합하다. 새로운 전기 자동차들의 모델들은 속도 및 토크 제어 기능이 있는 전기 모터 공급부뿐만 아니라, 고전압(HV) 배터리 충전기들 및 안정적인 차량-내 연속적인 저전압(LV) 전력 공급부들에 대해서도 더 많은 전력 전자장치를 내부에 필요로 한다. 일 실시예에서, 제안된 자기 전력은 전기 자동차 내의 HV 배터리와 HV 부품 사이의 상호연결하는(interconnecting) 박스에 대해 설계되었다.
본 발명의 중공 토로이달 자기 전력 장치는 자기 유닛들에 대한 새로운 체적 효율 개념에 응답한다.
본 설명을 통해, 평행, 수직, 접선 등과 같은 기하학적 위치에 대한 언급들은 이러한 명명법(nomenclature)에 의해 정의된 이론적인 위치로부터 ±5°까지의 편차들을 허용한다는 것이 이해될 것이다. 주어진 값들의 임의의 범위는 극값들(extreme values)에서 최적이 아닐 수도 있고, 적용-가능한 이러한 극값들에 대한 발명의 적용들을 요구할 수 있으며, 이러한 적용들은 당업자가 접근할 수 있는 범위 내에 있음을 이해할 것이다.
미국 특허 제 4210859 호는 유도성(inductive) 장치를 개시하며, 상기 유도성 장치는 자성 코어 및 상기 코어 내의 모든 지점들에서 실질적으로 직교하는 2 개의 자기장들을 생성하는 권선들(도 1 내지 도 3 참조)을 포함한다. 통상적인 포트 코어(pot core)가 도 1에 도시되어 있다. 상기 코어는, 페라이트, 자성 철제 강 또는 다른 강자성 재료로 제조될 수 있으며, 외측 원통형 포트 벽(pot wall)(30), 중심 기둥(center post)(32) 및 포트 커버(pot cover)(34)를 포함한다. 환상 공간(annular space)(40)은 포트 벽(30)과 중심 기둥(32) 사이에 형성된다. 이러한 공간 내에는 보빈(미도시)이 배치되며, 상기 보빈은 적절하게 치수가 정해진 전기 와이어의 하나 이상의 코일들을 지지한다. 기둥 구멍(36) 및 커버 구멍(38)은 토로이드(toroid)의 중심 구멍으로 고려될 수 있기 때문에, 부가적인 권선과 함께 포트 코어를 제공할 수 있으며, 상기 부가적인 권선은 한 방향으로 중심 구멍을 통과하며 포트 벽(30)의 외측으로 되돌아간다. 그러한 권선은 포트 코어 물질에 의해 완전히 둘러싸이지 않기 때문에 유형 A 권선이 될 것이다.
동일한 출원인의 유럽 특허 출원 제 16002354 호는, 소형의(compact) 자기 전력 장치를 개시하며, 상기 자기 전력 장치에는 특별한 해결책들이 제공되어 특히 전력 변압기들의 경우에 자기 전력 장치의 코어로부터 발생된 푸코(Foucault) 전류들에 의해 생성된 열을 제거한다. 본 특허 출원의 도 5는 내측 하우징을 갖는 포트(pot) 형상의 자성 코어의 실시예를 도시하며, 상기 하우징의 내부에 코일이 권취된다. 바람직하게는 2 개의 코일들이 자성 코어 둘레에 외측으로 권취된다.
본 발명은 상기 실시예의 제안을 추가로 발전시키며, 분리되고 전기적으로 분리된 중공 토로이달 자성 코어 둘레에 권취된 2 개의 환상의 축 방향 코일들을 갖는 실시예들을 포함한다.
본 발명은 당 기술 분야에 공지된 바와 같이, 다음과 같은 구성을 갖는 매우 소형의 중공 토로이달 자기 전력 장치에 관한 것이다:
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중심 축과 동심인(concentric) 중공 토로이달 자성 코어(hollow toroidal magnetic core)로서, 외측 원통형 표면 및 관형(tubular) 내측 통로를 둘러싸는 내측 원통형 표면을 갖는, 상기 중공 토로이달 자성 코어를 포함하며;
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상기 중공 트로이달 자성 코어는 제 1 토로이달 코어 부분(first partial toroidal core) 및 제 2 토로이달 코어 부분을 포함하며, 상기 제 1 토로이달 코어 부분 및 제 2 토로이달 코어 부분은 중첩되어 서로 마주보며;
·
상기 제 1 토로이달 코어 부분은 제 1 토로이달 홈(groove)을 가지며, 상기 제 1 토로이달 홈은 상기 중심 축과 동심이며, 상기 제 2 토로이달 코어 부분과 마주보는 상기 제 1 토로이달 코어 부분의 표면을 통해 접근가능하며;
·
하나 이상의 토로이달 코일이 상기 중공 토로이달 자성 코어 둘레에 권취된 절연된 전기-도전성 와이어로 구성되며;
·
적어도 하나의 환상의 축 방향 코일(annular axial coil)이 상기 제 1 토로이달 홈 내에 포함된 코일-포머(coil-former) 둘레에 권취된 절연된 전기-도전성 와이어로 이루어진다.
이해되는 바와 같이, 자성 코어는 자기장들을 국한하며(confine) 가이드할 수 있는 높은 투자율(magnetic permeability)을 갖는 재료로 이루어진 요소이다.
본 발명에 따르면, 중공 토로이달 자성 코어는 적어도 2 개의 상이한 자성 코어 부분들로 형성되며, 상기 자성 코어 부분들은 제 1 토로이달 코어 부분 및 제 2 토로이달 코어 부분과 대응되며, 층상 구성의 합성된 코어로서 부착물(attachment)에 의해 함께 조립된다.
US 4210859에 따르면, 그 내부에 구획된 토로이달 홈을 갖는 제 1 토로이달 코어 부분으로서, 상기 제 1 토로이달 코어 부분은 U자형 단면으로부터 획득된 회전 몸체임이 공지되어 있다. 이러한 문헌에 따르면, 제 1 토로이달 홈 내에 포함된 코일-포머 둘레에 환상의 축 방향 코일을 권취하는 것이 알려져 있다. 이러한 특징은 코일-포머 둘레에 환상의 축 방향 코일의 용이한 권취 동작 및 제 1 토로이달 홈 내로의 상기 권취된 코일-포머의 이후(posterior) 삽입을 가능하게 한다.
토로이달 코일은 내측 통로를 통해 각 권선(turn)을 통과하며 권취된 코일로서, 각 권선은 내측 원통형 표면과 외측 원통형 표면을 가로지른다.
환상의 축 방향 코일은 중공 토로이달 자성 코어의 중심 축 둘레에 권취된 코일이 될 것이다.
본 발명은 혁신적인 특징으로서, 당 업계의 기술에서 공지되지 않은 다음의 특징을 제안한다:
·
상기 중공 토로이달 자성 코어는 중심 축과 수직인 평면 내에서 상기 제 1 토로이달 코어 부분과 제 2 토로이달 코어 부분 사이에 구획된 환상의 갭과, 적어도 상기 제 1 토로이달 코어 부분의 환상의 연속성(annular continuity)의 중단에 의해, 또는 적어도 제 1 토로이달 코어 부분의 상기 외측 원통형 표면 내에 제공된 접근 개구부(access opening)에 의해서 구획된 토로이달 갭을 포함하며;
·
상기 중공 토로이달 자기 전력 장치는 전기 절연 지지 베이스(support base) 상에 조립되며, 상기 지지 베이스는 다수 쌍의 금속성 접속 단자들을 포함하며, 상기 금속성 접속 단자들의 각 쌍은 상기 하나의 토로이달 코일 또는 상기 하나의 환상의 축 방향 코일을 구성하는 하나의 와이어의 각 단부들에 접속되며;
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상기 각 환상의 코일을 상기 금속성 접속 단자들의 각 쌍에 접속시키는 상기 도전성 와이어는, 상기 중공 토로이달 자성 코어와 전기 접촉없이, 중공 토로이달 자성 코어의 외측 원통형 표면 내에 제공된 접근 개구부를 통해 상기 제 1 토로이달 홈 내에 도입되며;
·
상기 환상의 갭의 크기 및 상기 토로이달 갭의 크기는 자기 전력 장치의 성능들에 따라 선택된다.
바람직한 실시예에서, 상기 중공 토로이달 자성 코어는 전기 도전성 재료로 이루어지며, 상기 적어도 하나의 토로이달 코일 및 상기 적어도 하나의 환상의 축 방향 코일은, 상기 중공 토로이달 자성 코어를 위한 전기 절연 요소와 전기적으로 절연되며;
적어도 하나의 토로이달 코일 및 환상의 코일은 중공 토로이달 자성 코어로부터 전기적으로 절연되며, 중공 토로이달 자성 코어는 자기 전도성 물질뿐만 아니라 자기 전기전도성 물질로 또한 이루어질 수 있다.
본 명세서에서 개시된 자성 코어는 예를 들어, 페라이트, 강자성 재료, 또는 PBM(폴리머가-결합된 연자성 재료) 주입가능한 재료 중에서 선택되고 지시한 바와 같이 전자기 특성들을 가지는 재료로 이루어질 수 있다. 게다가, 본 발명의 설계(단일 자성 코어 둘레의 복수의 직교하는 코일들) 덕분에 코어 재료의 중요한 절약이 또한 획득된다.
또한, 일반적으로, 경쟁력있는 가격으로 더 높은 투자율을 갖는 최고의 자기 전도성 물질들은, 전기 도전성 물질들(일반적으로 Mn Zn 페라이트들 및 Fe Si 합금들)이다. 이러한 전력 장치는 고전력 회로에 접속되도록 설계되었다; 그러므로, 중공 토로이달 자성 코어를 구성하는 재료의 높은 자기 포화 한계(magnetic saturation limit) 및 투자율(permeability)은 전력 장치의 크기 및 상기 전력 장치에 의해 관리되는 전력 한계를 결정한다. 따라서, 토로이달 코일 및 환상의 축 방향 코일을 절연은 중공 토로이달 자성 코어에 가장 적합한 재료를 선택할 수 있도록 하여서 더 높은 성능을 갖는 더 작은 전력 장치를 달성한다. 바람직하게는 중공 토로이달 자성 코어는 높은 자기 투자율을 갖는 망간 아연 합금으로 이루어진다.
인용된 환상의 갭 및 토로이달 갭은 중공 토로이달 자성 코어에 의해 구속되고 안내되는 자기장들에 대한 출구 공간(exit scape)을 형성한다.
환상의 갭은 중심 축에 수직한 평면 내에 구획되어, 적어도 하나의 환상의 축 방향 코일을 통해 전도된 전류에 의해 유도된 자기장들에 의해 생성된 자기 포화를 방지한다.
토로이달 갭은 중심 축과 평행하고 일치하는 평면 내에 구획되어, 적어도 하나의 토로이달 코일을 통해 전도된 전류에 의해 유도된 자기장들에 의해 생성된 자기 포화를 방지한다.
따라서, 상기 환상의 갭 및 토로이달 갭은 중공 토로이달 자성 코어의 자기 포화를 방지하여 중공 토로이달 자성 코어의 크기를 증가시키지 않으며 토로이달 코일 및 환상의 축 방향 코일을 통해 전도된 전력의 증가를 허용하거나, 중공 토로이달 자성 코어의 크기를 줄여서 더욱 소형의 전력 장치를 구현한다. 상기 환상의 갭 및 토로이달 갭의 크기는 각각의 중공 토로이달 전력 장치를 상기 각각의 중공 트로이달 전력 장치가 접속되는 회로에 대해 최적화하여 적용될 수 있다.
제안된 전력 장치는 전기 절연 지지 베이스 상에 조립될 수 있고, 상기 지지 베이스는 다수 쌍의 금속성 접속 단자들을 포함한다.
각각의 토로이달 코일 및 각각의 환상의 축 방향 코일은 자성 코어 둘레에 다수의 권선으로 권취된 단일 와이어로 이루어진다. 각각의 와이어는 상기 한 쌍의 금속성 접속 단자들에 전기적으로 접속된 2 개의 대향 단부들을 갖는다. 이러한 기능은 회로에 제안된 중공 토로이달 전력 장치를 용이하고 안전하게 연결할 수 있도록 한다.
상기 적어도 하나의 환상의 축 방향 코일을 구성하는 와이어들의 각 단부들은 중공 토로이달 자성 코어의 외측 원통형 표면에 제공된 접근 개구부(access opening)를 통해 제 1 토로이달 홈 내로 도입된다. 상기 접근 개구부는 바람직하게는 토로이달 갭과 일치하고 토로이달 갭에 연결되어, 중공 토로이달 자성 코어 내에서 적어도 하나의 환상의 축 방향 코일을 운반하는(carrying) 코일-포머를 중심 축 방향으로 용이하게 삽입할 수 있게 한다.
와이어들은 중공 토로이달 자성 코어 및 접근 개구부들과 전기적 접촉이 불가능하다.
상기 언급된 에어 갭이 제 1 토로이달 코어 부분과 제 2 토로이달 코어 부분 사이에 구획될 때, 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제 1 토로이달 코어 부분 및 제 2 토로이달 코어 부분은 그들 사이에 배치된 스페이서들에 의해서 또는 서로 마주보는 제 1 토로이달 코어 부분과 제 2 토로이탈 코어 부분의 표면들로부터 돌출된 돌출부들(protrusions)에 의해 구획된 스페이서들에 의해 이격된다.
상기 스페이서들은, 예를 들어, 제 1 토로이달 코어 부분 및/또는 제 2 토로이달 코어 부분의 돌출부들일 수 있거나, 대안으로서 코일-포머에 의해서, 전기적으로 분리된 지지 베이스에 의해서, 또는 중공 토로이달 자성 코어 내에 포함되지 않은 또 다른 구조물에 의해 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제 1 토로이달 코어 부분 및 제 2 토로이달 코어 부분 모두는 토로이달 홈들을 갖는다. 따라서, 적어도 하나의 환상의 축 방향 코일의 코일-포머는 제 1 토로이달 코어 부분 내에 제공된 제 1 토로이달 홈 내에 부분적으로 삽입되고, 동시에 제 2 토로이달 코어 부분 내에 제공된 제 2 토로이달 홈에 부분적으로 삽입된다.
이러한 특징은 인용된 환상의 갭이 중공 토로이달 자성 코어의 외측 원통형 표면의 중간 위치(intermediate position) 내에 배치되며, 상기 갭은 환상의 축 방향 코일을 마주하며, 제 1 토로이달 코어 부분 및 제 2 토로이달 코어 부분은 유사한 또는 동일한 크기를 가지며, 유사한 또는 동일한 자기 포화 한계를 제공하여 중공 토로이달 전력 장치를 통해 전도되는 전력을 최적화한다.
바람직하게는 상기 제 1 토로이달 코어 부분 및 제 2 토로이달 코어 부분은 대칭이다. 이 경우 환상의 갭은 중공 토로이달 자성 코어의 외측 원통형 표면의 중심 위치에 정확하게 존재하며, 제 1 토로이달 코어 부분 및 제 2 토로이달 코어 부분 모두는 크기가 동일하여 동일한 자기 포화 레벨을 제공한다.
상기 인용된 전기 절연 요소는, 예를 들어, 중공 토로이달 자성 코어를 둘러싸는 중공 토로이달 쉘일 수 있다. 상기 전기 절연 요소는 중공 토로이달 자성 코어를 둘러싸고 함께 결합된 2 개의 토로이달 쉘들에 의해 형성될 수 있다. 대안적으로, 전기 절연 요소는 중공 토로이달 자성 코어 둘레에 오버몰딩된(over-moulded) 전기 절연 요소일 수 있다.
부가적인 다른 실시예에서, 상기 적어도 하나의 토로이달 코일은 가요성 재료인 상기 전기 절연 요소로 피복된 와이어로 제조되며, 중공 토로이달 자성 코어 둘레에 상기 분리된 와이어를 권취시킨 후에 상기 절연 재료가 중공 토로이달 자성 코어로부터 토로이달 코일을 구성하는 와이어를 절연시킨다.
적어도 하나의 환상의 축 방향 코일의 절연은, 예를 들어 전기 절연 재료, 열 전도성 폴리머로 제조된 코일-포머를 사용하여 달성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 동일한 중공 토로이달 자성 코어 둘레에 권취된 2 개 이상의 독립적인 토로이달 코일들을 제공하는 것이다. 이것은 각각 다른 자성 코어들을 갖는 두 개의 상이한 전력 장치를 사용하여서만 달성할 수 있는 기능들을 갖는 현재의 전력 장치를 제공한다.
본 실시예는 적어도 2 개의 상이한 와이어들을 사용하여 달성될 수 있으며, 각각은 상기 전기 절연 요소와 절연되어 있다. 중공 토로이달 자성 코어 둘레에 권취된 하나의 독립적인 토로이달 코일의 각 단일 권선(turn)은, 중공 토로이달 자성 코어 둘레에 권취되어 있는 다른 독립적인 토로이달 코일의 연속적인 권선들 사이에 위치해야 한다. 이러한 해결책은 중공 토로이달 자성 코어 둘레에 권취된 둘 이상의 토로이달 코일들을 제공한다.
이러한 실시예의 다른 해결책에 따르면, 상기 적어도 하나의 토로이달 코일은 2 개의 독립적인 트로이달 코일들을 포함하며, 각각의 독립적인 토로이달 코일은 중공 토로이달 자성 코일의 상이한 원형 섹터(sector) 둘레에 권취되며, 상기 상이한 원형 부분들은 관형 내측 통로 내에 위치된 중심 축과 평행하며 일치하는 자성 벽에 의해 구획된다. 상기 자성 벽은 중공 토로이달 자성 코어의 상이한 원형 부분들의 둘레에 권취된 2 개의 독립적인 토로이달 코일들의 자기장들을 분리하여, 전력 장치의 효율을 감소시킬 수 있는 간섭들(interferences)을 방지한다.
대안적으로, 동일한 직경을 가지며 중심 축의 방향으로 이격된 적어도 2 개의 독립적인 환상의 축 방향 코일들을 포함하는 전력 장치가 제안되었다. 이러한 특징은 2 개의 상이한 초크 구성들을 동일한 중공 토로이달 전력 장치에 일체화할 수 있도록 한다.
바람직하게는, 토로이달 코일을 포함하는 자기 전력 장치는, 전기 접속 단자들을 제외하고 오버몰딩된(over-molded) 전기 절연 재료로 피복되어, 중공 토로이달 전력 장치를 보호하며 조작(manipulation) 또는 사고들을 방지한다.
바람직하게는, 열 전도성 요소는 중공 토로이달 자성 코어의 내측 통로 내에 삽입되고 중공 토로이달 자기 전력 장치와 열 접촉하며, 상기 열 전도성 요소는 히트싱크(heatsink)를 포함하는 냉각 구조체에 일체화된다. 상기 열 전도성 요소는 전력 장치 내에서 생성된 열의 배출을 가능하게 한다.
바람직한 실시예에서, 열 전도성 부품은 저 비점(boiling point)의 유체로 채워진 중공 파이프이다.
중공 토로이달 자기 전력 장치의 제조 방법은 또한 본 발명의 제 2 양태의 부분으로서 제안되며, 상기 방법은 코일-포머 둘레에 적어도 하나의 환상의 축 방향 코일을 권취한 다음에 상기 코일-포머를 삽입하는 단계를 포함하며, 상기 적어도 하나의 환상의 축 방향 코일을 상기 제 1 토로이달 코어 부분의 제 1 토로이달 홈 내에서 운반하는 단계를 포함한다. 그 다음, 제 2 토로이달 코어 부분은 제 1 토로이달 코어 부분의 환상의 면과 겹쳐져서 마주보도록 배치되어 그 사이에 환상의 갭을 둔다. 상기 환상의 갭의 폭은 그 사이에 배치된 스페이서에 의해서, 예를 들어 코일-포머의 돌출부에 의해 구획될 수 있으며, 따라서 생산된 전력 장치 각각의 단일 용도에 적용될 수 있다.
제 2 토로이달 코어 부분이 제 2 홈을 포함할 때, 코일-포머 또한 그 안에 삽입된다.
적어도 하나의 환상의 축 방향 코일들의 접속 와이어들은 중공 토로이달 자성 코어의 외측 원통형 표면 내에 제공된 접근 개구부들을 통해 중공 토로이달 자성 코어로부터 빠져나간다.
그 다음, 본 방법의 제 1 실시예에 따라, 중공 토로이달 자성 코어는 예를 들어 상기 중공 토로이달 자성 코어의 둘레에 플라스틱 커버를 오버몰딩하거나, 상기 중공 토로이달 자성 코어의 둘레에 2 개의 토로이달 쉘들을 조립함으로써 전기 절연 요소 내에 캡슐화된다. 그 다음, 적어도 하나의 토로이달 코일이 분리된 중공 토로이달 자성 코어 둘레에 권취된다.
대안으로서, 중공 토로이달 자성 코어는, 토로이달 코어의 구성요소인 도전성 와이어가 전기 절연 요소로 분리된 와이어인 경우, 예를 들어 가요성 플라스틱이 상기 도전성 와이어를 피복하는 경우, 전기 절연 요소로 절연될 수 없다.
그 다음, 전력 장치는 지지 베이스(support base)에 부착되고 환상의 코일 및 토로이달 코일을 구성하는 와이어들은 상기 지지 베이스 상에 집적된 금속성 접속 단자들에 연결된다.
주어진 값들의 임의의 범위는 극값들에서 최적이 아닐 수도 있고, 적용-가능한 이러한 극값들에 대한 발명의 적용들을 요구할 수 있고, 그러한 적용들은 당업자가 접근할 수 있는 범위 내에 있음을 이해할 것이다.
본 발명의 다른 특징들은 실시예의 다음의 상세한 설명으로부터 나타난다.
앞서 말한 장점 및 다른 장점 및 특징들은 첨부된 도면들을 참조하여 실시예에 대한 하기 상세한 설명으로부터 더욱 완전히 이해될 것이며, 이는 예시적인 것으로서 제한적이지 않다:
도 1은 제안된 중공 전력 장치의 실시예에 대한 분해 사시도를 도시하며, 상기 중공 전력 장치는 2 개의 대칭인 트로이달 코어 부분들과 함께 제공되며, 환상의 갭을 생성하는 스페이서에 의해 이격된 적어도 하나의 환상의 축 방향 코일을 수용하며, 상기 중공 토로이달 자성 코어는 2 개의 대칭적인 토로이달 쉘들의 형태를 갖는 전기 절연 요소로 피복되며, 2 개의 토로이달 코일들은 중공 토로이달 자성 코어를 둘러싸는 상기 전기 절연 요소에 의해 권취된다.
도 2는 도 1에 도시된 중공 토로이달 전력 장치의 횡단면도를 도시한다. 도 1의 실시예가 지지 베이스 및 열을 발산시키는 열 전도성 요소를 포함하지만, 상기 부품들은 도면의 명확성을 증가시키기 위해 도 2에 도시되지 않았다;
도 3은 본 발명의 다른 실시예의 사시도를 도시하며, 이러한 실시예는 2 개의 토로이달 코일들을 가지며, 상기 2 개의 토로이달 코일들 모두는 중공 토로이달 자성 코어의 둘레에 권취된 분리된 도전성 와이어로 제조되며, 상기 중공 토로이달 자성 코어는 금속성 접속 단자들이 제공된 지지 베이스 상에 지지된다;
도 4는 도 3에 도시된 중공 토로이달 전력 장치의 횡단면도를 도시하며, 지지 베이스 및 열 전도성 요소는 이 도면의 명료성을 증가시키기 위해 도시되지 않았다;
도 5는 다른 실시예에 따른 횡단면도를 도시하며, 제 1 토로이달 코어 부분은 제 1 토로이달 홈을 포함하고, 제 2 토로이달 코어 부분은 상기 토로이달 홈을 덮는 환상의 뚜껑으로서, 이 도면의 명료성을 증가시키기 위해 지지 베이스 및 열 전도성 요소는 도시되지 않았다;
도 6은 다른 실시예에 따른 횡단면도를 도시하며, 2 개의 상이한 환상의 축 방향 코일들이 중심 축 둘레로 권취되며, 이들 사이는 전기적으로 절연되며(예를 들어, 공통-모드 초크 구성(common-mode choke configuration)을 제공함), 전기 절연 요소는 중공 토로이달 자성 코어 둘레에 오버몰딩된 플라스틱으로 이루어지며, 토로이달 코일은 상기 전기 절연 요소 둘레에 권취된다. 지지 베이스 및 열 전도성 요소는 이 도면의 명확성을 높이기 위해 포함되지 않았다;
도 7은 부가적인 실시예에 따른 중공 토로이달 전력 장치의 사시도를 도시하며, 중공 토로이달 자성 코어의 2 개의 상이하며 반대되는 섹터들(sectors)은 분리된 전도성 와이어로 제조된 2 개의 상이한 토로이달 코일에 의해 권취되며, 지지 베이스는 내측 통로 내에 삽입된 돌출 벽(protruding wall)을 가지며, 상기 2 개의 상이한 토로이달 코일들을 분리한다;
도 8은 도 7에 도시된 중공 토로이달 전력 장치의 분해도를 도시한다.
도 1은 제안된 중공 전력 장치의 실시예에 대한 분해 사시도를 도시하며, 상기 중공 전력 장치는 2 개의 대칭인 트로이달 코어 부분들과 함께 제공되며, 환상의 갭을 생성하는 스페이서에 의해 이격된 적어도 하나의 환상의 축 방향 코일을 수용하며, 상기 중공 토로이달 자성 코어는 2 개의 대칭적인 토로이달 쉘들의 형태를 갖는 전기 절연 요소로 피복되며, 2 개의 토로이달 코일들은 중공 토로이달 자성 코어를 둘러싸는 상기 전기 절연 요소에 의해 권취된다.
도 2는 도 1에 도시된 중공 토로이달 전력 장치의 횡단면도를 도시한다. 도 1의 실시예가 지지 베이스 및 열을 발산시키는 열 전도성 요소를 포함하지만, 상기 부품들은 도면의 명확성을 증가시키기 위해 도 2에 도시되지 않았다;
도 3은 본 발명의 다른 실시예의 사시도를 도시하며, 이러한 실시예는 2 개의 토로이달 코일들을 가지며, 상기 2 개의 토로이달 코일들 모두는 중공 토로이달 자성 코어의 둘레에 권취된 분리된 도전성 와이어로 제조되며, 상기 중공 토로이달 자성 코어는 금속성 접속 단자들이 제공된 지지 베이스 상에 지지된다;
도 4는 도 3에 도시된 중공 토로이달 전력 장치의 횡단면도를 도시하며, 지지 베이스 및 열 전도성 요소는 이 도면의 명료성을 증가시키기 위해 도시되지 않았다;
도 5는 다른 실시예에 따른 횡단면도를 도시하며, 제 1 토로이달 코어 부분은 제 1 토로이달 홈을 포함하고, 제 2 토로이달 코어 부분은 상기 토로이달 홈을 덮는 환상의 뚜껑으로서, 이 도면의 명료성을 증가시키기 위해 지지 베이스 및 열 전도성 요소는 도시되지 않았다;
도 6은 다른 실시예에 따른 횡단면도를 도시하며, 2 개의 상이한 환상의 축 방향 코일들이 중심 축 둘레로 권취되며, 이들 사이는 전기적으로 절연되며(예를 들어, 공통-모드 초크 구성(common-mode choke configuration)을 제공함), 전기 절연 요소는 중공 토로이달 자성 코어 둘레에 오버몰딩된 플라스틱으로 이루어지며, 토로이달 코일은 상기 전기 절연 요소 둘레에 권취된다. 지지 베이스 및 열 전도성 요소는 이 도면의 명확성을 높이기 위해 포함되지 않았다;
도 7은 부가적인 실시예에 따른 중공 토로이달 전력 장치의 사시도를 도시하며, 중공 토로이달 자성 코어의 2 개의 상이하며 반대되는 섹터들(sectors)은 분리된 전도성 와이어로 제조된 2 개의 상이한 토로이달 코일에 의해 권취되며, 지지 베이스는 내측 통로 내에 삽입된 돌출 벽(protruding wall)을 가지며, 상기 2 개의 상이한 토로이달 코일들을 분리한다;
도 8은 도 7에 도시된 중공 토로이달 전력 장치의 분해도를 도시한다.
도 1 내지 도 8은 본 발명에서 제안된 중공 토로이달 전력 장치의 비제한적인 예시적인 특징을 갖는 예시적인 실시예들을 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 중공 토로이달 전력 장치는 자성 및 전기 전도성 물질, 바람직하게는 높은 자기 포화 레벨을 갖는 아연 합금 물질로 제조된 중공 자성 코어(1)를 포함한다.
중공 토로이달 자성 코어(1)는 중심 축(A) 둘레로 회전되는 사각 단면으로부터 획득된 회전 몸체이다. 상기 중공 토로이달 자성 코어(1)는 내측 통로(4)를 둘러싸는 내측 원통형 표면(3) 및 외측 원통형 표면(2)을 형성하며, 이들은 모두 중심 축(A)과 동심이다.
상기 중공 토로이달 자성 코어(1)는 제 1 토로이달 코어 부분(10) 및 대칭형 제 2 토로이달 코어 부분(20)으로 이루어지며, 제 1 토로이달 코어 부분(10) 및 대칭형 제 2 토로이달 코어 부분(20) 모두는 서로 마주보는 대응되는 환상의 면들을 갖는다.
제 1 토로이달 코어 부분(10)은 중심 축(A)과 동심인 제 1 토로이달 홈(groove)을 포함하며, 상기 토로이달 홈은 상기 제 1 토로이달 코어 부분(10)의 상기 환상 면을 통해 접근가능하다.
본 실시예에 따라, 제 2 토로이달 코어 부분(20)은 대칭형이며 제 1 토로이달 홈에 대해 대칭인 제 2 토로이달 홈을 포함한다. 제 1 토로이달 코어 부분(10) 및 제 2 토로이달 코어 부분(20)이 서로 마주하는 경우, 제 1 토로이달 코어 부분(10) 및 제 2 토로이달 코어 부분(20)은 모두 중공 토로이달 자성 코어(1)를 형성한다. 이러한 특징은 도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 6, 도 7 및 도 8에서 볼 수 있다.
플라스틱으로 이루어진 코일-포머(coil-former)(42)는 상기 중공 토로이달 자성 코어(1) 내에 삽입되며, 상기 코일-포머(42)는 둘러져서 권취된 환상의 축 방향 코일(40)을 수용한다. 토로이달 홈 내에 코일-포머(42)가 삽입될 때, 상기 환상의 축 방향 코일(40)은 중심 축(A)과 동심이다.
상기 코일-포머(42)는 도 1, 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 실시예들에 따라, 중심 축(A)과 동심인 원통형 벽에 의해 그리고 환상의 채널을 구획하는 두 개의 환상의 플랜지들에 의해 형성되며, 중공 토로이달 자성 코어(1)로부터 코일-포머(42)가 꺼내질 때 환상의 축 방향 코일(40)이 용이하게 권취될 수 있는 곳에 환상의 채널이 구획된다. 이러한 특징은 코일-포머(42) 둘레로 환상의 축 방향 코일(40)의 용이한 권취 동작을 가능하게 하고, 중공 토로이달 자성 코어(1) 내에 상기 환상의 축 방향 코일(40)의 용이한 조립을 가능하게 하여, 중공 토로이달 자성 코어(1)로부터 환상의 축 방향 코일(1)의 정확한 절연을 확보한다.
도 6, 도 7 및 도 8에 도시된 이러한 특징의 대안적인 실시예에 따르면, 코일-포머(42)는 두 개의 권취하는 환상의 채널들을 구획하는 중간 플랜지(intermediate flange)(50)를 갖는 2 개의 코일-포머들 또는 하나의 코일-포머(42)를 포함한다. 이는 각각 상이한 도전성 와이어로부터 획득된 동일한 직경의 2 개의 독립적인 환상의 축 방향 코일(40)의 권취를 가능하게 한다. 이러한 방식으로, 토로이달 코일들(30)에 의한 변압기 외에도, (전류 필터로서 작용하고, 전류 리플을 흡수하는) 자기장의 형태로 전류를 저장하는 공통-모드 초크(common-mode choke) 구성이 획득될 수 있거나, 이와 달리 변압기의 2 개의 코일들이 중공 토로이달 자성 코어 내에 동봉될 수 있다.
중공 토로이달 자성 코어(1) 내에 2 개 이상의 환상의 축 방향 코일들(40)을 포함시키는 것 또한 고려된다.
제 1 토로이달 코어 부분(10) 및 제 2 토로이달 코어 부분(20) 모두는 중심 축(A)과 평행 및 일치하는 평면 내에 구획된 하나의 토로이달 갭(52)을 포함하며, 상기 토로이달 갭(52)은 제 1 토로이달 코어 부분(10) 및 제 2 토로이달 코어 부분(20)을 구성하는 재료의 환상의 연속성(annual continuity)을 차단한다. 바람직하게는, 제 1 토로이달 코어 부분 및 제 2 토로이달 코어 부분의 상기 갭은 일치한다.
상기 토로이달 갭(52)은 상기 중공 토로이달 자성 코어(1)의 상의 토로이달 코일(30)에 의해 생성되고 안내되는 자기장들에게 출구를 제공하여, 중공 토로이달 자성 코어(1)의 자기 포화(magnetic saturation)를 방지한다. 상기 토로이달 갭(52)은 도 1에 도시된 중공 토로이달 자성 코어(1)의 자성 재료 연속성을 완전히 차단할 수 있거나, 도 8에 도시된 부분적인 차단일 수 있고, 상기 토로이달 갭(52)은 또한 환상의 축 방향 코일(40)과 대응하는 금속성 접속 단자들(61)을 접속하는 접근 개구부(12)일 수 있어서, 와이어들을 상기 접근 개구부(12)로 통과시킨다.
접근 개구부(12)는 바람직하게는 중공 토로이달 자성 코어(1)의 외측 원통형 표면(2) 내에 제공된다.
또한, 각각의 중공 토로이달 자성 코어(10, 20)는 또한 중심 축(A)에 수직인 평면 내에 구획된 환상의 갭(51)을 포함하여, 제 1 및 제 2 토로이달 코어 부분(10, 20) 사이에 환상의 갭(51)이 위치된다.
본 발명의 본 실시예에 따르면, 환상의 축 방향 코일(40)을 포함하는 중공 토로이달 자성 코어(1)는 전기 절연 재료의 중공 토로이달 쉘로 만들어진 전기 절연 요소(70) 내에 캡슐화된다. 상기 중공 토로이달 쉘은 중공 토로이달 자성 코어(1) 둘레에 함께 결합된 두 개의 토로이달 쉘들로 만들어진다.
대안으로서, 상기 전기 절연 요소(70)는 예를 들어 플라스틱과 같은 오버-몰딩된(over-moulded) 전기 절연 물질이다.
전기 절연 요소(70)로 피복된 상기 중공 토로이달 자성 코어(1)의 둘레로 도전성 와이어로 이루어진 토로이달 코일(30)이 권취된다.
다른 실시예에서, 중공 토로이달 자성 코어(1)는 전기 절연 요소(70)로 캡슐화되지 않으며, 토로이달 코일(30)은 중공 토로이달 자성 코어(1) 둘레에 직접 권취되어 있지만, 본 실시예에서는 토로이달 코일(30)을 구성하는 도전성 와이어는 도 4, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 전기 절연 요소(70)로 피복된 전기 절연성 도전성 와이어일 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 중공 토로이달 자성 코어(1)는 2 개의 토로이달 코일들(30)을 포함한다(도 1, 도 3, 도 7 및 도 8 참조). 상기 두 개의 토로이달 코일들(30)은 중공 토로이달 자성 코어의 상이한 환상의 섹터들(sectors)(도 7 및 도 8)에 권취될 수 있으며, 상기 환상의 부분들은 바람직하게는 중공 토로이달 자성 코어의 내측 통로(4) 내에 삽입되며 중심 축(A)과 일치하는 격벽(partition wall)(5)에 의해 형성된다. 대안으로서, 두 개의 토로이달 코일들(30)은 평행하게 권취될 수 있으며(도 1 및 도 3), 다른 토로이달 코일(30)의 2 개의 인접한 권선들(turns) 사이에 하나의 토로이달 코일(30)의 각 권선이 권취될 수 있다. 2 개의 토로이달 코일들(30)은 변압기를 제공할 수 있다.
전술한 인용된 중공 토로이달 전력 장치는 절연 지지 베이스(60)에 부착되며, 상기 지지 베이스(60)는 금속성 접속 단자(61)가 함께 제공된다. 토로이달 코일(30) 또는 환상의 축 방향 코일(40)을 구성하는 각각의 도전성 와이어는 각각 지지 베이스(60)의 하나의 금속성 접속 단자(61)에 각각 연결된 두 개의 대향 단부들을 갖는다. 상기 금속성 접속 단자들(61)은 중공 토로이달 전력 장치와 전기 회로 사이의 용이하고, 신뢰성있고 안전한 전기 접속을 가능하게 한다.
본 발명은 또한 중공 토로이달 자성 코어(1)의 내측 통로(4) 내에 열 전도성 요소(80)를 삽입하는 것을 제안하며, 상기 열 전도성 요소(80)는 토로이달 자기 전력 장치와 열 접촉된다. 상기 열 전도성 요소(80)는, 상기 중공 토로이탈 전력 장치 내에 생성된 열이 내측 통로(4)로부터 열 전도성 요소(80)를 통과하여 싱크 플레이트로 전도되는 방식으로 히트싱크(heatsink), 예를 들어 싱크 플레이트(sink plate)를 포함하는 냉각 구조체 내에 일체화되며, 상기 중공 토로이달 전력 장치의 냉각 효과를 생성한다.
바람직하게는 중공 토로이달 전력 장치는 오버-몰딩된 커버로 피복되어 있으며, 금속성 접속 단자들(61)만을 노출된 채로 제외하는 것이 바람직하고, 또한 열 전도성 요소(80)가 있는 경우에는 대응하는 싱크 플레이트가 드러나지 않도록 한다.
상기 오버-몰딩된 커버는 중공 토로이달 자성 코어(1)의 내측 원통형 표면(3)과 열 전도성 요소(80) 사이의 내부 공간 내에 도입되어 그 사이의 열 전달을 보장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 다양한 부분은 다른 실시예에 기술된 부분과 자유롭게 조합될 수 있으며, 비록 그러한 조합에 해를 끼치지 않는다면 명시적으로 기술되지 않은 상기 조합인 경우조차도 이해될 것이다.
Claims (15)
- 중공 토로이달 자기 전력 장치(hollow toroidal magnetic power unit)로서,
중심 축(A)과 동심인(concentric) 중공 토로이달 자성 코어(hollow toroidal magnetic core)(1)로서, 외측 원통형 표면(2) 및 관형(tubular) 내측 통로(4)를 둘러싸는 내측 원통형 표면(3)을 갖는 중공 토로이달 자성 코어(1)를 포함하며;
상기 중공 트로이달 자성 코어(1)는 제 1 토로이달 코어 부분(first partial toroidal core)(10) 및 제 2 토로이달 코어 부분(20)을 포함하고, 상기 제 1 토로이달 코어 부분(10) 및 제 2 토로이달 코어 부분(20)은 중첩되어 서로 마주보며;
상기 제 1 토로이달 코어 부분(10)은 제 1 토로이달 홈(groove)(11)을 가지고, 상기 제 1 토로이달 홈은 상기 중심 축(A)과 동심이며, 상기 제 2 토로이달 코어 부분(20)과 마주보는 상기 제 1 토로이달 코어 부분(10)의 표면을 통해 접근가능하며;
절연된 전기-도전성 와이어로 구성된 하나 이상의 토로이달 코일(30)이 상기 중공 토로이달 자성 코어 둘레에 권취되며;
절연된 전기-도전성 와이어로 구성된 하나 이상의 환상의 축방향 코일(annular axial coil)(40)이 상기 제 1 토로이달 홈(11) 내에 포함된 코일-포머(coil-former)(42) 둘레에 권취되는, 중공 토로이달 자기 전력 장치에 있어서,
상기 중공 토로이달 자성 코어(1)는 중심 축(A)과 수직인 평면에 상기 제 1 토로이달 코어 부분(10)과 제 2 토로이달 코어 부분(20) 사이에 구획된 환상의 갭(51)을 포함하고, 적어도 상기 제 1 토로이달 코어 부분(10)의 환상의 연속성(annular continuity)의 중단에 의해, 또는 적어도 제 1 토로이달 코어 부분(10)의 상기 외측 원통형 표면(2) 내에 제공된 접근 개구부(access opening)에 의해 구획된 토로이달 갭(52)을 포함하며, 상기 토로이달 갭(52)은 중심 축(A)과 평행하고 일치하는 평면에 구획되어, 상기 중공 토로이달 자성 코어(1)의 자기 포화(magnetic saturation)를 방지하며;
상기 중공 토로이달 자기 전력 장치는 전기 절연 지지 베이스(support base)(60) 상에 조립되며, 상기 지지 베이스(60)는 다수 쌍의 금속성 접속 단자들(61)을 포함하며, 상기 금속성 접속 단자들(61)의 각 쌍은 상기 하나의 토로이달 코일(30) 또는 상기 하나의 환상의 축 방향 코일(40)을 구성하는 하나의 와이어의 각 단부들에 접속되며;
상기 각 환상의 코일(40)을 상기 금속성 접속 단자들(61)의 각 쌍에 접속시키는 상기 도전성 와이어는, 상기 중공 토로이달 자성 코어(1)와 전기 접촉없이, 중공 토로이달 자성 코어(1)의 외측 원통형 표면(2) 내에 제공된 접근 개구부(12)를 통해 상기 제 1 토로이달 홈(11) 내에 도입되며;
상기 환상의 갭(51) 및 토로이달 갭(52)의 크기는 자기 전력 장치의 성능들에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는, 중공 토로이달 자기 전력 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 중공 토로이달 자성 코어(1)는 자성의 전기도전성 재료로 이루어지며,
상기 적어도 하나의 토로이달 코일(30) 및 적어도 하나의 환상의 축 방향 코일(40)은, 상기 중공 토로이달 자성 코어(1)를 위한 전기 절연 요소(70)와 전기적으로 절연되는, 중공 토로이달 자기 전력 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 환상의 갭(51)은 상기 제 1 토로이달 코어 부분(10) 및 제 2 토로이달 코어 부분(20) 사이에 구획되고,
상기 제 1 토로이달 코어 부분(10) 및 제 2 토로이달 코어 부분(20)은, 사이에 배치된 스페이서들(50)에 의해서 이격되거나, 또는 상기 제 1 토로이달 코어 부분(10) 및 제 2 토로이달 코어 부분(20)의 서로 마주하는 표면들로부터 돌출된 돌출부들(protrusions)에 의해 형성된 스페이서들(50)에 의해 이격되거나, 또는 상기 코일-포머(42)의 내측 벽으로부터 돌출된 돌출부들에 의해 형성된 스페이서들에 의해 이격되는, 중공 토로이달 자기 전력 장치. - 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제 2 토로이달 코어 부분(20)는 상기 중심 축(A)과 동심인 제 2 토로이달 홈(21)을 가지며, 상기 제 2 토로이달 홈(21)은 상기 제 1 토로이달 코어 부분(10)과 마주보는 제 2 토로이달 코어 부분(20)의 표면을 통해 접근가능하며,
상기 코일-포머(42)는 제 2 토로이달 홈(21) 내에 포함되는, 중공 토로이달 자기 전력 장치. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 토로이달 코일(30)과 중공 토로이달 자성 코어(1) 사이에 제공된 전기 절연 요소(70)는,
상기 중공 토로이달 자성 코어(1)를 둘러싸는 중공 토로이달 쉘; 또는
상기 중공 토로이달 자성 코어(1)를 둘러싸도록 함께 결합된 2 개의 토로이달 쉘들에 의해 형성된, 상기 중공 토로이달 자성 코어(1)를 둘러싸는 중공 토로이달 쉘인, 중공 토로이달 자기 전력 장치. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 토로이달 코일(30)과 중공 토로이달 자성 코어(1) 사이에 제공된 전기 절연 요소(70)는 상기 중공 토로이달 자성 코어(1) 둘레에 오버몰딩된(over-molded) 전기 절연성 재료인, 중공 토로이달 자기 전력 장치. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 토로이달 코일(30)과 중공 토로이달 자성 코어(1) 사이에 제공된 전기 절연 요소(70)는 상기 전기 절연 요소(70)로 피복된 상기 도전성 와이어인, 중공 토로이달 자기 전력 장치. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 환상의 축 방향 코일(40)과 중공 토로이달 자성 코어(1) 사이에 배치된 전기 절연 요소(70)는 전기 절연 재료로 이루어진 상기 코일-포머(42)인, 중공 토로이달 자기 전력 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 토로이달 코일(30)은 적어도 2 개의 독립적인 토로이달 코일들(30)이며, 하나의 독립적인 토로이달 코일(30)의 각 단일 권선은 다른 독립적인 토로이달 코일(1)의 연속하는 권선들 사이에 배치되는, 중공 토로이달 자기 전력 장치. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 토로이달 코일(30)은 2 개의 독립적인 토로이달 코일들(30)이며, 각 독립적인 토로이달 코일(30)은 상기 중공 토로이달 자기 코어(1)의 상이한 원형 섹터(sector)를 둘러서 권취되는, 중공 토로이달 자기 전력 장치. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 환상의 축 방향 코일(40)은 동일한 직경을 가지며 상기 중심 축(A)의 방향으로 이격되며 전기적으로 절연된 적어도 2 개의 독립적인 환상의 축 방향 코일(40)인, 중공 토로이달 자기 전력 장치. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중공 토로이달 코일(30)을 포함하는 상기 자기 전력 장치는 상기 금속성 접속 단자들(61)의 쌍들을 제외하고 오버 몰딩된 전기 절연 재료로 피복되는, 중공 토로이달 자기 전력 장치. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중공 토로이달 자성 코어(1)는 망간 아연 합금으로 이루어지는, 중공 토로이달 자기 전력 장치. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중공 토로이달 자성 코어(1)의 내측 통로(4) 내에 열 전도성 요소(80)가 삽입되어 상기 중공 토로이달 자기 전력 장치와 열 접촉하고, 상기 열 전도성 요소(80)는 히트 싱크(heatsink)를 포함하는 냉각 구조체에 일체화된, 중공 토로이달 자기 전력 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 자기 전기전도성 재료(magnetic electroconductive material)는 Mn Zn 페라이트들 및 Fe Si 합금들 중에서 선택되는, 중공 토로이달 자기 전력 장치.
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