KR20220015431A - 유도성 구성요소 및 인덕턴스 조정 방법 - Google Patents

유도성 구성요소 및 인덕턴스 조정 방법 Download PDF

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필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

유도성 구성요소(1)는, 권선(2) 및 유도성 구성요소(1)의 인덕턴스(L)를 조정하기 위한 적어도 하나의 조정 바디부(4, 4_1, 4_2, 4_n)를 포함하고, 여기서 조정 바디부(4, 4_1, 4_2, 4_n)는 강자성 재료를 포함하고, 권선(2)의 적어도 일부 영역을 둘러싸며, 인덕턴스(L)는 조정 바디부들(4, 4_1, 4_2, 4_n)의 형상 및/또는 위치 및/또는 수를 통해 조정된다.

Description

유도성 구성요소 및 인덕턴스 조정 방법
본 발명은 유도성 구성요소(inductive component) 및 유도성 구성요소의 인덕턴스를 조정하는 방법에 관한 것이다. 이는 자기 코어(magnetic core)가 있는 코일 또는 공심(air-core) 코일, 즉 자기 코어가 없는 코일일 수 있다. 유도성 구성요소는 무엇보다도, 스테레오 시스템에 사용된다.
많은 응용예에서, 인덕턴스(로트)의 그룹에 대해 적어도 통계적 평균 상에서, 구성요소의 인덕턴스 값의 정확한 조정이 바람직하다. 특히, 공진 적용은 인덕턴스의 매우 정밀한 조정을 필요로 한다.
정확한 기하학적 치수, 재료 특성 및 작동 온도는 전기 부품의 인덕턴스에 영향을 미친다. 매우 정확한 인덕턴스 값은 특정 물리적 한계 내에서만 생성될 수 있고, 한편으로는 온도에 무시할 만한 의존성을 갖는 재료를 필요로 하며, 반면에 기하학적 구조 및 재료 특성의 정밀한 제어를 필요로 한다. 원하는 목표값으로부터 완성된 구성요소의 인덕턴스 값의 편차를 보정하는 것은 "조정" 또는 "튜닝"으로 지칭된다.
문서 DE 36 18 122 A1, DE 39 26 231 A1, DE 199 52 192 A1 및 DE 10 2008 063 312 A1은 조정 가능한 유도성 구성요소를 기술한다. 조정은 일반적으로 연성 자성 물질의 코어를 권선의 내부로 또는 내부로부터 밀어내거나, 또는 권선을 당겨 분리시키거나 압축함으로써 달성된다.
개선된 유도성 구성요소 및 유도성 구성요소의 인덕턴스를 조정하는 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 유도성 구성요소는 권선 및 유도성 구성요소의 인덕턴스를 조정하기 위한 적어도 하나의 조정 바디부를 포함하고 있다. 조정 바디부는 강자성 재료를 포함하고, 권선의 적어도 일부 영역을 둘러싸고 있다.
특히, 조정 바디부의 적어도 일부 영역은 권선의 외측면보다 권선의 권선 축으로부터 더 먼 영역에 배치되어 있다. 권선은 특히 조정 바디부 내에 적어도 부분적으로 배치되어 있다. 따라서, 조정 바디부의 적어도 일부 영역은 권선의 외부 공간에 배치되어 있다. 조정 바디부는 특히 권선의 내부로 연장되지 않으며, 따라서 자기 코어 또는 자기 코어의 일부로서 구성되지 않는다. 또한, 권선은 전체적으로 조정 바디부 내에 배치될 수 있거나, 권선의 에지 영역만이 조정 바디부로부터 돌출할 수 있다.
예를 들어, 조정 바디부의 길이는 권선의 길이와 유사하다. 조정 바디부의 길이는 권선의 길이의 최대 절반만큼 권선보다 더 짧거나 더 길 수 있다. 따라서, 권선의 말단에서 조정 바디부의 길이방향 말단이 주요 영향 인자이기 때문에, 인덕턴스의 특히 양호한 설정은 조정 바디부를 중앙 위치 밖으로 이동시킴으로써 달성될 수 있다.
권선의 자기장은, 구성요소의 인덕턴스가 조정되는 결과로서, 조정 바디부의 강자성 재료를 통해 안내된다. 조정 바디부의 재료는 바람직하게는 전기 전도성이 아니거나 약간만 전기 전도성이다. 결과적으로, 전류 흐름은 조정 바디부에서 유도되지 않아 권선에 의해 발생된 필드에 대응한다. 인덕턴스는, 예를 들어, 조정 바디부가 코일에 대해 중앙에 위치될 때 최대화될 수 있고, 변위될 때 감소될 수 있다.
조정 바디부는, 예를 들어 페라이트 또는 철 합금을 포함하고 있다. 조정 바디부의 재료는 온도에 크게 영향을 받지 않도록 선택될 수 있다. 이는 온도와 무관하게 조정이 가능하다는 것을 의미한다.
단지 하나의 조정 바디부가 있을 수 있거나, 복수의 이러한 조정 바디부들이 있을 수 있다. 복수의 조정 바디부들은 또한 조정 배열로서 이하에서 지칭될 것이다. 하나의 조정 바디부에 대해 설명된 특성은 또한 조정 배열, 또는 조정 배열의 개별 조정 바디부에 대해서 비슷하게 적용될 수 있다.
한 구현예에서, 권선은 조정 바디부 내에 적어도 부분적으로 배치되어 있다. 조정 바디부는, 예를 들어 중공 바디부로서 구성되어 있다. 조정 바디부는 특히 링 또는 슬리브로서 구성될 수 있다.
구성요소의 인덕턴스는 조정 바디부의 형상 및/또는 위치 및/또는 조정 바디부들의 수를 통해 조정된다. 인덕턴스는 특히 구성요소의 조정 바디부들의 형상, 위치 및/또는 수를 변경함으로써 미세 튜닝될 수 있다.
유도성 구성요소는 소위 공심 코일을 포함할 수 있다. 이 경우, 구성요소는 권선 내에 삽입된 자기 코어를 갖지 않는다. 이러한 구현예에서, 인덕턴스는 외부 조정 바디부를 통해 특히 잘 조정될 수 있다. 대안적인 구현예에서, 유도성 구성요소는 자기 코어, 예를 들어 페라이트 코어를 포함할 수 있다. 이 경우, 조정 바디부는 바람직하게는 페라이트 코어와 별도로 구성되어 있다.
권선 와이어는, 예를 들어 평평한 와이어로서 구성되어 있다. 이는 구리 와이어일 수 있다. 구성요소의 인덕턴스는, 예를 들어 1 내지 1000nH이다. 설계에 따라, 인덕턴스는 조정 바디부를 변화시킴으로써 최대 10%의 범위에서 조정될 수 있다.
한 구현예에서, 상기 구성요소는 복수의 이러한 조정 바디부들을 포함하고 있다. 조정 바디부는, 예를 들어, 권선이 배치되는 슬리브 형상의 조정 배열을 형성한다. 인덕턴스는 상이한 길이, 형상 및 재료 조성을 갖는 조정 바디부를 조합하고 조정 바디부들의 수를 변화시킴으로써 유연하게 조정될 수 있다.
조정 바디부들은 상이한 길이를 가질 수 있다. 길이는 권선의 권선 축을 따르는 연장부로서 정의된다. 인덕턴스를 조정하기 위해 조정 바디부를 추가하거나 제거할 수 있다. 구성요소의 인덕턴스 값이 목표값에 대응하는 경우, 조정 바디부는 그 위치에 고정될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 조정 바디부들은 상이한 직경을 가질 수 있다. 직경은 권선 축에 수직인 조정 바디부의 연장부로서 정의된다. 조정을 수행하기 위해, 하나의 조정 바디부는 상이한 직경을 갖는 조정 바디부로 대체될 수 있다. 또한, 상이한 기하학적 형상을 갖는 조정 바디부들을 조합하는 것이 가능하다. 예를 들어, 원형, 타원형 및 직사각형의 외부 윤곽을 갖는 조정 바디부들이 조합될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 조정 바디부는 상이한 강자성 재료를 포함할 수 있다. 조정을 수행하기 위해, 하나의 조정 바디부는 상이한 재료를 포함하는 조정 바디부로 대체될 수 있다.
인덕턴스를 조정하기 위해, 조정 바디부들의 수를 변경할 수도 있다. 비자성 재료를 포함하는 충진 바디부는 또한 조정 바디부로 대체될 수 있거나 그 반대일 수 있다. 비자성 재료를 포함하는 충진 바디부는 또한 조정 바디부 중 적어도 2개 사이에 배치될 수 있다. 충진 바디부는, 예를 들어 플라스틱 재료를 포함하고 있다.
다양한 구현예에서, 조정 바디부는 권선 축에 대한 중심점을 가지며, 여기서 중심점은 권선 축에 대한 권선의 중심점과 거리를 두고 있다. 권선 축은 또한 x 축으로서 정의될 수 있다. 따라서, 조정 바디부의 중심점은 x 방향으로 권선의 중심점과 거리를 두고 있다.
중심점은, 예를 들어, 권선 축에 대한 권선 또는 조정 바디부의 기하학적 중심점을 지칭한다. 중심점은 또한, 권선 또는 조정 바디부의 질량 중심 또는 자기 중심을 지칭할 수 있다.
조정 바디부가 권선의 중심점으로부터 멀어지는 변위는 인덕턴스의 감소로 이어지고, 예를 들어 중심점을 향하는 변위는 인덕턴스의 증가로 이어진다. 중심점과 거리를 둔 초기 배열, 즉 중심 이탈 배열은 인덕턴스를 조정하기에 충분한 유연성을 제공한다. 이격된 배열은 특히 미세 튜닝 후에 존재할 수도 있다.
조정 바디부 또는 권선은 중심점을 이동시키기 위해 직접 이동될 수 있다. 조정 바디부들의 형상, 재료, 또는 수를 변경하여 중심점을 이동시킬 수도 있다.
한 구현예에서, 인덕턴스는 권선 축에 대한 조정 바디부의 위치를 통해 조정된다. 조정을 수행하기 위해, 조정 바디부는, 예를 들어 목표값에 도달할 때까지, 권선에 대한 양방향으로 이동될 수 있다. 이에 상응하여, 조정 배열 또는 전체 조정 배열의 개별 조정 바디부를 이동시키는 것도 가능하다.
유도성 구성요소는 권선 축을 따라 조정 바디부의 변위를 제한하기 위한 정지부를 포함할 수 있다. 정지부는, 예를 들어, 코일 캐리어의 일부에 의해 형성되거나, 코일 캐리어에 부착된다. 변위를 제한하기 위한 정지부가 또한 양측에 제공될 수 있다.
조정 바디부는, 예를 들어 변위 전 및/또는 후의 정지부와 거리를 두고 배열된다. 따라서, 조정 바디부를 정지부를 향해 이동시키기 위한 공간이 있어서, 인덕턴스의 미세 튜닝을 위한 유연성이 있다. 조정 바디부는 또한 미세 튜닝 전에 정지부에 접경할 수 있고, 미세 튜닝 동안 정지부로부터 멀리 이동될 수 있다.
미세 튜닝 전 및/또는 후에, 조정 바디부는 예를 들어, 일 방향으로의 변위가 인덕턴스의 증가로 이어지고, 반대 방향으로의 변위가 인덕턴스의 감소로 이어지도록 배열된다. 조정 바디부의 중심점은 예를 들어, 권선의 중심점과 정지 위치 모두와 거리를 두고 있다. 정지 위치는 조정 바디부가 정지부에 접경할 때 조정 바디부의 중심점의 위치이다.
예를 들어, 정지 위치로부터 조정 바디부의 중심점의 거리는 정지 위치와 권선의 중심점 사이의 거리의 적어도 20%이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 예를 들어, 권선의 중심점으로부터 조정 바디부의 중심점의 거리는 정지 위치와 권선의 중심점 사이의 거리의 적어도 20%이다.
조정 바디부 또는 조정 배열은, 예를 들어 권선에 대해 고정된다. 인덕턴스를 조정한 후, 조정 바디부는 권선 축을 따라 변위에 대해 특히 고정된다. 이러한 목적을 위해, 예를 들어 조정 전 또는 후에 결합제가 적용된다. 조정 전에 결합제가 적용되는 경우, 서서히 경화되는 결합제가 사용될 수 있어서, 결합제가 경화되기 전에 조정 바디부가 조정을 위해 이동될 수 있다.
결합제는 접착제일 수 있다. 결합제는 조정 바디부를 예를 들어, 권선 또는 코일 캐리어에 부착한다. 따라서, 조정 바디부가 고정된 후에는 추가 조정이 가능하지 않다. 그러나, 구성요소는 결합제가 적용되기 전에 권선 축을 따라 조정 바디부를 이동시킴으로써 조정이 가능한 방식으로 구성될 수 있다.
한 구현예에서, 유도성 구성요소는 차폐용 하우징을 포함하고 있다. 이는 금속 하우징일 수 있다. 조정 바디부는 하우징과 권선 사이에 배치될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 조정 바디부는 또한 차폐부로서의 역할을 할 수 있다.
본 발명의 추가 측면에 따르면, 유도성 구성요소의 인덕턴스 값을 조정하는 방법이 제공되어 있다. 권선 및 조정 바디부를 포함하는 유도성 구성요소가 상기 방법에 따라 제공된다. 조정 바디부는 강자성 재료를 포함하고, 권선의 적어도 일부 영역을 둘러싸고 있다. 상기 방법에서, 인덕턴스를 조정하기 위해 조정 바디부들의 형상 및/또는 위치 및/또는 수가 변경된다.
예를 들어, 전술한 유도성 구성요소가 제공되며, 상기 방법의 과정에서 조정된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 방법은 전술한 유도성 구성요소를 수득하는 데 사용될 수 있다.
예를 들어, 전술한 바와 같은 복수의 조정 바디부들이 있을 수 있다. 인덕턴스는, 예를 들어 조정 바디부를 제거, 추가 또는 교체함으로써 조정될 수 있다. 조정 바디부는 상이한 길이, 직경 및/또는 재료를 가질 수 있다.
인덕턴스를 조정하기 전에, 예를 들어 인덕턴스가 측정된다. 목표값으로부터 편차가 있는 경우, 조정 바디부를 사용하여 조정이 수행된다. 조정, 또 다른 측정 및 필요한 경우 또 다른 조정이 수행될 수 있다.
한 구현예에서, 인덕턴스는 권선 축을 따라 조정 바디부의 위치를 이동시킴으로써 조정된다. 특히, 조정 바디부가 제 위치에 유지되는 동안 변위가 권선의 직접 변위를 포함하도록, 여기서는 권선 및 조정 바디부의 상대 위치가 중요하다.
예를 들어, 조정 바디부는 조절 전에 배열되어 인덕턴스가 한 방향으로의 변위에 의해 증가될 수 있고 인덕턴스가 반대 방향으로의 변위에 의해 감소될 수 있다. 인덕턴스 값은 조정 바디부가 권선에 대해 중앙에 있을 때 특히 최고 값일 수 있고, 인덕턴스 값은 배열이 가장 중심 이탈된 때에 가장 낮을 수 있다.
조정 바디부는 예를 들어 정지 위치에 초기에 위치된 다음, 조정을 위해 권선의 중심점을 향해 이동된다. 조정 바디부는 또한 중심점을 지나 이동될 수 있다. 조정 후, 중심점의 정지 위치로부터 조정 바디부의 중심점의 거리는, 예를 들어, 정지 위치와 권선의 중심점 사이의 거리의 적어도 20%이다.
추가적으로 또는 대안적으로, 예를 들어, 권선의 중심점으로부터 조정 바디부의 중심점의 거리는 정지 위치와 권선의 중심점 사이의 거리의 적어도 20%이다. 이들 최소 거리는 또한 조절 전에 존재할 수 있어서, 어느 한 방향으로의 변위를 위한 충분한 공간이 있고, 따라서 인덕턴스의 감소 또는 증가를 위한 충분한 공간이 있다.
조정 후, 권선에 대한 조정 바디부의 위치가 고정될 수 있다. 결합제, 예를 들어, 특히 접착제가 이러한 목적을 위해 적용된다.
본 개시는 본 발명의 여러 측면들을 기술한다. 구성요소 또는 방법과 관련하여 개시된 모든 특성들은, 또한 각각의 특성이 다른 측면의 맥락에서 명시적으로 언급되지 않더라도, 다른 측면과 관련하여 상응하게 개시된다.
본원에 제공된 물체의 설명은 개별적인 특정 구현예에 제한되지 않는다. 오히려, 개별 구현예의 특징은 기술적으로 합리적인 한 서로 조합될 수 있다.
여기에 설명된 물체들은 개략적인 설계 예시를 기반으로 다음에서 더 자세히 설명된다.
도면들은 다음을 보여주고 있다:
도 1 측면도에서 유도성 구성요소의 한 구현예,
도 2 측면도에서 유도성 구성요소의 추가 구현예,
도 3 측면도에서 유도성 구성요소의 추가 구현예,
도 4 측면도에서 유도성 구성요소의 추가 구현예,
도 5a 내지 도 5c 개략도에서 인덕턴스 조정 방법.
다음 도면들에서, 동일한 참조 부호는 바람직하게는 다양한 구현예의 기능적으로 또는 구조적으로 동등한 부분을 지칭한다.
도 1은 권선(2)을 포함하는 유도성 구성요소(1)를 보여주고 있다. 권선(2)은 나선형으로 감긴 와이어(3)에 의해 형성된다.
와이어(3)는 예를 들어 코일 캐리어(11) 주위에 래핑되어 있다(도 4 참조). 구성요소(1)는 소위 공심 코일로서 구성될 수 있으며, 이때 권선(2)의 내부에는 자기 코어가 없다. 따라서, 코일 캐리어(11)는 비자성이다. 코일 캐리어(11)는 예를 들어 플라스틱을 포함하거나 플라스틱으로 만들어진다. 대안적으로, 코일 캐리어(11)는 자기 코어로서 구성되거나 자기 코어가 코일 캐리어(11) 내에 삽입된다.
유도성 구성요소(1)는 복수의 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)에 의해 형성되는 조정 배열(40)을 포함하고 있다. 권선(2)이 완료된 후, 인덕턴스는 조정 배열(40)에 의해 정밀하게 조정될 수 있다. 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)은 권선(2)의 적어도 일부 영역을 둘러싸고 있다. 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)은 특히 권선(2)의 외부면보다 권선 축으로부터 더 먼 영역에 적어도 부분적으로 배치되어 있다.
특히, 권선(2)은, 적어도 일부 영역에서, 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n) 중 하나와 권선 축(A) 사이에 배치되어 있다. "사이에 배치된"은, 조정 바디부(4_1, 4_2, 4_n)의 지점을 권선 축(A)에 연결하는 수직 선에 의해 부딪치는 권선(2)에 의해 정의된다.
각각의 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)은 강자성 재료로 만들어진 링 또는 슬리브에 의해 형성된다. 재료는 예를 들어 페라이트이다.
본 경우에, 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)은 권선(2)이 배치되는 중공형 실린더를 형성한다. 코일 캐리어는 또한 중공형 실린더 내에 배치될 수 있다. 와이어 말단들(6, 7)은 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)로부터 돌출하고 있다. 와이어 말단들(6, 7)은 예를 들어, 구성요소(1)를 접촉 단자(미도시)에 연결하거나 추가 접촉 연결부(미도시)를 구비하기 위해 계속 진행된다.
인덕턴스의 조정 후, 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)은 권선(2)에 대해 고정될 수 있다. 예를 들어, 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)은 결합제, 예를 들어 접착제로 권선(2) 또는 코일 캐리어에 부착된다. 조정 절차에 따라, 이는 급속하거나 서서히 경화되는 접착제일 수 있다. 예를 들어, 이는 UV 접착제이다.
조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n) 이외에, 구성요소(1)는 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n) 및 권선(2)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 하우징(여기에 미도시)을 사용할 수 있다. 하우징은 조정 범위를 증가시킬 수 있다.
하우징은, 예를 들어 금속 하우징일 수 있다. 이는, 예를 들어 금속 실린더 형태의 별도의 구성요소일 수 있다. 이는 또한 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n) 주위에 래핑되는 금속 호일, 특히 알루미늄 호일의 랩일 수 있다. 대안적으로, 이는 또한 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n) 상의 코팅일 수 있다. 하우징은 바람직하게는, 특히 조정 배열(40)이 전체 권선(2)에 걸쳐 연장되지 않는 경우, 전체 권선(2)에 걸쳐 연장되어 있다.
본 경우에, 조정 배열(40)의 길이는 권선(2)의 길이와 유사하고; 조정 배열(40)은 특히 권선(2)보다 약간 더 길다.
조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n) 사이에 갭(5)이 있을 수도 있다. 갭(5)은 특히 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)의 위치가 권선 축에 평행하게 변경되어 인덕턴스를 조정할 수 있도록 할 수 있다.
인덕턴스를 조정하기 위해, 본 경우 링에서 개별 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)이 선택적으로 추가되거나 제거될 수 있다. 예를 들어, 권선(2)이 생산된 후, 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)은 권선(2) 주위에 배열되고, 구성요소(1)의 인덕턴스가 후속하여 측정된다. 목표값으로부터의 편차에 따라, 하나 이상의 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)이 제거되거나 추가 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)이 추가된다. 그런 다음, 인덕턴스가 다시 측정될 수 있고, 목표값에 도달했는지 여부를 보기 위한 확인이 수행된다. 필요한 경우, 추가 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)이 전환된다.
조정 바디부(4)는 상이한 길이(l_1, l_2, l_n)을 가질 수 있다. 목표값과 측정값 사이의 편차의 크기에 따라, 더 길거나 더 짧은 조정 바디부(l_1, l_2, l_n)가 제거되거나 추가된다.
예를 들어, 조정 전에, 유도성 구성요소(1)는 조정 바디부들(4_1 내지 4_n)을 포함하고 있다. 조정 바디부(4_1)는 조정을 위해 제거되어, 유도성 구성요소(1)는 조정 바디부들(4_2 내지 4_n)만을 포함하고 있다. 나머지 조정 바디부들(4_2 내지 4_n)로 이루어진 조정 배열(40)은 이제 더 짧으며, 인덕턴스의 변화, 특히 구성요소(1)의 인덕턴스의 감소를 초래한다. 특히, 권선(2)의 에지에서의 변화는 인덕턴스의 변화를 초래한다.
조정 배열(40)의 무게 중심은 또한 이제 더 이상 축 방향으로 권선(2)에 대해 중앙에 위치되지 않고 오히려 권선(2)에 대해 오른쪽으로 이동된다. 이는 인덕턴스의 변화, 특히 구성요소(1)의 인덕턴스의 감소를 초래한다.
대안적으로 또는 추가적으로, 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)은 상이한 주변 형상을 가질 수도 있다. 예를 들어, 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)은 직사각형 또는 타원형 주변 형상을 가질 수 있다. 그런 다음, 조정 바디부를 상이한 크기를 갖는 조정 바디부로 교체하는 것에 의해 튜닝이 수행될 수 있다.
권선(2)의 와이어(3)는, 예를 들어 평평한 와이어로서 구성되어 있다. 이는 구리 와이어일 수 있다.
구성요소(1)의 인덕턴스는, 예를 들어 1 내지 1000nH이다. 설계에 따라, 조정 배열(40)을 변화시킴으로써, 예를 들어 총 인덕턴스의 0.01%의 단계에서 최대 10%의 범위로 인덕턴스를 조정하는 것이 가능하다. 조정 장치(40)의 세분이 매우 미세한 경우, 인덕턴스 값을 1nH 에서 1 nH보다 훨씬 아래까지 더 미세하게 튜닝하는 것이 가능하다.
인덕턴스는 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)의 상이한 길이, 형상, 수 및 재료 조성을 조합함으로써 유연하게 조정될 수 있다. 많은 수의 가능한 조합으로 인해, 최적의 성능을 달성할 수 있도록 AC 손실, 인덕턴스, 크기, 방출 특성, 방사선 특성, 차폐, 열 발생, 견고성 등의 측면에서 최적의 구성이 달성될 수 있다.
도 2는 유도성 구성요소(1)의 추가 구현예를 보여주고 있다. 도 1과 대조적으로, 충진 바디부들(8_1, 8_2, 8_n)은 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)에 추가하여 여기에도 포함된다. 충진 바디부들(8_1, 8_2, 8_n)은 비자성이다. 충진 바디부들(8_1, 8_2, 8_n)은 예를 들어 플라스틱 재료를 포함하고 있다.
충진 바디부들(8_1, 8_2, 8_n)은 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n) 사이의 공간을 채우고, 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)의 위치를 결정하는 역할을 하거나, 예를 들어 인덕턴스를 조정하기 위해 조정 바디부를 제거한 후에 빈 공간을 채운다. 각각의 충진 바디부들(8_1, 8_2, 8_n)은 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)과 동일한 길이를 가질 수 있다. 충진 바디부들(8_1, 8_2, 8_n)은 또한 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)과 상이한 길이를 가질 수 있다.
인덕턴스를 조정하기 위해, 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n) 중 하나는, 예를 들어, 충진 바디부들(8_1, 8_2, 8_n)로 대체되거나, 충진 바디부들(8_1, 8_2, 8_n) 및 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)의 위치가 변경된다.
도 3은 유도성 구성요소(1)의 추가 구현예를 보여주고 있다. 도 2와 대조적으로, 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)은 상이한 직경들(b1, b2, bn)을 갖는다. 조정을 위해, 하나의 조정 바디부는, 예를 들어, 더 크거나 더 작은 외경을 갖는 조정 바디부로 대체된다.
여기서, 하나 이상의 충진 바디부들(8_1)도 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n) 사이에 배치될 수 있다. 본 경우에, 2개의 조정 바디부들(4_1, 4_2) 사이에는 단지 하나의 충진 바디부(8_1)가 존재하고, 다른 조정 바디부들(4_2, 4_n) 사이에는 충진 바디부가 없다. 또한, 모든 조정 바디부들 사이에 충진 바디부가 있을 수도 있고, 전혀 없을 수도 있다.
조정 배열(4) 및 권선(2)이 수용되는 하우징(9)이 또한 여기에 표시되어 있다. 조정 배열(4)은 하우징(9)과 권선(2) 사이에 배치되어 있다. 조정 배열(4)은 하우징(9)의 벽면과 접경할 수 있다. 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)은 또한 하우징(9)에 부착될 수 있다. 하우징(9)은 또한 도시된 다른 구현예에 포함될 수 있다. 이러한 하우징(9), 특히 금속 하우징은 차폐를 개선하고 조정 범위를 증가시킬 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)은 또한 인덕턴스가 환경으로부터 분리되도록 차폐 기능을 가정할 수 있다. 이러한 전자기파/장의 차폐는 특히 고주파 범위에서 필요하다. 분리는 또 다른 금속 하우징으로 더 최적화될 수 있다.
공심 코일에 대한 대안적인 구현예에서, 코일 캐리어는 또한 자기 코어로서, 예를 들어 페라이트 코어로서 구성될 수 있거나, 코일 캐리어 내에 자기 코어가 있을 수 있다.
도 4는 유도성 구성요소(1)의 추가 구현예를 보여주고 있다. 여기서도, 조정 배열(40)은, 권선(2)의 외부 공간에 배치되어 있고, 이는 이 경우에 단일 조정 바디부(4)만을 포함하고 있다. 조정 바디부(4)는 슬리브로서 구성되어 있다. 권선(2)은 조정 바디부(4) 내에 배치되어 있다. 본 경우에, 와이어 말단들(6, 7)은 조정 바디부(4)의 동일한 말단으로부터 돌출하고 있다. 와이어 말단들(6, 7)은 또한 상이한 말단들로부터 돌출할 수 있다.
본 경우에, 조정 바디부(4)는 권선(2)보다 더 길다. 예를 들어, 조정 바디부(4)는 권선(2)의 길이의 최대 절반만큼 권선(2)보다 더 길다.
인덕턴스는 여기서 권선 축(A)을 따라 조정 바디부(4)를 이동시킴으로써 조정된다. 따라서, 권선(2)에 대한 조정 바디부(4)의 (길이 방향) 위치가 변경된다. 특히, 권선(2)의 중심(x_2)에 대한 조정 바디부(4)의 중심점(x_4)의 거리(d)는 가변된다. 중심점들(x_2, x_4)은, 예를 들어 x-축으로도 지칭될 수 있는, 권선 축(A)에 대한 권선(2) 또는 조정 바디부(4)의 기하학적 중심점들을 지칭한다. 중심점들(x_2, x_4)은 또한, 권선(2) 또는 조정 바디부(4)의 질량 중심 또는 자기 중심을 지칭할 수 있다.
유도성 구성요소(1)는, 권선 축(A)을 따라 조정 바디부(4)의 변위를 제한하는 정지부(10)를 포함하고 있다. 정지부(10)는, 예를 들어, 권선(2)이 배치되는 코일 캐리어(11)의 일체형 구성요소다. 정지부(10)는 한 방향으로 조정 바디부(4)의 최대 변위를 제한한다. 조정 바디부(4)가 정지부(10)와 접경할 때 조정 바디부(4)의 중심점의 위치는 x_10으로 식별된다.
예를 들어, 초기 위치에서, 조정 바디부(4)의 중심점(x_4)은 정지 위치(x_10)와 권선(2)의 중심점(x_2) 사이의 중간에 배치되어 있다. 이 경우, 양 길이 방향으로 미세 튜닝을 위한 충분한 공간이 있다. 권선(2)의 중심점(x_2)으로부터 이격되는 변위는 인덕턴스의 감소로 이어지고, 예를 들어 정지 위치(x_10)로부터 권선(2)의 중심점(x_2)을 향해서 이격되는 변위는 인덕턴스의 증가로 이어진다.
특히, 권선(2)의 길이방향 에지 상에서 조정 바디부(4)의 위치를 변경하는 것은 상당한 효과를 갖는다. 따라서, 권선(2)의 길이방향 말단의 영역에서 조정 바디부(4)의 적어도 하나의 길이방향 말단을 이동시키는 것이 유리하다. 예를 들어, 인덕턴스의 조정 전 또는 후에, 권선(2)의 길이방향 말단과 조정 바디부(4) 사이의 거리는 최대 몇 mm뿐이다. 특히, 조정 바디부(4)의 길이방향 말단과 권선(2)의 각각의 가장 가까운 길이방향 말단 사이의 거리는 상이하다.
인덕턴스를 조정한 후, 조정 바디부(4)는, 예를 들어 코일 캐리어(11) 상에 또는 권선(2) 상에 직접 있는, 권선(2)에 대한 위치에 고정된다. 말단 위치에서, 조정 바디부(4)는, 예를 들어, 즉, 그 중심점(x_4)이 권선(2)의 중심점(x_2)의 위치에 또는 정지 위치(x_10)에 있도록 중앙에 위치되지 않고, 오히려 이들 2개의 위치들 사이에 위치하거나 심지어 정지 위치(x_10)에서 볼 때 정지 위치(x_2)를 지나 위치한다. 그런 다음, 조정 바디부(4)의 길이방향 말단은 예를 들어, 권선(4)의 가장 가까운 에지측 턴까지의 상이한 거리를 갖는다.
코일 캐리어(10)는 또한, 권선 축(A)으로부터 고정된 거리에 조정 바디부(4)를 위치시키기 위한, 특히 중심을 설정하기 위한 하나 이상의 스페이서(12)를 포함할 수 있다. 스페이서(12)는, 예를 들어, 조정 바디부(4)의 내벽면이 안착하는 코일 캐리어(10)의 방사상 돌기로서 구성되어 있다. 다른 요소는 또한 스페이서로서 코일 캐리어 상에 장착될 수 있다.
본 경우에, 코일 캐리어(10)는 원통형 형상을 갖는다. 코일 형성제는 또한 상이한 형상, 예를 들어 직육면체 형상을 가질 수 있다. 코일 캐리어(10)는 또한 더 큰 바디부, 예를 들어 환형 바디부의 일부일 수 있다. 코일 캐리어(10)는 중공 바디부로서 구성될 수 있다.
도 4의 구현예와 도 1 내지 도 3의 구현예의 특성의 조합도 가능하다. 특히, 코일 캐리어(11)가 도 1 내지 도 3의 구현예에 포함되는 것, 및 와이어 말단들(6, 7)이 동일한 말단으로부터 돌출하는 것도 가능하다. 도 1 내지 도 3에서도, 권선 축(A) 상의 조정 배열(40)의 중심점은 권선(2)에 대한 조정 배열(40)의 위치에 대한 측정으로서 사용될 수 있고, 추가적으로 또는 대안적으로, 조정 배열(40)의 변위 또는 권선(2)에 대한 조정 바디부(4_1, 4_2, 4_n)가 가능하다.
도 5a 내지 도 5c는 유도성 구성요소(1)의 인덕턴스를 조정하는 방법 단계를 보여주고 있다.
도 5a에 따르면, 유도성 구성요소(1), 예를 들어 도 4에 따른 구성요소가 제공된다. 예를 들어, 조정 바디부(4)는 정지 위치(x_10)와 권선(2)의 중심점의 위치(x_2) 사이의 중간 위치(x_4)에서 그 중심점을 갖도록 배치되어 있다.
조정 바디부(4)의 초기 위치는 예를 들어 정지 위치(x_10)일 수도 있고, 조정 바디부(4)는 정지 위치(x_10)로부터 권선(2)의 중심점(x_2)을 향해 이동된다. 필요한 경우, 조정 바디부(4)는 또한 중심점(x_2)을 지나 이동될 수 있다. 이는 조정 바디부(4)의 초기 위치가 쉽게 조정될 수 있다는 이점을 갖는다.
구성요소(1)의 인덕턴스(L)가 측정된다. 권선 축(A)(x축)을 따라 조정 바디부(4)의 요구되는 변위는 구성요소(1)의 인덕턴스(L)의 목표값의 함수로서 결정된다.
도 5b에 따르면, 조정 바디부(4)는 그런 다음 목표값으로부터 측정된 값의 편차에 따라 이동된다.
측정값이 인덕턴스(L)의 목표값보다 큰 경우, 예를 들어, 조정 바디부(4)는 권선(2)의 중심점(x_2)으로부터 정지 위치(x_10)를 향해 멀리 이동된다. 측정값이 인덕턴스(L)의 목표값보다 작은 경우, 조정 바디부(4)는 권선(2)의 중심점(x_2)을 향해 이동된다. 변위는 정의된 단계에서, 예를 들어 μm 범위에서 수행될 수 있다. 최대 변위는, 예를 들어 mm 범위이다. 변위는, 예를 들어 스테퍼 모터의 도움으로 수행된다. 변위의 길이는 또한 목표값으로부터의 편차의 함수로서 설정될 수 있다.
예를 들어, 구성요소(1)의 기하학적 구조에 따라, 조정 바디부(4)를 중심점(x_2)의 위치로부터 정지 위치(x_10)로 이동시킴으로써 인덕턴스가 최대 5%까지 감소될 수 있다. 조정 바디부(4)가 권선(2)에 대해 중앙 위치에 있는 경우, 최대 인덕턴스 값이 달성될 수 있고; 위치(x_10)로의 최대 변위가 있는 경우, 최소 인덕턴스 값이 달성될 수 있다.
그런 다음, 인덕턴스 값이 다시 측정될 수 있다. 인덕턴스가 목표값에 충분히 근접하는 경우, 조정 바디부(4)의 위치(x_4)는 고정된다.
도 5c에 따르면, 조정 바디부(4)는 그 x 위치에 고정된다. 조정 바디부(4)는, 예를 들어 결합제(13)에 의해 권선(2) 또는 코일 캐리어(11)에 부착된다. 결합제(13)는 접착제, 예를 들어, 특히 UV 접착제일 수 있다. 결합제(13)가 적용되고 경화된다.
이제, 말단 위치(x_4)가 구성요소(1)의 그룹에 사용될 수 있다. 대안적으로, 각각의 개별 구성요소(1)에 대한 조정이 또한 다시 수행될 수 있다. 상기 방법은 전자동 생산에서 조정하기에 적합하다.
상응하는 조정 방법은 도 1 내지 도 3의 구현예에 대해 수행될 수 있다. 이들 구현예에서, 도 5a에서 인덕턴스(L)를 측정한 후, 예를 들어, 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n) 중 하나가 제거되거나 조정을 위해 추가될 수 있다.
1 유도성 구성요소
2 권선
3 와이어
40 조정 배열
4, 4_1, 4_2, 4_n 조정 바디부
5 갭
6 와이어 말단
7 와이어 말단
8_1, 8_2, 8_n 충진 바디부
9 하우징
10 정지부
11 코일 캐리어
12 스페이서
13 결합제
A 권선 축
x_2 권선의 중심
x_4 조정 바디부/조정 배열의 중심
x_10 정지 위치
d 권선의 중심 거리 -조정 바디부의 중심
L 인덕턴스
b1, b2, bn 직경
l1, l2, 길이

Claims (15)

  1. 유도성 구성요소로서,
    권선(2) 및 상기 유도성 구성요소(1)의 인덕턴스(L)를 조정하기 위한 적어도 하나의 조정 바디부(4, 4_1, 4_2, 4_n)를 포함하고, 상기 조정 바디부(4, 4_1, 4_2, 4_n)는 강자성 재료를 포함하고 상기 권선(2)의 적어도 일부 영역을 둘러싸고, 상기 인덕턴스(L)는 조정 바디부들(4, 4_1, 4_2, 4_n)의 형상 및/또는 위치 및/또는 수를 통해 조정되는, 유도성 구성요소.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 권선(2)은 상기 조정 바디부(4, 4_1, 4_2, 4_n) 내에 적어도 부분적으로 배치되어 있는 것인, 유도성 구성요소.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조정 바디부(4, 4_1, 4_2, 4_n)는 링 또는 슬리브로서 구성되어 있는 것인, 유도성 구성요소.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인덕턴스를 조정하기 위한 복수의 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)을 포함하고, 상기 조정 바디부는 상이한 길이들(l1, l2, l3) 및/또는 상이한 직경들(b1, b2, b3)을 갖는 것인, 유도성 구성요소.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인덕턴스를 조정하기 위한 복수의 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)을 포함하고, 비자성 재료를 포함하는 충진 바디부(8_1, 8_2, 8_n)가 상기 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n) 중 적어도 2개 사이에 배치되어 있는 것인, 유도성 구성요소.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조정 바디부(4, 4_1, 4_2, 4_n)는 권선 축(A)에 대한 중심점(x_4)을 가지고, 상기 권선(2)은 상기 권선 축(A)에 대한 중심점(x_2)을 가지고, 상기 조정 바디부(4)의 중심점(x_4)은 상기 권선 (2)의 중심점(x_2)으로부터 거리(d)에 있는 것인, 유도성 구성요소.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 권선 축(A)을 따라 상기 조정 바디부의 변위를 제한하기 위한 정지부(10)를 포함하고, 상기 조정 바디부(4, 4_1, 4_2, 4_n)는 상기 정지부(10)와 거리를 두고 배치되어 있는 것인, 유도성 구성요소.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인덕턴스(L)는 상기 권선 축(A)에 대한 상기 조정 바디부(4, 4_1, 4_2, 4_n)의 위치를 통해 조정되는 것인, 유도성 구성요소.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조정 바디부(4, 4_1, 4_2, 4_n)는 적용된 결합제(13)에 의해 상기 권선(2)에 대해 고정되어 있고, 상기 조정 바디부(4, 4_1, 4_2, 4_n)는 상기 결합제(13) 없이 상기 권선 축(A)의 방향으로 변위 가능하도록 구성되어 있는 것인, 유도성 구성요소.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 차폐용 하우징(9)을 포함하고, 상기 조정 바디부(4, 4_1, 4_2, 4_n)는 상기 하우징(9)과 상기 권선(2) 사이에 배치되어 있는 것인, 유도성 구성요소.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 공심 코일로서 설계된 것인, 유도성 구성요소.
  12. 유도성 구성요소의 인덕턴스 값을 조정하는 방법으로서, 권선(2) 및 상기 유도성 구성요소(1)의 인덕턴스(L)를 조정하기 위한 적어도 하나의 조정 바디부(4, 4_1, 4_2, 4_n)를 포함하고, 상기 조정 바디부(4, 4_1, 4_2, 4_n)는 강자성 재료를 포함하고 상기 권선(2)의 적어도 일부 영역을 둘러싸고, 상기 인덕턴스(L)는 조정 바디부들(4, 4_1, 4_2, 4_n)의 형상 및/또는 위치 및/또는 수를 통해 조정되는, 유도성 구성요소의 인덕턴스 값을 조정하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    하나 이상의 조정 바디부들(4_1, 4_2, 4_n)이 상기 조정을 위해 제거되거나 추가되는 것인, 유도성 구성요소의 인덕턴스 값을 조정하는 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 조정 바디부(4, 4_1, 4_2, 4_n)의 위치는 상기 인덕턴스를 조정하기 위해 상기 권선(2)에 대해 이동되는 것인, 유도성 구성요소의 인덕턴스 값을 조정하는 방법.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조정 바디부(4, 4_1, 4_2, 4_n)의 위치는 상기 인덕턴스를 조정한 후에 상기 권선(2)에 대해 고정되는 것인, 유도성 구성요소의 인덕턴스 값을 조정하는 방법.
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