KR900004422Y1 - 페라이트 코어 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

페라이트 코어

제1a도는 본 고안에 따른 페라이트 코어 이등분의 정면도.

제b도는 제1a도의 페라이트 코어 이등분의 저면도.

제1c도는 제1b도의 A-A선에서의 단면도.

제2a도는 본 발명의 이등분 코어에 적합한 보빈의 정면도.

제2b도는 제2a도의 보빈의 저면도.

제3도는 코일을 뺀 본 코어를 이용한 변압기의 투시도.

제4a도는 종래 페라이트 코어의 정면도.

제4b도는 제4a도의 저면도.

제4c도는 제4b도의 B-B선에서의 단면도.

제5a도는 제4a도부터 제4c도까지의 코어를 이용한 보빈의 측면도.

제5b도는 제5a도의 보빈의 저면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 이등분 코어 22 : 기준판

23 : 중심코어 24 : 기준판에 연결된 지주

본 고안은 이등분 페라이트 코어의 구조에 관한 것으로서, 특히 변압기나 전원 장치에서 초크 코일의 코어 형태를 이용한 이등분 코어에 관한 것이다. 기재된 페라이트 코어의 예는 1Kw까지 취급 가능한 변압기나 전원 장치 회로에 초크 코일이 사용될 수 있다.

DC-AC 컨버터의 일종인 변압기를 사용할 경우에 1차 전원 장치는 변압기에서 입력 교류전류 공급을 위해 스윗칭 회로를 통해서 변압기에 공급되어지며, 요구되는 2차 전압은 변압기의 출력에서 얻어진다.

이런 목적으로서 페라이트 코어는 다음 조건으로 만족하여야 한다.

a) 코어는 자기적으로 포화되어서는 안되며 바람직하게는 자기 통로를 따른 단면은 코어에서 전체적인 자기 통로에 따라서 일정하다.

b) 코어는 외부 회로에 방해하지 않도록 차폐효과를 개선하기 위해 밀집되는 것이 바람직하다.

c) 코어의 형태는 간단하고 권선 코일 및 코일을 포함하는 보빈을 코어위에 장착할 수가 있고 권선된 도선을 코어의 외부에 펼칠수가 있다.

d) 코어는 무게에 있어서 가능한 작고 경량이다. 또한 무게비에 대해서 처리용량은 가능한 크다.

e) 코어로 구성된 변압기의 높이는 가능하면 낮게하여서 변압기는 인쇄 회로 기판에 설치된다.

종래 대부분의 페라이트 코어는 전체적으로 일정한 횡단면을 가진 E-형태이다. 그 대신에 E-형태와 I-형태가 결합하여 사용한다. 그러나 그 코어는 크기가 크다는 불리한 것이 있고, 차폐효과도 완전하지 않으며 코어에 적합한 보빈과 코일 권선은 횡단면에서 장방형이다. 권선은 보빈의 구석에서 예리하게 구부러져 있고 정상의 절연층은 종종 손상되며, 바람직하지 못한 누설 인덕턴스가 증가된다.

본 고안은 상기 조건(e)을 개선할 예정으로 미합중국 특허 제4,352,080호에서 개선된 코어를 제안했다.

그 코어는 인쇄 회로 기판위에 장착되며 그 코어축은 인쇄 회로 기판에 수직을 이루고 있다. 코어를 이용한 변압기의 높이는 여전히 높다는 불리한 점이 있지만, 인쇄 회로 기판 구성 부분의 장착 밀도는 높지 않다.

본 고안은 제4도와 제5도에서 EP 68745 BI (미합중국 특허 제4,424,504호)으로 또 다른 페라이트 코어를 제안했다. 상기 도면에서 페라이트 코어(1)는 실제적으로 장방형의 기준판(2), 홈(2A), 기준판(2) 중앙에 장착된 원형중심 코어(3), 기준판(2)의 양 옆에 장착된 한쌍의 지주(4)를 가지고 있다. 중심 코어(3)는 홈(2A)과 기준판(2)의 한면에 접촉되도록 위치한다. 각 지주(4)의 횡단면은 직선으로 이루어지는 선(4A)(4B),(4C)가 있고 홈(2A)의 한계를 명확히 하는 곡선(4D), 중심 코어(3)와 같은 평면에 있는 아크(4E), 아크(4E)와 선(4C)사이의 직선으로 된 선(4F)이 있다.

코어에 적합한 보빈(11)은 동일한 양쪽 단부에서 플랜지(12A)를 구비한 중공 원형 몸체(12)와, 다수의 단자 핀(13A)을 가진 단자 판(13)을 가지고 있다. 단자판(13)은 합성 수지를 이용하여 몸체(12)에 일체로 이루어진다. 변압기나 초크코일은 한쌍의 코어에 삽입된 보빈의 권선 코일로써 얻어진다. 변압기는 핀(13A)이 인쇄 회로 기판을 통과하도록 인쇄 회로 기판에 장착된다.

제4도 및 제5도의 코어의 구조에서 인쇄 회로 기판상의 변압기의 높이는 종래의 하나(미합중국 특허 제4,352,080호)보다 더 낮다는 잇점이 있으며, 왜냐하면 코어는 원형 중심 코어(3)의 축이 인쇄 회로 기판에 평행하도록 인쇄 회로 가판에 장착하기 때문이다. 그러나 인쇄 회로 기판의 높이는 아직도 전자 부품을 소형화하기에 충분할 만큼 낮지 않다는 불리한 점이 있다. 인쇄 회로 기판 사이의 공간을 25.4㎜로 제한한다면, 변압기나 기판의 높이는 절연층과 결합층에 필요한 공간을 생각한다면 16㎜보다 낮아야 한다.

변압기의 높이를 낮게하는 다른 시도는 자속에 대해 충분한 횡단면을 가진 평평한 중심 코어를 가진 코어의 사용에 있다. 그러나 중심 코어가 날카로운 면을 가진 장방형일 때 코어의 코일 권선이 구석면에서 코어에 매우 적합하지 않다는 불리한 점이 아직도 존재하고, 코일은 구석면에서 꺾어지는 것이 아니라 휘어지기 때문이다. 그래서 약간의 공간이 코어아 코일 사이에 남게 되며, 그 공간이 바람직하지 못한 누설 인덕턴스를 증가시킨다. 또한 코어의 구석면이 날카롭다면, 코일 권선은 손상되고, 코일 권선의 절연층은 파괴된다.

그러므로 본 고안의 목적은 새롭게 준비하고 개선된 페라이트 코어에 의해서 종래의 페라이트 코어의 불리한 점과 제한성을 극복하기 위함이다.

또한 본 고안의 목적은 낮은 변압기나 낮은 초크 코일을 페라이트 코어에 제공하기 위함이다.

또한 본 고안의 목적은 크기가 작고 코일의 도선을 손상하지 않는 페라이트 코어를 제공하기 위함이다.

상기 목적 및 다른 목적은 (a) 코일에 권선된 중심 코어와, (b) 상기 중심 코어의 양면에 위치한 한쌍의 지주와, 상기 중심 코어의 단부와, 상기 지주의 단부 및 상기 기준판은 모두 한면에 정렬되어 있고, (c) 기준판과 함께 중심 코어와 지주가 E-형태 구조를 형성하도록 상기 중심 코어 및 상기 지주가 결합하는 기준판과, (d) 각 아크의 직경은 제1면의 길이와 동일하되, 제1면과 제2면을 가지며 그리고 상기 제1면과 결합된 각 아크의 쌍을 갖는 정방형의 조합이 되는 상기 중심 코어의 횡단면과, (e) 상기 제2면이 기준판에 내접되도록 기준판에 위치한 중심 코어와, (f) 평평한 외면과 중심 코어의 아크에 동축인 커브된 내면을 가진 각 지주의 횡단면과, (g) 상기 지주의 끝과 상기 기준판에 의해 한정된 빈 홈 부분과, (h) 중심 코어의 중심축을 포함하고 지주의 평평한 외면에 평행하게 연장되는 제1면에 대해서는 대칭이나, 중심 코어의 중심축을 포함하고 제1면에 수직으로 연장되는 제2면에 대해서는 비대칭인 이등분 코어를 가지는 전원 공급 장치에서 이등분 페라이트 코어에 의해 달성된다.

제1a도는 본 이등분 코어의 정면도이고, 제1b도는 본 이등분 코어의 저면도이며, 제1c도는 제1b도의 A-A선에서의 단면도이다. 제2a도와 제2b도는 보빈도이며, 제3도는 제1a도에서 제1c도를 통한 코어와 제2a도 및 제2b도의 보빈을 이용한 변압기의 투시도이다. 본 고안에 따른 이등분 페라이트 코어(21)는 본래 페라이트 물질로 된 장방형의 기준판(22)을 가지며, 기준판(22)의 중심에 장착된 중심 코어(23) 및 기준판의 단부에 장착된 지주(24)의 쌍을 가진다. 이런 부품(22), (23) 및 (24)는 페라이트 물질을 이용하여 일체적으로 주조한다. 중심 코어(23)는 중심코어(23)가 기준판(22)면에 내접되도록 기준판(22)위에 위치한다.

중심 코어(23)의 횡단면은 장방형도 원형도 아니지만, 구부러진 면을 평평하다. 횡단면은 아크(23a), 반경(a)의 쌍과, 장방형인 제1면의 길이(2a) 및 제2면의 길이(b-2a)의 조합이다.

중심 코어(23)의 횡단면의 면적은 2a(b-2a)＋Ωa²이고 자속의 경로로서 충분해야 한다. 다시 말하면 코어를 설계할 때 횡단면 면적은 코어의 자속이 동작중에 포화되지 않도록 우선적으로 결정해야 하고, 중심 코어(23)의 직경(2a)은 제4a도의 원형 중심 코어보다 더 작다는 것을 주의해야 한다. 평평한 중심 코어는 본 고안에서 중요한 특징이다.

본 고안의 중심 코어(23)는 예리한 면이 없고, 한쌍의 아크(23A)를 가진 것을 공지해야 한다. 왜냐하면 예리한 면이 없으면, 중심 코어의 권선된 코일의 도선이 손상되지 않는다. 중심 코어의 권선된 코일의 모양이 중심 코어의 모양으로써 매우 적합하다. 이러한 사실은 변압기의 크기가 더 작아지고 바람직하지 못한 누설 인덕턴스의 감소를 초래한다. 만약에 중심 코어의 횡단면이 장방형이고 권선된 코일이 코어의 모양에 적합하지 않다면 약간의 공간이 중심 코어와 코일 사이에 남는다.

각 지주(24)의 횡단면은 기준판(22)의 짧은 면에 내접하는 직선으로 된 선(24A)와, 기준판(22)의 긴면에 평행하는 한쌍의 직선으로 된 선(24B) 및, 중심 코어(23)의 아크(23A)와 같은 평면에 있는 아크(24C)와, 아크(23C)의 단부와 선(24B) 사이에 있는 직선으로 된 선(24D) 및, 아크(23C)의 다른 단부와 선(24B) 사이에 있는 또다른 직선으로 된 선(24E)을 가진다. 지주(24)는 직선으로 된 선(24B)이 기준판(22)에 내접되도록 위치하거나, 직선으로 된 선(24B)이 중심 코어(23)의 직선으로 된 선의 연장선에 위치한다.

선(24A)의 길이는 홈 부분(22A)이 지주(24)의 쌍과 기준판(22)에 한정된 기준판(22)의 짧은 면보다 더 길다. 홈의 길이는 보빈의 플랜지 두께와 동등하다.

기준판(22)의 횡단면은 단(22B)이 있고, 기준판(22)의 단부에는 경사면(22C)이 있으므로, 결코 기준판에는 예리한 면이 제공되지 않는다. 그 경사면(22C)은 성형 공정의 금형에서 코어를 얻는 코어의 제조 공정에서 유리한 점이 있다.

변압기의 높이를 충분히 줄이기 위해서 길이(b)를 반경(a)보다 상당히 더 길게 한다. 양호한 실시예에서, 중심 코어의 측면 길이(b)와 중심 코어의 높이(2a)의 비는 1.2보다 크며, 그 비는 양호하게 여전히 2.0보다 더 크다.

제1a도 내지 제1c도까지의 이등분 페라이트 코어의 쌍은 코일이 보빈에 권선된 후에, 제2a도와 제2b도의 보빈에 결합한다. 보빈(31)은 중공 원통형의 몸체(32)와 다수의 단자핀(33A)을 가진 단자판(33)을 가진다.

원통형 몸체(22)의 내부의 횡단면도는 이등분 코어의 중심 코어(23)의 횡단면도와 같다. 단자판(33)은 핀(33A) 방향으로 약간의 스토퍼(33B)를 가진다. 원통형 몸체(32)와 플랜지(31)을 가진 보빈 및, 스토퍼(33B)와 핀(33A)을 가진 단자판(33)은 유전성 소성체로 일체로 결합된다.

보빈의 원통 몸체(32)의 외부 형태는 중심 코어의 커브 구조 때문에 예리한 면을 가지고 있지 않으며, 보빈에 권선된 코일은 손상되지 않고, 보빈(또는 코어)과 코일 사이에 공간은 없어지므로 코일은 휨이 없고 보빈의 프로필로써 매우 적합하다.

코일이 보빈에 권성될 때 이등분 페라이트 코어의 쌍은 두 개의 이등분 코어의 중심 코어(23)가 보빈의 중공 원통 몸체(32)에서도 접촉하도록 보빈에 삽입되고, 다음에 두 개의 이등분 코어의 지주는 서로 접촉되는 과정을 공지하며, 중심 코어의 높이는 지주와 동등하다.

조립된 변압기나 초크 코일은 핀(33A)이 인쇄 회로 기판을 통과하도록 인쇄 회로 기판에 장착된다. 이런 경우에 스토퍼(33B)는 인쇄 회로 기판 PL에 스토퍼를 인접시켜서 변압기의 높이를 한정한다. 그러므로 인쇄 회로 기판의 변압기 전체적인 높이(M)는 스토퍼(33B)의 단부와 플랜지(32A) 상부의 길이이다. 그 높이(H)는 변압기의 용량이 100와트까지 달할 때 16㎜보다 더 작으며 인쇄 회로 기판은 25.4㎜의 간격으로 장착된다.

코어에서 자기 경로를 따른 횡단면은 자기 포화가 발생하지 않도록 일정하다. 중심 코어(23)의 횡단면의 면적은 기준판(22)의 횡단면의 면적과 동등하며 지주(24)의 횡단면의 면적의 합과 같다. 그러나, 이등분 코어가 크지 않을 때, 지주의 크기는 상기 언급한 자속 포화 조건에서 한정한 것보다 더 크며, 왜냐하면 상기 조건에의해 설계된 지주는 필요한 기계적인 강도를 유지하기에는 너무 작다.

지주(24)의 높이(S)는 중심 코어(23)의 높이(2a)보다 더 길다. 그 관계는 변압기의 누설 인덕턴스를 감소시키는 것을 허용하며, 왜냐하면 중심 코어(23)로부터의 자속은 기준판(22)을 통해 커다란 양 지주에 의해 잘 수납된다.

상술에 의해서, 본 고안은 중심 코어의 축에 인쇄 회로 기판에 평행하게 위치되도록 코어 장착에 의해서 인쇄 회로 기판에 낮게 장착된 변압기나 조크 코일에 대한 이등분 코어를 제공해 준다. 중심 코어의 횡단면은 평평하나 원형은 아니며, 높이를 더 감소시킬 수 있다. 또한 중심 코어의 구석면은 예리하지 않고, 원만한 아크형이며, 코어의 권선된 코일은 손상되지 않고, 코어에 매우 적합하다. 이것은 변압기의 크기뿐만 아니라 변압기의 바람직하지 못한 누설 인덕턴스까지도 감소한다.

전술에 따라 새롭고 개선된 이등분 코어라는 것이 명백해진다. 기재된 실시예는 단지 설명적인 것이지 본 고안의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. 본 고안의 범위를 지시하는 명세서보다 더 등록청구의 범위를 추가하는 것이다.

Claims (5)

1. a) 코일이 권선된 중심 코어(23)와, b) 중심 코어(23)의 양 옆에 위치한 한쌍의 지주(24)와, c) 상기 중심 코어와 상기 지주가 본래 기준판(22)과 함께 E형 구조를 형성하도록 상기 중심 코어(23)와 상기 지주(24)를 결합한 기준판(22)과, 상기 기준판과 상기 지주의 단부는 모두 단일면에 정렬되어 있는 전원 공급 장치에 사용하기 위한 이등분 페라이트 코어에 있어서, d) 각 아크의 직경(2a)은 제1면의 길이와 동일하며, 제1면(2a)와 제2면(b-2a) 및 상기 제1면에 결합된 한쌍의 아크를 갖는 장방형의 조합인 상기 중심코어의 횡단면과, e) 상기 제2면의 기준판이 내접되도록 기준판(22)에 위치한 중심 코어(23)와, f) 평평한 외면을 가지며, 실제로 중심 코어(23)의 아크와 동축인 커브된 내면을 가진 각 지주(24)의 횡단면과, g) 상기 지주(24)의 단부와 상기 기준판(22)에 의해서 한정된 빈 홈 부분(22A)과, h) 중심 코어의 중앙축을 포함하며 지주의 평평한 외면에 평행하게 확장되는 제1면에 대해서는 대칭이나, 중심 코어의 중앙축의 포함하고 제1면에 수직으로 확장되는 제2면에 대해서는 비대칭인 것을 특징으로 하는 이등분 페라이트 코어.
2. 제1항에 있어서, 상기 지주의 횡단면은 빈 홈(22)면의 직선면(24E)과 지주의 단부에 밀접한 또다른 직선면(24D)를 가진 것을 특징으로 하는 이등분 페라이트 코어.
3. 제1항에 있어서, 단계(22B)는 상기 중심 코어(23)와 상기 홈(22) 사이의 기준판(22)에 제공된 것을 특징으로 하는 이등분 페라이트 코어.
4. 제1항에 있어서, 상기 기준판(22)의 구석이 경사부(22c)를 가진 것을 특징으로 하는 이등분 페라이트 코어.
5. 제1항에 있어서, 중심 코어의 측면 길이인 (b)와 상기 아크의 직경인 (2a)의 비가 1.2보다 더 큰 것을 특징으로 하는 이등분 페라이트 코어.