KR20230102399A - 이온 발생 장치 - Google Patents

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KR20230102399A
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Abstract

본 발명에 따른 이온 발생 장치는, 고전압 발생 회로를 포함하는 회로기판; 상기 고전압 발생 회로에 전기적으로 접속되도록 상기 회로기판에 설치되고 제1 방향을 따라 이격 배치되는 제1 및 제2 침상 방전 전극; 상기 회로기판을 수용할 수 있도록 상부가 개방된 하부케이스; 및 상기 하부케이스를 덮어 상기 하부케이스와 함께 상기 회로기판 및 상기 제1 및 제2 침상 방전 전극이 수용되는 공간을 형성하는 상부케이스를 포함하고, 상기 상부케이스의 상면에는 상기 제1 및 제2 침상 방전 전극에 대응하는 위치에 제1 및 제2 개구가 형성되고, 상기 제1 및 제2 개구를 덮지 않도록 상기 상부케이스의 상면 및 양 측면, 상기 하부케이스의 하면 및 양 측면에 걸쳐 상기 상부케이스와 상기 하부케이스의 외주면 일부를 둘러 감싸도록 접착되는 전자파 차폐 테이프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이온 발생 장치{Ion generating apparatus}
본 발명은 이온 발생 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컨덕션 노이즈를 저감할 수 있는 이온 발생 장치에 관한 것이다.
이온 발생 장치는 양의 전극과 음의 전극에 수kV에서 수천kV의 고전압을 인가하여 부분적인 방전이 일어나게 하는 장치이다. 이온 발생 장치는 일반적으로 공기청정기 또는 에어컨과 같은 전자기기에 장착되어 사용된다. 예를 들어, 공기청정기는 내부에 설치된 이온 발생 장치로부터 발생된 양(+)이온 및 음(-)이온을 공기와 함께 송풍하여 실내 공간을 청정하고, 이온 발생 장치가 설치된 에어컨은 실내 공간에 냉기를 송풍할 때 양이온 및 음이온을 함께 송풍하여 냉각과 동시에 실내 공간을 청정한다.
이온 발생 장치는 전압을 증폭하여 고전압을 발생시키므로 컨덕션 노이즈(conduction noise)가 발생하는 것을 피할 수 없다. 컨덕션 노이즈를 제거하기 위해 이온 발생 장치의 전원 단에 노이즈 제거 회로를 추가할 수 있으나, 이 경우 전원 단의 부피가 커지고 회로가 복잡해지는 문제가 있을 뿐더러 소형 제품에는 노이즈 제거 회로를 적용하는 것이 불가능하다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 노이즈 제거 회로 등과 같은 추가적인 회로 없이도 컨덕션 노이즈를 효과적으로 저감할 수 있는 이온 발생 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 이온 발생 장치는, 고전압 발생 회로를 포함하는 회로기판; 상기 고전압 발생 회로에 전기적으로 접속되도록 상기 회로기판에 설치되고 제1 방향을 따라 이격 배치되는 제1 및 제2 침상 방전 전극; 상기 회로기판을 수용할 수 있도록 상부가 개방된 하부케이스; 및 상기 하부케이스를 덮어 상기 하부케이스와 함께 상기 회로기판 및 상기 제1 및 제2 침상 방전 전극이 수용되는 공간을 형성하는 상부케이스를 포함하고, 상기 상부케이스의 상면에는 상기 제1 및 제2 침상 방전 전극에 대응하는 위치에 제1 및 제2 개구가 형성되고, 상기 제1 및 제2 개구를 덮지 않도록 상기 상부케이스의 상면 및 양 측면, 상기 하부케이스의 하면 및 양 측면에 걸쳐 상기 상부케이스와 상기 하부케이스의 외주면 일부를 둘러 감싸도록 접착되는 전자파 차폐 테이프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 고전압 발생 회로는, 기준 전압을 공급받아 공진시켜 구동 주파수를 갖는 구동 전압을 생성하고 증폭하여 출력하는 전력 증폭부; 상기 전력 증폭부로부터 공급되는 구동 주파수에 따라 상기 전력 증폭부로부터 공급되는 구동 전압을 승압시키는 압전 변압기; 상기 압전 변압기의 출력 단자를 통하여 출력되는 승압 전압을 입력받아 제1 출력 전압을 생성하여 상기 제1 침상 전극으로 출력하는 제1 출력 전압 생성부; 및 상기 압전 변압기의 출력 단자를 통하여 출력되는 승압 전압을 입력받아 상기 제1 전압과 극성이 반대인 제2 전압을 생성하여 상기 제2 침상 전극으로 출력하는 제2 출력 전압 생성부를 포함할 수 있다.
상기 제1 출력 전압 생성부는, 상기 압전 변압기의 공통 출력 단자에 일측이 연결되어 있으며, 상기 압전 변압기에서 출력되는 승압 전압을 양의 전압으로 승압하여 출력하는 제1 출력 커패시터; 및 상기 제1 출력 커패시터에 애노드가 접속되어 있고 제1 출력 단자에 캐소드가 접속되어 있으며 상기 제1 출력 커패시터의 양의 전압을 출력하는 제1 출력 다이오드를 포함하고, 상기 제2 출력 전압 생성부는, 상기 압전 변압기의 공통 출력 단자에 일측이 연결되어 있으며, 상기 압전 변압기에서 출력되는 승압 전압을 음의 전압으로 승압하여 출력하는 제2 출력 커패시터; 및 상기 제2 출력 커패시터에 캐소드가 접속되어 있고 제2 출력 단자에 애노드가 접속되어 있으며 상기 제2 출력 커패시터의 음의 전압을 출력하는 제3 출력 다이오드를 포함하고, 상기 전자파 차폐 테이프는 상기 제1 출력 커패시터, 상기 제1 출력 다이오드, 상기 제2 출력 커패시터, 및 상기 제3 출력 다이오드와 수직 및 수평 방향으로 오버랩될 수 있다.
상기 전자파 차폐 테이프의 상기 상부케이스의 상면에 접착된 부분 및 상기 하부케이스의 하면에 접착된 부분은 상기 제1 출력 커패시터, 상기 제1 출력 다이오드, 상기 제2 출력 커패시터, 및 상기 제3 출력 다이오드와 수직 방향으로 오버랩되고, 상기 전자파 차폐 테이프의 상기 상부케이스의 양 측면 또는 상기 하부케이스의 양 측면에 접착된 부분은 상기 제1 출력 커패시터, 상기 제1 출력 다이오드, 상기 제2 출력 커패시터, 및 상기 제3 출력 다이오드와 수평 방향으로 오버랩될 수 있다.
상기 제1 출력 커패시터 및 상기 제1 출력 다이오드는 상기 회로기판의 일면 및 반대면에 각각 배치되고, 상기 제2 출력 커패시터 및 상기 제3 출력 다이오드는 상기 회로기판의 일면 및 반대면에 각각 배치될 수 있다.
상기 압전 변압기는 양측이 각각 고정단과 자유단인 압전 외팔보를 포함하고, 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향을 따라 길게 배치되고, 상기 압전 변압기의 상기 자유단 측은 상기 제1 및 제2 침상 방전 전극 측에 배치되고, 상기 전자파 차폐 테이프는 상기 압전 변압기의 상기 자유단 측과 수직 및 수평 방향으로 오버랩될 수 있다.
상기 전자파 차폐 테이프의 상기 하부케이스의 하면에 접착된 부분은 상기 제1 및 제2 침상 방전 전극과 수직 방향으로 오버랩되고, 상기 전자파 차폐 테이프의 상기 하부케이스의 양 측면에 접착된 부분은 상기 제1 및 제2 침상 방전 전극과 수평 방향으로 오버랩될 수 있다.
상기된 본 발명에 따르면, 이온 발생 장치의 케이스의 외주면 일부를 둘러 감싸도록 접착되는 전자파 차폐 테이프를 통해 노이즈 제거 회로 등과 같은 추가적인 회로 없이도 컨덕션 노이즈를 효과적으로 저감할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 발생 장치의 고전압 발생 회로의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 발생 장치의 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 발생 장치의 분해사시도이다.
도 3b는 도 3a의 분해사시도를 다른 측에서 바라본 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 발생 장치를 측면에서 바라본 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 이온 발생 장치에 전자파 차폐 테이프를 적용하지 않은 경우의 컨덕션 노이즈 테스트 결과를 보여준다.
도 6은 본 실시예에 따른 이온 발생 장치에 전자파 차폐 테이프를 적용한 경우의 컨덕션 노이즈 테스트 결과를 보여준다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 발생 장치의 고전압 발생 회로의 회로도이다. 본 실시예에 따른 고전압 발생 회로는, 압전 변압기의 출력 신호를 이용아형 양과 음의 전압의 출력이 가능하도록 한 고전압 발생 회로이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 고전압 발생 회로는 전력 증폭부(6), 압전 변압기(2), 안테나(4), 정궤환 루프(8), 반전 증폭부(11), 제1 출력 전압 생성부(12) 및 제2 출력 전압 생성부(14)를 포함한다.
전력 증폭부(6)는 인덕터(L), 제1 트랜지스터(Q1) 및 제1 커패시터(C1)로 구성되어 전원으로부터 기준 전압(VCC)을 공급받아 증폭하고 공진시켜 압전 변압기(2)의 공진 주파수와 동일한 구동 주파수를 갖는 구동 전압을 생성하여 압전 변압기(2)에 제공한다. 일예로, 상기 기준 전압은 12V의 직류 전압일 수 있다.
이때, 인덕터(L)는 기준 전압이 입력되는 기준 단자(1)와 압전 변압기(2)의 입력 단자 사이에 연결되고, 인덕터(L)와 압전 변압기(2)의 입력 단자의 공통 단자와 접지(GND) 사이에 제1 트랜지스터(Q1)와 제1 커패시터(C1)가 병렬 연결되도록 연결된다.
이러한, 전력 증폭부(6)는 반전 증폭부(11)에 의해 반전된 위상을 정위상으로 변환하여 전력을 증폭한다.
또한, 전력 증폭부(6)는 인덕터(L)와 제1 커패시터(C1)의 병렬 공진을 통해 압전 변압기(2)에 구동 주파수를 가진 구동 전압을 인가한다.
이때, 인덕터(L)와 제1 커패시터(C1)의 병렬 공진을 통해 압전 변압기(2)에 공급되는 구동 전압의 구동 주파수는 제1 트랜지스터(Q1)의 구동에 의해 압전 변압기(2)의 공진 주파수와 동일한 구동 주파수를 갖게 된다.
즉, 전력 증폭부(6)는 제1 트랜지스터(Q1)의 구동에 의해 인덕터(L)를 단속함으로써 인덕터(L)와 제1 커패시터(C1)의 공진 시 압전 변압기(2)의 공진 주파수와 동일한 구동 주파수가 생성되고, 생성된 구동 주파수를 압전 변압기(2)에 인가한다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 고전압 발생 회로는 환경변화에 의한 부품의 특성 변화나 압전 변압기(2)의 자체 특성 변화에 의해 압전 변압기(2)에 인가되는 구동 주파수와 압전 변압기(2)의 공진 주파수가 일치하지 않는 것을 방지할 수 있게 된다.
압전 변압기(2)는 전력 증폭부(6)로부터 공급되는 구동 전압을 승압하여 공통 출력 전압을 생성하여 출력시킨다.
이와 같은 압전 변압기(2)에서 출력되는 공통 출력 전압은 0V를 기준으로 최대 전압이 대략 2000V일 수 있다. 즉, 양의 최대 전압은 2000V이고 음의 최대 전압은 -2000V 정도일 수 있다.
압전 변압기(2)로는 예컨대 일본 타무라(TAMURA)사가 제작한 AS-A243T가 이용될 수 있다.
한편, 압전 변압기(2)의 공통 출력 단자와 접지(GND) 사이에는 제1 출력 전압 생성부(12)가 연결되어 있고, 또한 압전 변압기(2)의 공통 출력 단자와 정궤환 루프(8)의 접지 단자 사이에 제2 출력 전압 생성부(14)가 연결되어 있다.
제1 출력 전압 생성부(12)는 압전 변압기(2)에서 출력되는 공통 출력 전압을 입력받아 제1 출력 전압을 생성하여 후술할 제1 침상 전극(21)으로 출력한다. 이때, 제1 출력 전압 생성부(12)에서 출력되는 제1 출력 전압은 양의 직류 전압일 수 있다.
그리고, 제2 전압 출력부(14)는 압전 변압기(2)에서 출력되는 공통 출력 전압을 입력받아 제2의 출력 전압을 생성하여 후술할 제2 침상 전극(22)으로 출력한다. 이때, 제2 출력 전압 생성부(12)에서 출력되는 제2 출력 전압은 음의 직류 전압일 수 있다.
한편, 제1 출력 전압 생성부(12)는 압전 변압기(2)의 공통 출력 단자에 일측이 연결된 제1 출력 커패시터(HC1)와, 제1 출력 커패시터(HC1)의 다른측(애노드가 연결됨)과 제1 출력 단자(Vout1, 캐소드가 연결됨) 사이에 연결된 제1 출력 다이오드(D2)와, 제1 출력 커패시터(HC1)의 다른측(캐소드가 연결됨)과 접지(애노드가 연결됨) 사이에 연결된 제2 출력 다이오드(D3)를 포함할 수 있다.
제1 출력 커패시터(HC1)는 압전 변압기(2)의 출력과 제1 출력 커패시터(HC1) 이후의 파형과의 충돌을 방지하기 위한 커플링 커패시터(Coupling capacitor)의 역할을 함과 동시에 압전 변압기(2)의 출력을 충전하게 된다. 제1 출력 커패시터(HC1)를 통하여 출력되는 출력 전압은 최대 전압이 4000V에 근접하고 최소 전압이 0V에 근접할 수 있다.
이때, 최대 전압이 4,000V인 파형은 제1 출력 커패시터(HC1)의 커패시턴스 성분(약 4 pF)에 의하여 평활화되고 제1 출력 다이오드(D2)에 의해 양의 전압만이 통과된 제1 출력 전압이 생성되게 된다.
이때, 제1 출력 다이오드(D2)에서 출력되는 제1 출력 전압의 파형은 일정한 크기를 갖는 양의 직류 전압이며, 대략 4000V일 수 있다.
그리고, 제2 출력 다이오드(D3)는 제1 출력 커패시터(HC1)를 통하여 출력되는 승압 출력 전압에서 혹시 발견되는 음의 전압을 접지로 유도하여 제거한다.
다음으로, 제2 출력 전압 생성부(14)는 압전 변압기(2)의 공통 출력 단자에 일측이 연결된 제2 출력 커패시터(HC2)와, 제2 출력 커패시터(HC2)의 다른측(캐소드가 연결됨)과 제2 출력 단자(Vout2, 애노드가 연결됨) 사이에 연결된 제3 출력 다이오드(D4)와, 제1 출력 커패시터(HC1)의 다른측(애노드가 연결됨)과 접지(캐소드) 사이에 연결된 제4 출력 다이오드(D5)를 포함할 수 있다.
제2 출력 커패시터(HC2)는 압전 변압기(2)의 공통 출력 단자를 통하여 출력되는 공통 출력 전압을 입력받아 감압하여 출력한다. 제2 출력 커패시터(HC2)를 통하여 출력되는 출력 전압은 최소 전압이 -4000V에 근접하고 최대 전압이 0V에 근접할 수 있다.
이때, 최대 전압이 4,000V인 파형은 제2 출력 커패시터(HC2)의 커패시턴스 성분(약 4 pF)에 의하여 평활화되고 제3 출력 다이오드(D4)에 의해 음의 전압만이 통과된 제2 출력 전압이 생성되게 된다. 이와 같은 제3 출력 다이오드(D4)의 동작은 위에서 설명한 제1 출력 다이오드(D2)와 유사하며 그 상세한 설명은 생략한다.
이때, 제3 출력 다이오드(D4)에서 출력되는 제2 출력 전압의 파형은 일정한 크기를 갖는 음의 직류 전압이며, 대략 -4000V일 수 있다.
그리고, 제4 출력 다이오드(D5)는 제2 출력 커패시터(HC2)를 통하여 출력되는 감압 출력 전압에서 혹시 발견되는 양의 전압을 접지로 유도하여 제거하기 위한 것이다.
한편, 안테나(4)는 압전 변압기(2)가 배치된 회로기판의 하부에 설치되고, 압전 변압기(2)의 출력 전압을 감지한다.
다시 말해, 압전 변압기(2)에 구동 전압이 인가되면 압전 변압기(2)에 변위가 발생 되는 데 이 변위에 해당하는 신호가 공중으로 방사되면 안테나(4)가 방사된 신호를 감지한다.
이때, 안테나(4)에 의해 감지된 신호는 출력 전압에 비례하는 전류로 출력되게 되는데, 전류가 미약하기 때문에 도 1에 도시된 바와 같이 반전 증폭부(11)을 통해 증폭시킨다.
이러한, 안테나(4)는 압전 변압기(2)의 출력 전압 감지 시 출력 전압에 포함된 압전 변압기(2)의 공진 주파수를 검출할 수 있게 한다.
정궤환 루프(8)는 안테나(4)와 접지(GND) 사이에 연결된 제2 커패시터(C2), 제2 커패시터(C2)와 안테나(4) 사이의 공통단과 전력 증폭부(6) 사이에 연결된 제3 저항(R3)으로 구성되고, 안테나(4)에 의해 감지된 압전 변압기(2)의 출력 전류에 따른 전압을 반전 증폭부(11)에 정궤환으로 피드백한다.
이때, 제2 커패시터(C2)는 안테나(4)에 의해 감지된 전류의 노이즈를 제거하고 제3 저항(R3)은 안테나(4)에 의해 감지된 전류를 전압으로 변환하여 반전 증폭부(11)를 구성하는 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스 단자에 공급한다.
반전 증폭부(11)는 저항(R1, R2), 제1 다이오드(D1) 및 제2 트랜지스터(Q2)로 구성되고, 정궤환 루프(8)를 통해 전송되는 전압에 따라 제2 트랜지스터(Q2)가 구동되어 정궤환 루프(8)의 출력 전압을 반전 증폭시켜 전력 증폭부(6)로 전송한다.
이를 위해, 반전 증폭부(11)의 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스 단자에 정궤환 루프(8)가 연결되고, 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스 단자와 이미터 단자 사이에 제 2 저항(R2)이 연결되며, 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스 단자와 접지(GND) 사이에 제1 다이오드(D1)가 연결된다.
또한, 제 2 트랜지스터(Q2)의 이미터 단자와 직류 전원(VCC) 사이에는 제 1 저항(R1)이 연결된다.
도 2 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 발생 장치를 나타내는 도면들로, 도 2는 이온 발생 장치의 사시도를, 도 3a는 이온 발생 장치의 분해사시도를, 도 3b는 도 3a의 분해사시도를 다른 측에서 바라본 도면을, 도 4는 이온 발생 장치를 측면에서 바라본 도면을 나타낸다.
본 실시예에 따른 이온 발생 장치는, 회로기판(10)과, 회로기판(10)에 설치되는 제1 및 제2 침상 방전 전극(21, 22)과, 회로기판(10)을 수용할 수 있도록 상부가 개방된 하부케이스(30)와, 하부케이스(30)를 덮도록 하부케이스(30)와 결합되고 하부케이스(30)와 함께 회로기판(10) 및 제1 및 제2 침상 방전 전극(21, 22)이 수용되는 공간을 형성하는 상부케이스(40)와, 상부케이스(40)와 하부케이스(30)의 외주면 일부를 둘러 감싸도록 접착되는 전자파 차폐 테이프(80)를 포함한다.
회로기판(10)은 도 1을 통해 설명한 고전압 발생 회로를 포함한다. 도 2 내지 4에는 편의상 고전압 발생 회로의 압전 변압기(2), 제1 출력 다이오드(D2), 제2 출력 다이오드(D3), 제3 출력 다이오드(D4), 제4 출력 다이오드(D5), 제1 출력 커패시터(HC1), 제2 출력 커패시터(HC2)만이 도시되어 있다. 고전압 발생 회로의 다른 소자들은 회로기판(10)의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
제1 및 제2 침상 방전 전극(21, 22)은 끝이 뾰족한 바늘 모양으로서, 회로기판(10)의 일측(즉, 이온 발생 장치(1)의 일측)에 제1 방향(x 방향)을 따라 이격 배치된다. 제1 침상 방전 전극(21)은 양(+)의 전극으로, 제1 출력 전압 생성부(12)의 제1 출력 단자(Vout1), 즉 제1 출력 다이오드(D2)의 캐소드에 접속된다. 제2 침상 방전 전극(22)은 음(-)의 전극으로, 제2 출력 전압 생성부(14)의 제2 출력 단자(Vout2), 즉 제3 출력 다이오드(D4)의 애노드에 접속된다. 제1 침상 방전 전극(21)은 H+ 이온을 발생시키고, H+ 이온은 제2 침상 방전 전극(22)에서 발생한 전자와 결합하여 활성수소 H가 생성된다. 제2 침상 방전 전극(22)은 공기 중의 O2를 O2 -로 대전시킨다. 이렇게 발생한 활성수소 H와 O2 - 이온이 공기 중에 부유하는 균 등을 제거함으로써 실내 공기를 청정하게 하는 작용을 한다.
이러한 제1 및 제2 침상 방전 전극(21, 22)은 그 재질로 세라믹보다 재료비를 절감할 수 있는 스테인레스(SUS)가 바람직하고, 구체적으로 SUS304 스테인레스 강으로 형성될 수 있다.
상부케이스(40)의 상면에는 제1 및 제2 침상 방전 전극(21, 22)에 대응하는 위치에 제1 방향(x)을 따라 이격 배치되는 제1 및 제2 개구(61, 62)가 형성된다. 제1 및 제2 침상 방전 전극(21, 22)에서 발생하는 H+ 이온, 활성수소 H, O2 - 이온 등은 상부케이스(40)의 제1 및 제2 개구(61, 62)를 통해 외부로 방출될 수 있다. 그리고 제1 및 제2 침상 방전 전극(21, 22)은 상부케이스(40)에 수용되어 있으므로 그 끝에 손가락 등이 찔려 상해를 입을 우려가 적다.
상부케이스(40)는 그 상면의 제1 및 제2 침상 방전 전극(21, 22)에 대응하는 위치에 제1 방향(x)을 따라 이격 배치되는 제1 및 제2 돌출부(51, 52)를 구비하고, 제1 및 제2 개구(61, 62)는 제1 및 제2 돌출부(51, 52)에 형성될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 돌출부(51, 52)에 의해, 제1 및 제2 침상 방전 전극(21, 22)에 손가락 등이 찔려 상해를 입을 우려는 더욱 적어진다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 침상 방전 전극(21, 22)의 최상단은, 하부케이스(30)의 최상단보다 높게 위치하고, 제1 및 제2 개구(61, 62)의 위쪽으로 돌출되지 않도록 제1 및 제2 개구(61, 62)의 최상단(즉, 제1 및 제2 돌출부(51, 52)의 최상단)보다 낮게 위치하는 것이 바람직하다.
전형적으로 제1 및 제2 개구(61, 62)의 크기가 손가락이 들어갈 정도는 아니지만, 제1 및 제2 개구(61, 62)가 비교적 크게 설계되는 경우, 또는 손이 작은 유아 등의 손가락이 들어가는 것을 방지하기 위해, 제1 및 제2 개구(61, 62)에 각각 제1 및 제2 개구(61, 62)의 중앙 상부를 지나도록 제1 및 제2 개구(61, 62)를 가로지르는 제1 및 제2 바(bar)(71, 72)가 구비될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 바(71, 72)는 제1 및 제2 침상 방전 전극(21, 22)에 손가락 등이 찔려 상해를 입을 우려를 완전히 없앨 수 있다.
전자파 차폐 테이프(80)는 상부케이스(40)의 제1 및 제2 개구(61, 62)를 덮지 않도록 상부케이스(40)의 상면(40a) 및 양 측면(40b), 하부케이스(30)의 하면(30a) 및 양 측면(30b)에 걸쳐 상부케이스(40)와 하부케이스(30)의 외주면 일부를 둘러 감싸도록 접착된다. 그리고 전자파 차폐 테이프(80)는 도선(미도시)을 통해 전원 공급부(미도시)의 접지에 전기적으로 연결된다. 이러한 전자파 차폐 테이프(80)에 의해, 고전압 발생 회로에서 유발되는 컨덕션 노이즈가 저감될 수 있다. 전자파 차폐 테이프(80)로는 예컨대 구리 테이프가 사용될 수 있다.
컨덕션 노이즈는 주로 고전압 발생 회로의 압전 변압기(2), 제1 출력 커패시터(HC1), 제1 출력 다이오드(D2), 제2 출력 커패시터(HC2), 제3 출력 다이오드(D4)로부터 유발될 수 있다. 압전 변압기(2)는 일반적으로 양측이 각각 고정단과 자유단인 압전 외팔보(미도시)를 포함하는데, 컨덕션 노이즈는 주로 압전 외팔보의 자유단 측으로부터 유발될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 고전압 발생 회로의 압전 변압기(2)는 회로기판(10)의 상면에 제1 방향(x)과 수직인 제2 방향(y)을 따라 길게 배치되고, 자유단 측(2a)은 제1 및 제2 침상 방전 전극(21, 22)과 가까운 측에, 고정단 측(2b)은 제1 및 제2 침상 방전 전극(21, 22)으로부터 먼 측에 배치될 수 있다. 그리고 고전압 발생 회로의 제1 출력 커패시터(HC1), 제1 출력 다이오드(D2), 제2 출력 커패시터(HC2), 제3 출력 다이오드(D4)는 회로기판(10)에서 제1 및 제2 침상 방전 전극(21, 22)과 가까운 측에 배치될 수 있다.
제1 출력 커패시터(HC1)와 제1 출력 다이오드(D2)는 회로기판(10)의 일면 및 반대면에 각각 배치될 수 있다. 이를테면, 도시된 바와 같이 제1 출력 커패시터(HC1)는 회로기판(10)의 하면에, 제1 출력 다이오드(D2)는 회로기판(10)의 상면에 배치될 수 있다. 제2 출력 커패시터(HC2)와 제3 출력 다이오드(D4) 역시 회로기판(10)의 일면 및 반대면에 각각 배치될 수 있다. 이를테면, 도시된 바와 같이 제2 출력 커패시터(HC2)는 회로기판(10)의 하면에, 제3 출력 다이오드(D4)는 회로기판(10)의 상면에 배치될 수 있다.
전자파 차폐 테이프(80)는 압전 변압기(2)의 자유단 측(2a), 제1 출력 커패시터(HC1), 제1 출력 다이오드(D2), 제2 출력 커패시터(HC2), 제3 출력 다이오드(D4)와 수직 및 수평 방향으로 오버랩되게 상부케이스(40)와 상기 하부케이스(30)의 외주면 일부를 둘러 감싸도록 접착될 수 있다. 이러한 전자파 차폐 테이프(80)는 압전 변압기(2), 제1 출력 커패시터(HC1), 제1 출력 다이오드(D2), 제2 출력 커패시터(HC2), 제3 출력 다이오드(D4)로부터 유발되는 컨덕션 노이즈를 저감시키게 된다.
구체적으로, 전자파 차폐 테이프(80)에서 상부케이스(40)의 상면(40a)에 접착된 부분(80a) 및 하부케이스(30)의 하면(30a)에 접착된 부분(80c)은, 압전 변압기(2)의 자유단 측(2a), 제1 출력 커패시터(HC1), 제1 출력 다이오드(D2), 제2 출력 커패시터(HC2), 및 제3 출력 다이오드(D4)와 수직 방향으로 오버랩된다. 또한 전자파 차폐 테이프(80)에서 상부케이스(40)의 양 측면(40b) 또는 하부케이스(30)의 양 측면(30b)에 접착된 부분(80b)은, 압전 변압기(2)의 자유단 측(2a), 제1 출력 커패시터(HC1), 제1 출력 다이오드(D2), 제2 출력 커패시터(HC2), 및 제3 출력 다이오드(D4)와 수평 방향으로 오버랩된다.
컨덕션 노이즈는 제1 및 제2 침상 방전 전극(21, 22)으로부터 유발될 수도 있다. 따라서 전자파 차폐 테이프(80)는 도시된 바와 같이, 하부케이스(30)의 하면(30a)에 접착된 부분(80c)이 제1 및 제2 침상 방전 전극(21, 22)과도 수직 방향으로 오버랩되고, 하부케이스(30)의 양 측면(30b)에 접착된 부분(80b)이 제1 및 제2 침상 방전 전극(21, 22)과도 수평 방향으로 오버랩되도록 형성될 수도 있다.
도 5는 본 실시예에 따른 이온 발생 장치에 전자파 차폐 테이프(80)를 적용하지 않은 경우의 컨덕션 노이즈 테스트 결과를 보여준다. 도 5를 참조하면, 일부 주파수 대에서 컨덕션 노이즈가 기준치를 초과하는 현상이 나타남을 알 수 있다.
도 6은 본 실시예에 따른 이온 발생 장치에 전자파 차폐 테이프(80)를 적용한 경우의 컨덕션 노이즈 테스트 결과를 보여준다. 도 6을 참조하면, 모든 주파수 대에서 컨덕션 노이즈가 기준치를 훨씬 밑돌 뿐만 아니라 대부분의 주파수 대에서 컨덕션 노이즈가 권고치 이하로 나타남을 알 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 실용신안등록청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 회로기판
21, 22 : 제1 및 제2 침상 방전 전극
30 : 하부케이스
40 : 상부케이스
51, 52 : 제1 및 제2 돌출부
61, 62 : 제1 및 제2 개구
80 : 전자파 차폐 테이프

Claims (7)

  1. 고전압 발생 회로를 포함하는 회로기판;
    상기 고전압 발생 회로에 전기적으로 접속되도록 상기 회로기판에 설치되고 제1 방향을 따라 이격 배치되는 제1 및 제2 침상 방전 전극;
    상기 회로기판을 수용할 수 있도록 상부가 개방된 하부케이스; 및
    상기 하부케이스를 덮어 상기 하부케이스와 함께 상기 회로기판 및 상기 제1 및 제2 침상 방전 전극이 수용되는 공간을 형성하는 상부케이스를 포함하고,
    상기 상부케이스의 상면에는 상기 제1 및 제2 침상 방전 전극에 대응하는 위치에 제1 및 제2 개구가 형성되고,
    상기 제1 및 제2 개구를 덮지 않도록 상기 상부케이스의 상면 및 양 측면, 상기 하부케이스의 하면 및 양 측면에 걸쳐 상기 상부케이스와 상기 하부케이스의 외주면 일부를 둘러 감싸도록 접착되는 전자파 차폐 테이프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 발생 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고전압 발생 회로는,
    기준 전압을 공급받아 공진시켜 구동 주파수를 갖는 구동 전압을 생성하고 증폭하여 출력하는 전력 증폭부;
    상기 전력 증폭부로부터 공급되는 구동 주파수에 따라 상기 전력 증폭부로부터 공급되는 구동 전압을 승압시키는 압전 변압기;
    상기 압전 변압기의 출력 단자를 통하여 출력되는 승압 전압을 입력받아 제1 출력 전압을 생성하여 상기 제1 침상 전극으로 출력하는 제1 출력 전압 생성부; 및
    상기 압전 변압기의 출력 단자를 통하여 출력되는 승압 전압을 입력받아 상기 제1 전압과 극성이 반대인 제2 전압을 생성하여 상기 제2 침상 전극으로 출력하는 제2 출력 전압 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 발생 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 출력 전압 생성부는,
    상기 압전 변압기의 공통 출력 단자에 일측이 연결되어 있으며, 상기 압전 변압기에서 출력되는 승압 전압을 양의 전압으로 승압하여 출력하는 제1 출력 커패시터; 및
    상기 제1 출력 커패시터에 애노드가 접속되어 있고 제1 출력 단자에 캐소드가 접속되어 있으며 상기 제1 출력 커패시터의 양의 전압을 출력하는 제1 출력 다이오드를 포함하고,
    상기 제2 출력 전압 생성부는,
    상기 압전 변압기의 공통 출력 단자에 일측이 연결되어 있으며, 상기 압전 변압기에서 출력되는 승압 전압을 음의 전압으로 승압하여 출력하는 제2 출력 커패시터; 및
    상기 제2 출력 커패시터에 캐소드가 접속되어 있고 제2 출력 단자에 애노드가 접속되어 있으며 상기 제2 출력 커패시터의 음의 전압을 출력하는 제3 출력 다이오드를 포함하고,
    상기 전자파 차폐 테이프는 상기 제1 출력 커패시터, 상기 제1 출력 다이오드, 상기 제2 출력 커패시터, 및 상기 제3 출력 다이오드와 수직 및 수평 방향으로 오버랩되는 것을 특징으로 하는 이온 발생 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전자파 차폐 테이프의 상기 상부케이스의 상면에 접착된 부분 및 상기 하부케이스의 하면에 접착된 부분은 상기 제1 출력 커패시터, 상기 제1 출력 다이오드, 상기 제2 출력 커패시터, 및 상기 제3 출력 다이오드와 수직 방향으로 오버랩되고,
    상기 전자파 차폐 테이프의 상기 상부케이스의 양 측면 또는 상기 하부케이스의 양 측면에 접착된 부분은 상기 제1 출력 커패시터, 상기 제1 출력 다이오드, 상기 제2 출력 커패시터, 및 상기 제3 출력 다이오드와 수평 방향으로 오버랩되는 것을 특징으로 하는 이온 발생 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 출력 커패시터 및 상기 제1 출력 다이오드는 상기 회로기판의 일면 및 반대면에 각각 배치되고,
    상기 제2 출력 커패시터 및 상기 제3 출력 다이오드는 상기 회로기판의 일면 및 반대면에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 이온 발생 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 압전 변압기는 양측이 각각 고정단과 자유단인 압전 외팔보를 포함하고, 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향을 따라 길게 배치되고, 상기 압전 변압기의 상기 자유단 측은 상기 제1 및 제2 침상 방전 전극 측에 배치되고,
    상기 전자파 차폐 테이프는 상기 압전 변압기의 상기 자유단 측과 수직 및 수평 방향으로 오버랩되는 것을 특징으로 하는 이온 발생 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전자파 차폐 테이프의 상기 하부케이스의 하면에 접착된 부분은 상기 제1 및 제2 침상 방전 전극과 수직 방향으로 오버랩되고,
    상기 전자파 차폐 테이프의 상기 하부케이스의 양 측면에 접착된 부분은 상기 제1 및 제2 침상 방전 전극과 수평 방향으로 오버랩되는 것을 특징으로 하는 이온 발생 장치.
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