KR900007925B1 - 노이즈 필터 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

노이즈 필터

제1도는 별개의 인덕터와 캐패시터를 포함하는 종래의 노이즈 필터의 기본 회로.

제2도a와 b는 제1도의 종래의 노이즈 필터에 사용된 종래의 인덕터의 2가지예.

제3도는 본 발명의 1실시예에 의한 노이즈 필터의 전개도.

제4도는 본 발명에 의한 원통형 노이즈 필터의 실시예의 외관도.

제5도 내지 제8도는 본 발명의 노이즈 필터의 2개의 실시예의 샘플과 종래의 노이즈 필터와의 주파수대 감쇠 특성 곡선.

제9도 및 제10도는 본 발명에 의한 노이즈 필터에 있어서 인덕턴스와 캐파시턴스를 변경할때 어떻게 전기적 특성에 영향을 주는가를 표시한 주파수 대 감쇠 특성 곡선도.

본 발명은 노이즈 필터, 특히 전원회로 또는 평활회로의 노이즈 또는 리플 성분을 억압하는데 가장 적합한 필터에 관한 것이다.

노이즈 필터는 전원에 중첩하여 전자기기에 침입한 노이즈에 의해 전자기기가 오동작하는 것을 저지하거나, 전기기기에 의해 발생한 노이즈가 다른 전자기기 혹은 전원에 전달되는 것을 방지하기 위해서 사용되는 것이 보통이다.

종래의 노이즈 필터의 하나는 전원에 직렬로 접속된 인덕턴스(L)와 병렬의 콘덴서(C)를 제1도와 같이 접속하여 상술의 목적에 널리 사용되고 있다.

이와같은 노이즈 필터에 사용하는 인덕턴스(L)는 제2도(a)와 같은 환형의 페라이트 코어 또는 더스트 코어(dust core)등의 자기코어(1)에 권선(2)를 감은 것 혹은 제2도(b)와 같은 비드(bead)형의 자기코어(4)의 구멍(3)에 도선(5)를 통한 것 등이 있다.

이 종래의 노이즈 필터의 제조상의 문제점은 인덕턴스(L)의 높은 제조원가, 특히 자기코어를 가압, 가열하는 공정, 거기에 권선을 감은 복잡성, 또는 콘덴서(C)를 접속하는 점에 있다.

노이즈 필터의 상술한 문제점을 해결하고, 값싼 노이즈 필터를 얻는 많은 시도가 행해져 왔다. 그중 하나의 효과적인 접근은 인덕턴스 및 콘덴서를 한개의 소자로 하고, 자기 코어의 필요성을 배재하는 것이다. 가구다니등의 발명에 관한 일본국 특허 공개 소화 57-97647호 공보에는 금속박막을 나선형으로 감아서 양끝에 리이드 선을 접속해서 인덕턴스(L)를 얻는 기술이 설명되어 있다. 더욱이, 다른 금속 박막을 상술의 금속박막에 절연 시이트(sheet)를 사이에 끼워서 양자 사이에 병렬 콘덴서를 형성하고 있다. 또, 나가무라등에 의한 일본 실용신안 공고 소화 55-24900호 공보에는 상술의 나선형 금속박막의 인덕턴스에 외부에서 인덕터를 부가해서 DC성분을 바이패스(bypass)시키는 것에 의해, 특성을 개선하는 기술을 설명하고 있다. 이들 두가지의 종래기술은 별개의 인덕터와 캐패시터로 구성된 종래의 노이즈 필터의 결점을 일부 해결하지만, 이들의 인덕턴스가 비교적 낮다는 결점이 있다.

사도 등의 발명에 의한 일본국 특허공개 소화 57-21810호 공보 또 절연막의 1면 양면에 자성분말을 도포하여 나선 코일의 인덕턴스를 증가하는 기술을 설명하고 있다. 그러나, 이 기술을 부가공정을 필요로 하기 때문에 상술의 2개의 종래예 보다 매우 고가로 된다는 결점이 있다.

본 발명의 노이즈 필터는 절연 필름을 사이에 끼워서 나선형으로 감는 도전성 박막이 적어도 한쪽에 자성도전체를 사용하는 것에 의해, 일정량의 도전성 박막 당 큰 인덕턴스가 얻어져, 이로인해 저주파에도 큰 노이즈 억압효과가 얻어진다. 본 명세서에서 자성도전체라는 것은 전기 및 자기의 양쪽에 대해서 양호한 박막체를 말한다.

도전성 박막을 그 전체 길이에 걸쳐서 자성 도전체의 근방에 배치하기 때문에, 나선형으로 감은 도전성 또는 자기 도전성 박막의 인덕턴스는 종래 소자에 비해서 매우 증가하므로 자기코어의 사용 또는 불필요하게 긴 도전박막을 사용하는 일 없이 필요한 인덕턴스가 얻어지고, 또한 전체 길이에 걸쳐서 정전용량을 분포시킬 수가 있다.

따라서, 본 발명의 주 목적은 자기 코어를 사용하는 일 없이 대략 환형으로 직렬 인덕턴스 및 병렬 콘덴서를 일체로 구성한 소형의 노이즈 필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 종래의 원형 콘덴서와 동일 기법과 동일 제조설비를 사용해서 제조할 수 있는 노이즈 필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 넓은 주파수 범위에 걸쳐서 양호한 노이즈 억압 특성을 가진 노이즈 필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 별도의 목적은 인덕터의 권수가 적어도 좋은 노이즈 필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 부가적인 목적은 구조가 간단하고, 값싸게 제조할 수 있는 노이즈 필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기와 그외의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술과 첨부 도면에 의해서 명확하게 될 것이다.

다음에, 실시예에 따라서 본 발명을 설명한다. 제3도는 본 발명에 의한 노이즈 필터의 전개도이며, 구리 또는 알루미늄 박막(箔膜)제의 밴드 양 도전체(6)은 양끝 근방에 리이드 선(7) 및 (8)을 갖는다. 철 또는 유사재료의 박막제의 다른 밴드 자성 도전체(9)에는 리이드선(10)이 접속되어 있고, 양 밴드(9) 및 (6)은 절연 시이트 또는 콘덴서 페이퍼와 같은 밴드 절연체(11)을 사이에 끼워서 겹쳐 마춘다. 균일한 두께의 안정된 철박막은 예를들면, 일본국 동양강판(주)에서 "galvanized electrodeposited iron foil(I.F. )"의 상품명으로 시판되고 있다. 그러나, 양 자성체 및 양 도전체인 한, 철 이외의 재료를 사용하여도 좋은 것에 주의를 할 필요가 있다.

이것들은 제4도에 도시한 것과 같이 원통형에 일체로 감고, 코일의 전체의 길이에 걸쳐서 정전용량이 분포된 노이즈 필터(12)가 얻어진다. 감은 후에 가열 압축해서 단면을 타원으로 하고, 그 후 보호 재료로 피복하여도 좋다.

이와같이, 제조한 노이즈 필터(12)는 리이드 선(7) 및 (8) 사이에 양 밴드 도전체(6)의 코일과 그 밴드양 도전체(6) 및 밴드 자성도전체(9) 사이에 양 도전체(6)의 전체 길이에 걸쳐서 분포한 정전용량(캐파시턴스)에 의해 구성된다. 밴드 자성 도전체(9)는 절연 공간을 거쳐서 밴드 도전체(6) 사이에 끼워져 있으므로, 인덕턴스가 증가하는 점에 주의하여야 한다. 또, 도전체(6), (9)는 절연 시이트 위에 직접 증착, 무전해 도금, 스퍼터링 등의 종래 기법으로 형성하는 것에 의해, 노이즈 필터의 소형화, 저렴화가 가능하다. 또, 양밴드 도전체(6) 및 (9) 사이의 유도결합에 의해 노이즈 억압 작용을 한층 더 개선한다. 밴드 도전체(6)의 폭 t를 (9)의 폭 t' 보다 적게 선택하는 것에 의해, 원통형으로 감았을때 도전체(6)을 (9) 내에 실질적으로 메꾸어서 인덕턴스를 크게할 수가 있다.

본 발명의 다른 실시예는 철박막과 같이 밴드자성 도전체를 제3도의 밴드(6) 및 (9)의 양쪽에 사용한다. 이 제2의 실시예는 밴드 도전체(6)의 재료가 다른 점은 제외하고, 제1실시예와 실질적으로 동일하다. 다음의 설명에서 명확한 바와같이 제2실시예는 제1실시예 또는 종래 기술보다 전기적 성능에 있어서 우수하다.

다음에 본 발명에 의한 노이즈 필터의 주파수 대 감쇠비 특성, 즉 노이즈 억압특성 곡선을 종래의 노이즈 필터의 특성과 비교해서 다음에 설명한다.

제5도는 노이즈 필터의 출력단을 50

의 무유도 저항으로 종단하고, 일본국 공업규격 JIS-C6904-1977의 대칭 노이즈 신호 전압에 대한 방지효과 시험 회로에 준해서 각종 노이즈 필터의 4개의 주파수 대 감쇠도(dB) 특성곡선을 표시한다. 점선의 특성곡선 A는 비드 코어제의 직렬 인덕턴스(L)와 약 0.01μF의 병렬 마이러(mylar)콘덴서(C)를 제1도와 같이 접속한 TDK 주식회사 제품의 노이즈 필터 ZBF 253D-01형의 측정치이다. 이 노이즈 필터는 높이 4.8mm, 타원 원통형의 긴지름 및 짧은 지름이 각각 6mm와 3mm이다. 또, 점선의 특성곡선 B는 폭 12mm, 두께 약 55㎛의 알루미늄 제품의 밴드 도전체를 16회 감아서 상기 샘플 A와 같이 약 0.01μF의 정전용량을 얻은 종래의 노이즈 필터 B의 측정치이다.

특성 곡선 C는 밴드 도전체(6)으로서, 폭 12mm, 두께 57㎛의 알루미늄 박막을 사용하고, 밴드자성 도전체(9)로서 폭 12mm, 두께 약 20㎛의 철박막을 사용하여 양쪽을 절연 격리판을 통해서 17회 감고, 샘플 A와 마찬가지의 약 0.01μF의 정전용량을 얻은 본 발명의 제1실시예에 의한 노이즈 필터의 측정치이다. 또, 실선의 특성 곡선 D는 밴드 자성 도전체(6) 및 (9)로서 폭 12mm, 두께 약 20㎛의 철박막을 사용해서 절연 격리판을 거쳐서 17회 감아 약 0.01μF의 정전용량을 얻은 본 발명의 제2실시예에 의한 노이즈 필터의 측정치이다.

제5도의 특성곡선에서 명확한 바와같이 샘플 A의 감쇠비는 4개의 샘플 중, 저주파 및 고주파에서 가장 낮다. 특성곡선 C 및 D는 대부분 모든 주파수에서 종래의 노이즈 필터의 특성보다 더 우수하다.

본 발명의 작용효과를 종래의 노이즈 필터와 비교하여 실증하기 위해서 파라미터를 변화시킨 각종 샘플을 만들어 시험을 하였다. 시험한 샘플은 다음과 같다.

샘플 A.

이것은 상술의 샘플 A와 같은 것, 또는 TDK 주식회사 제품의 ZBF253D-01형 노이즈 필터이다.

샘플 B.

폭 12mm, 두께 20㎛의 비자성 밴드 도전체의 1쌍을 그 사이에 폭 15mm, 두께 57㎛의 마이러 테이프(mylar tape)를 거쳐서 중심에 직경 4mm의 틈을 마련해서 감은 것이다. 각각 50cm, 100cm 및 150mm의 길이의 알루미늄 박막을 17회, 28회 및 38회, 원통형에 감은 3개의 샘플 B-1, B-2 및 B-3을 만들었다.

샘플 C.

폭 12mm, 두께 20㎛의 알루미늄 박막과 철박막을 각각 밴드 도전체 및 자성 도전체로서 사용하였다. 양 밴드 사이에 폭 15mm, 두께 57㎛의 마이러 테이프를 거쳐서 중심에 직경 4mm의 틈을 만들어 원통형으로 감았다. 3개의 샘플 C-1, C-2 및 C-3은 각각 50cm, 100cm 및 150cm의 길이의 알루미늄 및 철박막을 17회, 28회 및 38회 감은 것이다.

샘플 D.

폭 12mm, 두께 20㎛의 1쌍의 철박막은 밴드 자성 도전체(6) 및 (9)로서 사용하고, 폭 15mm, 두께 57㎛의 1쌍의 마이러 테이프를 공간으로 하여 중심에 직경 4mm의 틈을 마련해서 원통형으로 감았다. 3개의 샘플 D-1, D-2 및 D-3은 각각 길이 50cm, 10cm의 철박막을 17회 28회 38회 감은 것이다.

이들 샘플 B,C 및 D의 각종 전기 특성은 표1과 같다.

[표 1]

주) 인덕턴스, 정전용량 및 Q는 1KHz로 측정.

표1의 데이터에서 명확한 바와같이 밴드(6) 및 (9)의 적어드 한쪽에 자성 도전체를 사용한 샘플 C와 D는 인덕턴스 및 Q가 알루미늄 박막만을 사용한 종래의 노이즈 필터(샘플 B)에 비해서 크지만, 정전용량은 실질적으로 변하지 않는다.

이들 각 샘플의 주파수 대 감쇠도 특성을 측정하였다. 측정결과를 제6도 내지 제8도에 도시한다. 도면 중에는 각 샘플 번호를 기입하고 있다.

제6도, 제7도 및 제8도의 각각의 샘플에 대새서는 동일 권수로, 동일 치수의 샘플이므로 특성의 차이는 주로 밴드 도전체(6) 및 (9)의 재료의 차에 기인한다고 볼 수가 있다.

본 발명에 의한 양 실시예는 넓은 주파수 범위에 대해 노이즈 억압효과가 종래예보다 우수하고, 특히 샘플 D는 다른 어떤 샘플 보다도 좋다.

제9도 및 제10도는 각각 샘플 C-1, C-2, C-3 그리고 D-1, D-2, D-3의 각 특성곡선이며, 권수차에 의한 노이즈 억압효과의 정도를 보기위한 도면이다. 양 도면에서 노이즈 필터의 성능은 권수 증가에 따라서 넓은 주파수 범위에 걸쳐 개선될 수 있다고 할 수 있다. 특히 저주파에 있어서 권수차에 의한 차이가 현저하다. 즉, 권수가 증가하면, 저주파에 있어서 감쇠도가 증가한다. 제9도 및 제10도에는 종래 샘플 A의 특성을 표시하여 이 개별 부품에 의한 종래예와 일체로 구성한 본 발명과의 작용 효과상의 차이를 명확하게 하고 있다.

이상의 설명 및 시험결과에서 이해 할 수 있는 바와같이, 본 발명의 종래의 밴드 도전체에의 재료를 변경해서 종래의 원통형 콘덴서의 재료를 도전박막으로 변경하는 것에 의하여 넒은 주파수 범위에 걸쳐서 우수한 노이즈 억압 특성을 가진 노이즈 필터를 간단하고, 값싼 소형으로 만드는 것이 가능하게 하였다.

그리고, 여기서는 본 발명의 가장 적합한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 요지를 이탈하지 않고, 여러가지의 용도에 따라서 가장 적합한 변경 변형이 가능한 것은 물론이다.

예를들면, 도전체의 폭이나, 두께 및 절연 테이프의 두께등은 전류가 통하는 전류의 크기, 인가전압에 의해 선택할 수 있다. 자성 도전체는 비결정 철 또는 퍼멀로이(permalloy) 기타의 재료, 또는 도전체와 자성체를 겹친 것이라도 좋다. 노이즈 필터는 광범위하게 이용되고, 또 1개 이상의 노이트 필터를 캐스 케이드(cascade) 접속하면 매우 높은 노이즈 감쇠가 얻어진다.

여러개의 캐스 케이스 접속한 노이즈 필터를 단일 소자로서 구성하는 것도 가능하다.

Claims (8)

1쌍의 도전성 박막을 절연 박막을 사이에 두고 중첩하여 나선형으로 감고, 상기 도전박막의 한쪽의 양끝과 다른쪽의 임의 부분에 각각 단자를 마련한 노이즈 필터에 있어서, 상기 도전성 박막의 적어도 상기 한쪽을 자성 도전체로 하는 것을 특징으로 하는 노이즈 필터.

특허 청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 다른쪽의 도전성 박막이 철박막으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 노이스 필터.

특허 청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 자성 도전체 박막이 다른 한쪽의 도전성 박막보다 넓은 것을 특징으로 하는 노이즈 필터.

특허 청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 노이즈 필터는 그 단면을 타원형으로 원통형이 되게 형성하는 것을 특징으로 하는 노이즈 필터.

특허 청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 한쌍의 도전성 박막을 모두 자성 도전체 재료로 만든 것을 특징으로 하는 노이즈 필터.

다음의 공정으로 되는 노이즈 필터의 제조방법, 한쪽 끝에 리이드 선을 갖는 도전성의 박막, 절연막, 자성 도전체의 박막, 다른 절연막을 적층하는 공정, 상기 적층된 것을 나선형으로 코어 주의에 감는 공정, 상기 자성 도전체 박막의 다른 끝에 또하나의 리이드 선을 연결하는 공정, 보호재료로 노이즈 필터의 전체의 몸체를 피복하는 공정.

특허 청구의 범위 제6항에 있어서, 또 상기 노이즈 필터의 피복 공정전에 나선형으로 감은 노이즈 필터의 몸체를 압착하여 타원형으로 단면이 되게 하는 공정을 포함하는 노이즈 필터의 제조방법.

특허 청구의 범위 제6항에 있어서, 상기 양쪽의 도전성 박막을 모두 자성 도전체 재료로 하는 것을 특징으로 하는 노이즈 필터의 제조방법.

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