WO2020138991A1 - Ｐｆｃ 코일 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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WO2020138991A1
WO2020138991A1 PCT/KR2019/018547 KR2019018547W WO2020138991A1 WO 2020138991 A1 WO2020138991 A1 WO 2020138991A1 KR 2019018547 W KR2019018547 W KR 2019018547W WO 2020138991 A1 WO2020138991 A1 WO 2020138991A1
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bobbin
coil
injection
core
pfc
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윤황석
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주식회사 엠에스티테크
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Definitions

  • the present invention relates to a PFC coil device and a method of manufacturing the same, and relates to a winding insert molding integrated PFC coil device and a method of manufacturing the winding and the base bobbin integrally by insert injection of a coiled base bobbin.
  • PFC power factor correction
  • the factor of the power factor decreases. If the load and the power factor compensation circuit are connected in parallel to make the phase of the voltage and current match as much as possible, the power factor can be improved and energy efficiency can be improved.
  • the conventional PFC uses a method of assembling the magnetic core separated up and down with epoxy or tape, so the manufacturing process is complicated, and it is vulnerable to environmental reliability such as moisture resistance, a problem of poor contact due to soldering of the terminal portion, and a heat problem when driving.
  • environmental reliability such as moisture resistance, a problem of poor contact due to soldering of the terminal portion, and a heat problem when driving.
  • problems such as bulky problems.
  • An object of the present invention is to manufacture a single-piece winding insert molding that integrally forms a winding and a base bobbin by insert injection of a base bobbin in which the coil is wound, thereby increasing insulation performance and preventing contact failure due to soldering by utilizing the coil as a terminal part. It is to provide a PFC coil device and a manufacturing method to improve the structural stability.
  • the present invention includes an injection bobbin and a core coupled to the injection bobbin, the injection bobbin comprising a base bobbin and a coil wound on the base bobbin and the base. It includes an injection unit coupled to the base bobbin and the coil so as to surround the coil wound on the bobbin and to draw the end of the coil to the outside.
  • a plurality of withdrawal grooves are formed in the base bobbin, and an end of the coil is withdrawn to the upper portion of the base bobbin through the withdrawal groove.
  • the base bobbin includes a fixing portion formed at a front end of one sidewall of both sidewalls forming the withdrawal groove, and the end of the coil is hooked to the fixing portion to be fixed in position.
  • the withdrawal groove has a curved shape.
  • a terminal guide groove is formed in the injection bobbin to guide the lower end by disposing the end of the coil, and includes a closing portion covering the terminal guide groove.
  • a portion of the end of the coil is stripped and lead coated.
  • the core includes a magnetic core formed in a strip shape having an inner circumferential surface corresponding to the outer circumferential surface of the injection bobbin.
  • the injection bobbin has a flange protruding from one side of the outer circumferential surface, and the magnetic core is in contact with the flange.
  • the injection bobbin includes a core coupling hole formed through the top and bottom, and the core includes a core core inserted into the core coupling hole.
  • a gap is formed between the upper and lower portions of the central core and the magnetic core.
  • the injection bobbin has a malleable portion that is not connected to the coil.
  • the method further includes forming an end portion of the coil as a terminal portion, and forming the end portion of the coil as a terminal portion includes dipping a portion of the end portion of the coil into a lead solution to remove a sheath and forming a terminal pin. do.
  • the method further includes forming a finishing part covering the terminal guide groove.
  • a core is inserted into the core coupling hole and the magnetic core is coupled in a sliding manner on the side of the injection bobbin.
  • a step of attaching a malleable portion to the injection bobbin is performed.
  • the injection bobbin of the present invention has a structure surrounding the coil by secondary injection, stable winding is maintained and the insulation of the coil is strengthened, so that the thickness around the coil can be designed to be thin.
  • the present invention has an effect of improving the product reliability by improving the performance of the PFC coil device by enhancing the insulation performance while reducing the area compared to the general PFC coil device, and by strengthening the moisture resistance by completely sealing the coil.
  • the present invention has the effect of preventing the problem of poor contact due to soldering because the end of the coil is made into a terminal pin by dipping it into a lead solution and utilized as a terminal portion.
  • the present invention has the effect that the magnetic core is integrated and the sliding bobbin is coupled to the injection bobbin, thereby facilitating the assembly of the magnetic core and simplifying the manufacturing process, as well as the assembly of the magnetic core having uniform quality characteristics without deviation. have.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a PFC coil device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a PFC coil device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing a PFC coil device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a base bobbin according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view showing a base bobbin according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view showing an injection bobbin according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a portion of FIG. 3 cut along the B-B direction.
  • FIG. 8 is a view showing a cross-section A-A of FIG. 1.
  • FIG. 9 is a view for explaining a process of manufacturing a PFC coil device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view showing an injection bobbin according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state in which a magnetic core is vertically coupled to an injection bobbin according to another embodiment of the present invention.
  • the PFC coil device 10 includes an injection bobbin 100, a terminal portion 160, and a core 200.
  • the injection bobbin 100 includes coils 120 and 130.
  • the injection bobbin 100 physically winds the coils 120 and 130 and electrically insulates them from the outside.
  • the terminal unit 160 is provided at one lower end of the injection bobbin 100.
  • the terminal unit 160 is formed by utilizing the ends of the coils 120 and 130.
  • a malleable terminal 170 for balancing the terminal portion 160 is provided at a lower end of the other side facing the position where the terminal portion 160 is provided.
  • the malleable portion 170 may be fixed to the injection bobbin 100 by fitting, attaching, or the like.
  • the temporary terminal portion 170 balances the terminal portion 160 to improve the degree of board (substrate) coupling of the terminal portion 160.
  • Power is connected to the terminal unit 160, and power is not connected to the malleable terminal unit 170.
  • the terminal portion 160 is connected to the coils 120 and 130, and the malleable terminal portion 170 is not connected to the coils 120 and 130.
  • the core 200 is coupled to the injection bobbin 100.
  • the core 200 coupled to the injection bobbin 100 may electromagnetically combine with the coils 120 and 130 to constitute a boosting circuit, thereby converting the input voltage higher to improve power factor.
  • the coils 120 and 130 wind only the primary.
  • the coils 120 and 130 include a main coil 120 and an auxiliary coil 130 (see FIG. 8).
  • the main coil 120 is electromagnetically coupled to the core 200 to form a step-up (or step-down) circuit, and the auxiliary coil 130 can prevent the power quality from deteriorating by replenishing the magnetic force during a large load.
  • the number of windings of the main coil 120 may be determined in proportion to the input voltage.
  • the coil preferably includes the main coil 120 and the auxiliary coil 130 in terms of efficiency, but may also include only the main coil 120.
  • the core 200 is made of a ferromagnetic material capable of obtaining a strong magnetic flux.
  • the ferromagnetic material constituting the core 200 may use a ferrite core with low loss at a high frequency, for example, a Mn-Zn ferrite core.
  • the terminal pin 120b formed by utilizing the end of the main coil 120 and the terminal pin 130b formed by utilizing the end of the auxiliary coil 130 protrude downward from one side of the injection bobbin 100 to power. It becomes the terminal part 160 for connection.
  • the terminal unit 160 is a 4-pin terminal.
  • the terminal unit 160 may be configured as a 2-pin terminal or a 6-pin terminal depending on the number of coils wound according to the capacity, use, etc. of the PFC coil device 10.
  • the PFC coil device 10 is configured by combining the central core 210 and the magnetic core 220 with the injection bobbin 100.
  • the injection bobbin 100 is provided with a core coupling hole 112 formed to be vertically penetrated in the center, and the core core 210 is inserted into the core coupling hole 112 by inserting.
  • the magnetic core 220 is coupled by sliding on the side of the injection bobbin 100.
  • the magnetic core 220 is formed in a band shape having an inner circumferential surface corresponding to the outer circumferential surface of the injection bobbin 100.
  • the magnetic core 220 is shaped like a' ⁇ ' having a through hole 221 corresponding to the outer circumferential surface of the injection bobbin 100 in the center.
  • the center core 210 and the magnetic core ( 220) may face each other up and down and form a magnetic circuit.
  • the magnetic core 220 has an integral shape that is not separated from the top and bottom, so that a self-shielding structure can be perfectly implemented. In addition, since the magnetic core 220 is coupled in a sliding manner on the side of the injection bobbin 100, the assembly can be very uniform without deviation and increase efficiency.
  • the core coupling hole 112 and the center core 210 are formed in a column shape with rounded edges.
  • the center core 210 is formed in a shape corresponding to the cross section of the core coupling hole 112.
  • the rounded edge shape of the center core 210 evenly distributes the magnetic flux, thereby reducing magnetic flux loss and increasing efficiency.
  • the height of the center core 210 is relatively low compared to the height of the core coupling hole 112. This forms a constant gap (GAP) at the top and bottom of the central core 210 facing the magnetic core 220.
  • the gap (GAP) may be needed for adjustment of the inductance value.
  • the injection bobbin 100 has one outer peripheral surface of the body 141 so that the magnetic core 220 is slidably coupled from the side, and the body 141 and the magnetic core 220 where the core coupling hole 112 is formed can be slid to the correct position.
  • a flange 142 protruding by a predetermined width is provided.
  • the flange 142 is formed only around one side circumference of the body 141 in the injection bobbin 100. This is to enable the magnetic core 220 to be slidably coupled through the body 141 corresponding to the position opposite to the portion where the flange 142 is formed.
  • the injection part 140 including the body 141 and the flange 142 forms an exterior.
  • the injection part 140 injected into the base bobbin 110 in which the coils 120 and 130 are wound forms an exterior.
  • the injection unit 140 is a portion injected into the base bobbin 110 so that the ends of the coils 120 and 130 are drawn out while surrounding the coils 120 and 130 wound on the base bobbin 110.
  • the injection bobbin 100 is formed so that the edge of the body 141 is rounded to facilitate the side insertion of the magnetic core 220.
  • the base bobbin 110 is provided with a core coupling hole 112 that penetrates the center of the winding portion 111 and the winding portion 111 up and down the coil winding.
  • the base bobbin 110 has an upper flange portion 113 and a lower flange portion 114 formed by extending in an outer diameter direction at the upper and lower ends of the winding portion 111.
  • a coil (see reference numerals 120 and 130 in FIG. 8) is wound on the winding portion 111 between the upper flange portion 113 and the lower flange portion 114.
  • the portion where the winding portion 111 is connected to the upper flange portion 113 and the lower flange portion 114 is rounded (by forming an R angle) to improve the breakdown voltage.
  • the breakdown voltage means the degree of withstanding without breaking when a high voltage is applied.
  • the R-angle formation has an effect of improving the breakdown voltage according to strength reinforcement by removing the internal voids after injection.
  • the base bobbin 110 has a withdrawal groove 115 and a fixing part 116.
  • the withdrawal groove 115 is a groove for withdrawing each end of the coils 120 and 130 wound around the winding portion 111 to the upper portion of the base bobbin 110.
  • the withdrawal groove 115 is concave and formed inward from one side of the upper flange portion 113 and is formed by a plurality of openings up and down.
  • the fixing part 116 is arranged at a predetermined interval by arranging each end of the coils 120 and 130 drawn out to the upper part of the upper flange part 113.
  • the fixing part 116 is disposed at the inlet of the withdrawal groove 115 so that the inlet of the withdrawal groove 115 is displaced from the end of the withdrawal groove 115 so that the ends 120a and 130a of each coil are fixed ( 116).
  • the fixing part 116 has a shape having a C-shaped groove 117 capable of positioning and fixing the ends 120a and 130a of the coil wound on the winding part 111.
  • the fixing part 116 is formed in parallel with the inlet at one end of one of the sidewalls forming the curved grooved groove 115.
  • the fixing part 116 is provided with a C-shaped groove 117, and the ends 120a and 130a of each coil inserted into the drawing-out groove 115 through the entrance are located in the C-shaped groove 117 Can be sorted.
  • the ends 120a and 130a of the coil are fitted into the withdrawal groove 115 and seated in the C-shaped groove 117 of the fixing portion 116 while being fixed to the fixing portion 116 and fixed in position.
  • the withdrawal groove 115 has a curved shape such that the positions of the inlet and the end are displaced, and the distal end and the fixing portion 116 of the withdrawal groove 115 are arranged in a straight line.
  • a plurality of fixing parts 116 are provided on one side of the upper flange portion 113 of the base bobbin 110 to fix the position by hanging the ends 120a and 130a of the coil.
  • the fixing part 116 is disposed at a predetermined interval so that the insulation distance between the ends 120a and 130a of the coil to be the terminal pin can be maintained.
  • the number of the withdrawal groove 115 and the fixing part 116 is provided with twice the number of coils 120 and 130 wound on the winding part 111. In the embodiment, since the two coils of the main coil 120 and the auxiliary coil 130 are wound on the winding portion 111, four extraction grooves 115 and fixing portions 116 are provided.
  • a fixing jaw 118 for fixing the insertion position of the central core 210 is protruded.
  • the fixed jaw 118 supports the bottom surface of the central core 210 inserted into the core coupling hole 112 so that the central core 210 can be positioned at an intermediate point based on the height of the core coupling hole 112. .
  • the fixed jaw 118 supports the bottom surface of the central core 210 so that the central core 210 is located at a certain position within the core coupling hole 112.
  • the injection bobbin 100 includes a base bobbin 110 and an injection unit 140.
  • the coils 120 and 130 wound on the winding part 111 of the base bobbin 110 are wrapped by the injection part 140 and are not exposed to the outside. And the ends (120a, 130a) of the coil wound on the base bobbin 110 is drawn out through the upper side of one side of the injection bobbin 100. The ends of the coils 120a and 130a are spaced apart at a predetermined distance by the fixing portion 116 and withdrawn in a position-aligned state.
  • the injection bobbin 100 is provided with a terminal guide groove 143 on one side where the ends 120a and 130a of the coil are drawn out.
  • the terminal guide groove 143 is for fixing the ends 120a and 130a of the coil.
  • the terminal guide groove 143 is formed in the vertical direction, the concave shape, the lower portion is an open shape and is formed of a plurality of spaced apart predetermined intervals.
  • the ends 120a and 130a of the coil drawn out from the upper side of one side of the injection bobbin 100 may be lowered to the lower side of one side of the injection bobbin 100 through the terminal guide groove 143.
  • the injection bobbin 100 includes a base bobbin 110 and an injection unit 140 that is secondarily injected into the base bobbin 110.
  • the injection unit 140 is coupled to the base bobbin 110 and the coils 120 and 130 to surround the coils 120 and 130 and is injected.
  • the bonding surfaces of the base bobbin 110 and the injection unit 140 that is secondarily injected into the base bobbin 110 form a stair shape.
  • the step-shaped bonding of the base bobbin 110 and the injection unit 140 enhances the external insulation voltage of the coils 120 and 130 embedded between the base bobbin 110 and the injection unit 140.
  • the injection part 140 is filled in the gap between the coils 120 and 130, a stable winding is maintained and insulation can be greatly improved.
  • the base bobbin 110 is preferably of a two-stage structure having a step on the end side so that the bonding surface between the base bobbin 110 and the injection portion 140 forms a step shape during the second injection.
  • the stepped structure has the effect of improving the internal pressure according to the reinforcement of the flesh (contact area) after the second injection.
  • the injection bobbin 100 has a flange 142 on one side and a body 141 on the other side.
  • the magnetic core 220 is coupled to the body 141 in a sliding manner.
  • the flange 142 is a portion formed by surrounding the upper flange portion 113 and the lower flange portion 114 of one side of the base bobbin 110 with an injection portion 140 having a predetermined thickness.
  • the core coupling hole 112 has the same configuration as the core coupling hole 112 formed in the central portion of the base bobbin 110, and the core core 210 is coupled to the core coupling hole 112 by insertion.
  • the width and height of the core coupling hole 112 are designed in advance in consideration of the size of the central core 210 coupled to the core coupling hole 112.
  • the coils 120 and 130 include a main coil 120 and an auxiliary coil 130.
  • the main coil 120 is formed by winding a wire around the winding 111 more than a number of times, and the auxiliary coil 130 is a main coil 120 ) Is additionally formed by winding a conductor.
  • the main coil 120 may be electromagnetically coupled to the core 200 to form a power factor compensation circuit.
  • the auxiliary coil 130 can effectively detect the magnetism generated during the operation of the product and utilize the sensed signal to utilize the IC drive.
  • the coil becomes a coil, and when the center core 210 and the magnetic core 220 are combined, the inductance values of the coils 120 and 130 increase and a power factor compensation circuit can be formed.
  • Copper wire copper wire may be used as the conductor.
  • the injection bobbin 100 is completely sealed by the main coil 120 and the auxiliary coil 130, and the insulation is greatly strengthened, the thickness of the base bobbin 110 and the thickness of the injection unit 140 are minimized. It is possible to produce.
  • the magnetic core 220 is coupled in a sliding manner on the side of the injection bobbin 100. Since the magnetic core 220 is an integral type rather than a vertically separated type, and has a structure of shielding itself by surrounding the outer shell of the body 141 of the injection bobbin 100, it is possible to significantly block electromagnetic waves in the circuit and block emission of electromagnetic wave EMI. have.
  • the magnetic core 220 is an integral type rather than a vertically separated type, the shape is simple and easy to manufacture.
  • the integrated magnetic core 220 is also stronger in thermal shock than the conventional method of assembling the magnetic core separated up and down with epoxy or tape.
  • the ends 120a and 130a of the coil drawn out through the upper end of one side of the injection bobbin 100 may be made of terminal pins and used as terminal portions.
  • the ends (120a, 130a) of the coil are made of terminal pins (120b, 130b) by dipping in a lead solution and can be utilized as a terminal portion (160) for power connection.
  • the ends 120a and 130a of the coil drawn out are dipping into a high temperature lead solution to make terminal pins 120b and 130b, and terminal pins 120b and 130b as shown in FIG. While being disposed in the terminal guide groove 143, it can be lowered to one side bottom of the injection bobbin 100.
  • the outer ends of the coil ends 120a and 130a of the coil into a high temperature lead solution When dipping the ends 120a and 130a of the coil into a high temperature lead solution, the outer ends of the coil ends 120a and 130a are melted in lead and disappear, and lead is attached to the copper wire without the outer shell, making it easy to make terminal pins 120b and 130b. Do.
  • lead is attached to the copper wire and the copper wire has a predetermined strength.
  • the ends of the coils 120a and 130a are attached to the copper wire while melting the outer shell so that the copper wire has a predetermined strength, and various materials can be used if there is electrical conductivity.
  • the ends of the coils 120a and 130a are made of terminal pins 120b and 130b and used as the terminal portion 160, a soldering problem is not required and connection is prevented because a soldering operation is not required to connect the end portion and the terminal portion of the coil as in the prior art. Bad problems are prevented.
  • a reinforcing pin for reinforcing strength may be bonded to the terminal pins 120b and 130b.
  • the reinforcing pin can be lowered below the injection bobbin 100 while being placed in the terminal guide groove 143 together with the terminal pins 120b and 130b after being bonded to the terminal pins 120b and 130b. In this case, since the reinforcing pins are disposed in the terminal guide grooves 143 to reinforce the terminal pins 120b and 130b, it is more effective in reinforcing the strength of the terminal pins 120b and 130b.
  • the terminal pins 120b and 130b which are lowered to one lower end of the injection bobbin 100 and protrude downward are utilized as the terminal unit 160.
  • the reinforcing pins may be applied to all terminal pins 120b and 130b made by dipping the ends 120a and 130a of the coil with high temperature lead, or may be applied only to a portion of thin copper wire as required.
  • the reinforcing pins disposed on the lower side of the injection bobbin 100 and protruding downward to the lower terminal pins 120b and 130b and the terminal guide grooves 143 to reinforce the terminal pins 120b and 130b together with high temperature lead It can be utilized as the terminal unit 160 by dipping and integrating.
  • the injection bobbin 100 includes a closing part 150 covering the ends 120a and 130a of the coil disposed in the terminal guide groove 143.
  • the closing part 150 prevents the coils 120 and 130 from being exposed to the outside of the injection bobbin 100.
  • the closing part 150 is formed by covering the terminal guide groove 143 by attaching or additionally attaching epoxy to the terminal guide groove 143 where the ends 120a and 120b of the coil made of the terminal pins 120b and 130b are inserted. can do.
  • the terminal 150 is the terminal guide groove 143 in the terminal pin (120b, 130b) and the reinforcement pin is inserted, the terminal guide groove 143 by attaching epoxy or additional injection terminal guide groove (143) It can be formed in a manner that covers.
  • the base bobbin 110 and the injection bobbin 100 are non-magnetic materials that do not affect electrical properties, and may be made of a material having high heat resistance and high voltage resistance while being an insulator.
  • the magnetic core 220 is coupled to the injection bobbin 100 in a sliding manner from the side.
  • the PFC coil device 10 forms a constant gap (GAP) at the top and bottom of the central core 210 facing the magnetic core 220.
  • the gaps (GAP) formed on the upper and lower portions of the central core 210 maximize the function of the coils 120 and 130 to reduce the air core ratio of the magnetic core 220 and improve heat generated during product operation.
  • the upper and lower gaps between the center core 210 and the magnetic core 220 prevent the vibrations of the coils 120 and 130. Do it.
  • a gap is formed in the center between the upper core and the lower core, and a heat generation problem may occur during driving. It can also be vulnerable to environmental reliability.
  • the PFC manufacturing method includes preparing the base bobbin 110 in which the coils 120 and 130 are wound, and enclosing the coils 120 and 130 wound in the base bobbin 110 so that the ends 120a and 130a of the coil are drawn out. Second injection to the base bobbin 110 to form the injection bobbin 100, and dipping the ends of the coils 120a, 130a into a lead solution to make terminal pins 120b, 130b, and terminal pins ( A step of forming the terminal portion 160 by lowering the end portions 120a and 130a of the coil made of 120b and 130b down through the terminal guide groove 143 formed on the side surface of the injection bobbin 100, and the injection bobbin 100 ) To the core (210,220).
  • the steps for preparing the coiled base bobbin are as follows.
  • the base bobbin 110 is formed by first injection so as to have a shape having a core coupling hole 112 and a winding portion 111.
  • the base bobbin 110 is provided with an upper flange portion 113 at the top, a lower flange portion 114 at the bottom, and an upper flange portion 113 and a lower flange portion based on the central core coupling hole 112.
  • the winding portion 111 is formed between 114.
  • a drawing groove 115 and a fixing part 116 are formed on one side of the upper flange 142.
  • a fixed jaw 118 is formed in the core coupling hole 112 of the base bobbin 110.
  • the main coil 120 is wound on the winding 111 of the base bobbin 110, and the auxiliary coil 130 surrounding the main coil 120 is additionally wound.
  • the ends 120a and 130a of the main coil 120 and the auxiliary coil 130 wound on the winding portion 111 are respectively drawn out to the upper portion of the upper flange portion 113 through the extraction groove 115 and then shaped like a C shape. It is inserted into the groove 117 of the phosphorus fixing part 116 and aligned.
  • the main bobbin 120 and the auxiliary coil 130 are wound and the base bobbin 110 is put into a mold and injected secondarily by an inserting method, so that the injection unit 140 receives the main coil 120 and the auxiliary coil 130. Form to wrap.
  • the ends 120a and 130a of the main coil 120 and the auxiliary coil 130 are drawn out through the upper side of one side of the injection bobbin 100.
  • the ends 120a and 130a of the main coil 120 and the auxiliary coil 130 drawn out through the upper side of one side of the injection bobbin 100 are fixed parts 116 for aligning the ends 120a and 130a of the coil. ) And spaced apart at regular intervals and withdrawn.
  • the ends 120a and 130a of the main coil 120 and the auxiliary coil 130 drawn out from the upper side of one side of the injection bobbin 100 are made into terminal pins 120b and 130b by dipping into a high temperature lead solution.
  • the hot lead solution may be a hot lead solution having a temperature of about 400 to 600°C.
  • a reinforcement pin may be fitted into the terminal guide groove 143 to be trapped by the terminal pins 120b and 130b.
  • the steps of bonding the core to the injection bobbin 100 are as follows.
  • the center core 210 is inserted into the core coupling hole 112 of the injection bobbin 100 and the magnetic core 220 is coupled by sliding on the side of the injection bobbin 100.
  • the center core 210 and the magnetic core The 220 is facing each other up and down to form a magnetic circuit.
  • the flange 142 formed protruding on one side of the injection bobbin 100 performs a stopper function to limit the sliding position of the magnetic core 220, so that the magnetic core 220 moves to the correct position corresponding to the central core 210. Can be slid.
  • the magnetic core 220 attaches the malleable portion 170 to the injection bobbin 100 before it is slidingly coupled to the injection bobbin 100, it is difficult to slide the magnetic core 220 into the injection bobbin 100. Therefore, the malleable terminal portion 170 is attached to the injection bobbin 100 after sliding coupling the magnetic core 220 to the injection bobbin 100.
  • the finishing part 150 is covered by covering the terminal guide groove 143 To form.
  • the reinforcement pins are bonded to the terminal pins 120b and 130b, the terminal pins 120b and 130b and the terminal pins 120b and 130b projecting to the lower portion of the injection bobbin 100 are connected.
  • the bonded reinforcing pin can be further utilized as an integrated terminal unit 160 by dipping the lead solution once more and attaching lead to the terminal pins 120b and 130b and the reinforcing pin.
  • the final manufactured PFC coil device 10 has a shape in which the terminal portion 160 and the malleable portion 170 protrude from the bottom anode, respectively, and the integrated magnetic core 220 is formed on the outer circumference of the injection bobbin 100 to form an injection bobbin ( 100) and the structure is tightly coupled without play.
  • the injection bobbin 100 is formed by secondary injection and is wrapped around the coil wound on the base bobbin 110, stable winding is maintained and the insulation voltage of the coils 120 and 130 is strengthened to significantly improve insulation. Can.
  • the insulation is strengthened and noise and heat are blocked due to the complete sealing of the coils 120 and 130, it is possible to form a thin thickness of the base bobbin 110 and the injection unit 140.
  • the present invention forms the appearance of the injection bobbin 100 by secondary injection after winding of the coil, uniformity is secured, and cores 210 and 220 can be tightly coupled to be fixed in position, thereby increasing structural stability.
  • the magnetic core 220 is coupled to the injection bobbin 100 in a slide manner, the assembly of the magnetic core 220 is easy and the manufacturing process of the magnetic core can be simplified. It is possible to have a very uniform quality without deviation.
  • the present invention is wound on the base bobbin 110 and dipping the ends 120a and 130a of the coil drawn from the secondary injection into lead solution to make terminal pins 120b and 130b, and making them into the terminal portions of the injection bobbin 100. Since it is utilized as (160), the bonding degree of the board (for example, the substrate) is improved and disconnection due to soldering failure is prevented, thereby increasing the operational reliability of the PFC coil device.
  • the present invention reinforces the strength of the copper wire by applying an auxiliary pin when the copper wire forming the coil is thin, it is possible to prevent bending and the like, and thus it is possible to apply the coil as a terminal.
  • the present invention can increase the driving allowable current capacity, improve copper heat generation, secure a stable winding breakdown voltage, and significantly improve insulation between the windings and the core.
  • the present invention is insulated by complete molding without impregnation process by secondary injection, it is possible to reduce the size (area) of the PFC coil device by forming a thin thickness, and attaching a tape or epoxy by applying a sliding magnetic core Since it can be omitted, it is possible to simplify the process.
  • the present invention was manufactured to a length of 43mm, width 35mm, thickness 16mm and measured electrical properties.
  • the distance between the same terminal pins was designed to be about 5 mm.
  • the inductance is higher than that of a PFC coil device that does not have double injection (primary and secondary injection) of the same specification, and the leakage is reduced by 18%, so that the DCR (drop across the output inductor) is superior. there was.
  • the PFC coil device may adopt a method in which the magnetic core is coupled up and down rather than in a sliding manner.
  • the injection bobbin 100-1 is formed with flanges 142-1 on both sides and a core coupling portion 141-1 between them. Forms. Both sides of the flange 142-1 and the core coupling portion 141-1 are portions formed by wrapping the injection unit 140 with a predetermined thickness on a base bobbin (not shown) in which the coil is wound.
  • the core coupling hole 112-1 is formed in the center of the core coupling portion 141-1.
  • the terminal guide grooves guiding the ends of the coil are symmetrically formed on both sides of the coil, so that the terminal portions 160-1 are formed on both bottoms of the injection bobbin 100-1.
  • the magnetic cores 230 and 240 include an upper core 230 and a lower core 240 that are coupled to have a constant gap on the upper and lower sides of the injection bobbin 100-1, and the upper core ( 230) and the lower core 240 may be formed in an E-shape including a cross-section portion and both leg portions vertically protruding from the cross-section portion and a central leg portion protruding vertically between both leg portions.
  • the upper core 230 and the lower core 240 have both end portions of the injection bobbin 100-1 in a state where the cross section is in close contact with the core coupling portion 141-1 on the upper or lower surface of the injection bobbin 100-1. It is in close contact with both sides and is coupled to the injection bobbin (100-1) in such a way that the central leg is inserted into the core coupling hole, so as to surround the center of the outer periphery of the injection bobbin (100-1) while being coupled to the injection bobbin (100-1). do.
  • the E-shaped upper core 230, the lower core 240, and the core coupling holes 112-1 formed in the injection bobbin 100-1 correspond to each other so that the upper core (at the outer periphery of the injection bobbin 100-1) ( 230) and the lower core 240 to be tightly coupled without play.
  • the upper core 230 and the lower core 240 are fixed by bonding with epoxy. Epoxy bonding increases water resistance, minimizes debris when broken, and facilitates crack identification.
  • the magnetic cores 230 and 240 in the vertically coupled manner have a gap formed in the center between the upper core 230 and the lower core 240, which may cause heat generation when driving, and is attached by using epoxy or the like.
  • the performance of the product is reduced, the manufacturing process is complicated, and it is also vulnerable to environmental reliability.
  • the magnetic cores 230 and 240 of the vertically coupled method are applied, it is possible to form the terminal parts 160-1 on the lower ends of both sides of the injection bobbin 100-1, so a separate malleable part for balancing (Fig. 1). It is not necessary to place the reference number 170).
  • the coil is used as a terminal and used as a terminal portion 160-1, not only a problem of poor contact due to soldering is prevented, but also the insulation of the coil is strengthened, resulting in high insulation performance and high structural stability. -1) can be provided.
  • One embodiment of the present invention is a structure in which the coil is wound by secondary injection, the end of the coil is used as a terminal portion, and the magnetic core is slidingly coupled to the injection bobbin. It is utilized as, and has a difference in that it is a structure in which the magnetic core is coupled to the injection bobbin up and down.
  • the shape of the base bobbin, the shape of the injection bobbin, and the shape of the magnetic core may be different.
  • the above-described PFC coil device can be installed in an LED drive power supply, a PC power supply, and the like to lower the power factor.
  • the above-described PFC coil device is applicable to various devices that are used by winding only the primary.

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Abstract

본 발명은 PFC 코일 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 코일(120,130)을 포함하는 사출 보빈(100)과 상기 사출 보빈(100)의 일측에 구비되고 상기 코일(120,130)의 단부를 활용하여 형성한 단자부(160)와 상기 사출 보빈(100)에 결합되는 코어(210,220)를 포함한다. 본 발명은 권선 인서트 몰딩 일체형으로 제작하여 절연 성능을 높이고, 코일의 단부를 단자부로 활용하여 납땜으로 인한 접촉 불량 문제를 방지하며, 자기 코어의 슬라이딩 결합 구조로 구조적 안정성이 높아지는 이점이 있다.

Description

ＰＦＣ 코일 장치 및 그 제조방법
본 발명은 PFC 코일 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 코일이 권선된 베이스 보빈을 인서트 사출하여 권선과 베이스 보빈을 일체형으로 형성하는 권선 인서트 몰딩 일체형 PFC 코일 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
PFC(power factor correction)는 입력 전원의 역률을 보정하여 전원 효율을 개선하고 안정적인 전원을 공급하는 역할을 한다. 입력 전원의 전류파형이 사인파가 아닌 펄스형태로 될 때 역률이 저하되며, 역률이 저하되면 전력손실이 증가하여 전력 품질을 저하시키고 에너지 비용이 상승하게 된다.
전압의 위상보다 전류의 위상이 늦게 도달하는 것이 역률 저하의 원인이므로 부하와 역률보상회로를 병렬 연결시켜 전압과 전류의 위상을 최대한 일치하도록 하면 역률을 개선하고 에너지 효율을 높일 수 있다.
그런데, 종래의 PFC는 상하로 분리된 자기 코어를 에폭시나 테이프로 조립하는 방식을 사용하므로 제조공정이 복잡하고, 내습 등 환경 신뢰성에 취약하며, 단자부 납땜으로 인한 접촉 불량 문제, 구동시 발열 문제, 부피가 큰 문제 등 여러 가지 문제가 있다.
본 발명의 목적은 코일이 권선된 베이스 보빈을 인서트 사출하여 권선과 베이스 보빈을 일체형으로 형성하는 권선 인서트 몰딩 일체형으로 제작하여 절연 성능을 높이고, 코일을 단자부로 활용하여 납땜으로 인한 접촉 불량 문제를 방지하며 구조적 안정성을 높이도록 한 PFC 코일 장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 사출 보빈과 상기 사출 보빈에 결합된 코어를 포함하고, 상기 사출 보빈은 베이스 보빈과 상기 베이스 보빈에 권선된 코일과 상기 베이스 보빈에 권선된 상기 코일을 감싸고 상기 코일의 단부가 외부로 인출되도록, 상기 베이스 보빈 및 상기 코일에 결합되어 사출된 사출부를 포함한다.
상기 베이스 보빈에는 다수 개의 인출홈이 형성되어 있고, 상기 인출홈을 통해 상기 코일의 단부가 상기 베이스 보빈의 상부로 인출된다.
상기 베이스 보빈은 상기 인출홈을 형성하는 양 측벽 중 일 측벽 선단에 형성된 고정부를 포함하고, 상기 고정부에는 상기 코일의 단부가 걸려 위치 고정된다.
상기 인출홈은 굴곡진 형상이다.
상기 사출 보빈에는 상기 코일의 단부를 배치하여 하부로 안내하는 단자 안내홈이 형성되며, 상기 단자 안내홈을 덮는 마감부를 포함한다.
상기 코일의 단부의 일부는 외피가 제거되고 납이 코팅된다.
상기 코어는 상기 사출 보빈의 외주면에 대응되는 내주면을 갖는 띠 형상으로 형성된 자기 코어를 포함한다.
상기 사출 보빈은 일측 외주면에 돌출되는 플랜지를 구비하며, 상기 자기 코어는 상기 플랜지에 접촉된다.
상기 사출 보빈은 상하로 관통 형성된 코어 결합공을 포함하고, 상기 코어는 상기 코어 결합공에 삽입된 중심 코어를 포함한다.
상기 중심 코어의 상부 및 하부와 상기 자기 코어의 사이에는 갭이 형성된다.
상기 사출 보빈은 상기 코일과 연결되지 않는 가단자부를 구비한다.
1차 사출하여 코어 결합공과 권선부가 형성되는 베이스 보빈을 형성하는 단계와 상기 베이스 보빈에 코일을 권선하는 단계와 상기 베이스 보빈에 권선된 코일을 감싸면서 상기 코일의 단부가 외부로 인출되게 상기 베이스 보빈과 상기 코일에 사출부를 2차 사출하여 사출 보빈을 형성하는 단계와 상기 코일의 단부를 상기 사출 보빈에 형성된 단자 안내홈을 통해 하부로 내리는 단계와 상기 사출 보빈에 코어를 결합하는 단계를 포함한다.
상기 코일의 단부를 단자부로 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 코일의 단부를 단자부로 형성하는 단계는, 상기 코일의 단부의 일부를 납 용액에 디핑하여 외피를 제거하면서 단자핀으로 만드는 단계를 포함한다.
상기 단자 안내홈을 덮는 마감부를 형성하는 단계를 더 포함한다.
상기 사출 보빈에 코어를 결합하는 단계는, 상기 코어 결합공에 중심 코어를 삽입하고 상기 사출 보빈의 측면에서 슬라이딩 방식으로 자기 코어를 결합하는 단계를 수행한다.
상기 사출 보빈에 코어를 결합하는 단계 후, 상기 사출 보빈에 가단자부를 부착하는 단계를 수행한다.
본 발명의 사출 보빈은 2차 사출에 의해 코일을 감싸는 구조로 되므로 안정적인 권선이 유지되고 코일의 절연이 강화되어 코일 주변의 두께를 얇게 설계할 수 있다.
따라서 본 발명은 일반적인 PFC 코일 장치 대비 면적을 줄일 수 있으면서 절연 성능 강화로 PFC 코일 장치의 성능이 향상되고, 코일의 완전 밀폐로 내습이 강화되어 제품 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 코일의 단부를 납 용액에 디핑하여 단자핀으로 만들고 단자부로 활용하므로 납땜으로 인한 접촉 불량 문제가 방지될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 자기 코어가 일체형 형상으로 되고 사출 보빈에 슬라이딩 방식으로 결합되므로, 자기 코어 조립이 용이해지고 제조 공정이 단순화될 뿐만 아니라 자기 코어의 조립이 편차 없이 균일한 품질 특성을 갖도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 PFC 코일 장치를 보인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 PFC 코일 장치를 보인 투시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 PFC 코일 장치를 보인 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 베이스 보빈을 보인 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 베이스 보빈을 보인 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 사출 보빈을 보인 사시도이다.
도 7은 도 3을 B-B 방향으로 자른 부분을 보인 사시도이다.
도 8은 도 1의 A-A 단면을 보인 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 PFC 코일 장치를 제조하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 사출 보빈을 보인 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 사출 보빈에 자기 코어가 상하 결합된 모습을 보인 단면도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바에 의하면, 본 발명의 실시예에 따른 PFC 코일 장치(10)는 사출 보빈(100), 단자부(160) 및 코어(200)를 포함한다.
사출 보빈(100)은 코일(120,130)을 포함한다. 사출 보빈(100)은 코일(120,130)을 물리적으로 단단히 감고 외부와 전기적으로 절연한다.
단자부(160)는 사출 보빈(100)의 일측 하단에 구비된다. 단자부(160)는 코일(120,130)의 단부를 활용하여 형성한다.
사출 보빈(100)에서 단자부(160)가 구비된 위치와 마주하는 타측 하단에는 단자부(160)와 밸런스를 맞추기 위한 가단자부(170)가 구비된다. 가단자부(170)는 사출 보빈(100)에 끼움 결합, 부착 등의 방법으로 고정될 수 있다. 가단자부(170)는 단자부(160)와 밸런스를 맞추어 단자부(160)의 보드(기판) 결합도를 향상시킨다.
단자부(160)는 전원이 연결되고 가단자부(170)는 전원이 연결되지 않는다.
실시예에서, 단자부(160)는 코일(120,130)과 연결되고, 가단자부(170)는 코일(120,130)과 연결되지 않는다.
코어(200)는 사출 보빈(100)에 결합된다. 사출 보빈(100)에 결합된 코어(200)는 코일(120,130)과 전자기 결합하여 승압회로를 구성함으로써 입력된 전압을 더 높게 변환하여 역률을 개선하는 역할을 할 수 있다.
코일(120,130)은 1차만 권선한다. 코일(120,130)은 주코일(120)과 보조코일(130)을 포함한다(도 8 참조). 주코일(120)은 코어(200)와 전자기 결합하여 승압(또는 강압)회로를 구성하고, 보조코일(130)은 큰 부하시 자력을 보충하여 전원 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 주코일(120)의 권선수는 입력 전압에 비례하여 결정할 수 있다. 코일은 주코일(120)과 보조코일(130)을 포함하는 것이 효율면에서 바람직하나, 주코일(120)만 포함할 수도 있다.
코어(200)는 강한 자속을 얻을 수 있는 강자성 물질로 이루어진다. 코어(200)를 이루는 강자성 물질은 높은 주파수에서 손실이 적은 페라이트 코어를 사용할 수 있으며, 예를 들어, Mn-Zn 페라이트 코어를 사용할 수 있다.
주코일(120)의 단부를 활용하여 형성한 단자핀(120b)과 보조코일(130)의 단부를 활용하여 형성한 단자핀(130b)은 사출 보빈(100)의 일측 하단에서 하부로 돌출되어 전원 연결을 위한 단자부(160)가 된다. 실시예에서 단자부(160)는 4핀 단자로 된다. 단자부(160)는 PFC 코일 장치(10)의 용량, 용도 등에 따라 권선되는 코일수에 의해 2핀 단자 또는 6핀 단자로 구성할 수도 있다.
도 3에 도시된 바에 의하면, PFC 코일 장치(10)는 사출 보빈(100)에 중심 코어(210)와 자기 코어(220)를 결합하여 구성한다. 사출 보빈(100)은 대략 중앙에 상하로 관통 형성된 코어 결합공(112)을 구비하며, 코어 결합공(112)에 중심 코어(210)를 삽입식으로 결합한다. 자기 코어(220)는 사출 보빈(100)의 측면에서 슬라이딩 방식으로 결합한다. 자기 코어(220)는 사출 보빈(100)의 외주면에 대응되는 내주면을 갖는 띠 형상으로 형성된다. 실시예에서 자기 코어(220)는 중앙에 사출 보빈(100)의 외주면에 대응되는 관통공(221)을 갖는 'ㅁ'자 형상으로 된다.
사출 보빈(100)의 코어 결합공(112)에 중심 코어(210)가 삽입되고 사출 보빈(100)의 측면에서 자기 코어(220)가 슬라이딩 방식으로 결합되면, 중심 코어(210)와 자기 코어(220)는 상하 서로 마주보게 되고 자성회로를 형성할 수 있다.
자기 코어(220)는 상하 분리되지 않는 일체형 형상으로 되어 자체 차폐 구조를 완벽하게 구현할 수 있다. 또한 자기 코어(220)는 사출 보빈(100)의 측면에서 슬라이딩 방식으로 결합하므로, 조립이 편차 없이 매우 균일하여 효율을 증가시킬 수 있다.
코어 결합공(112)과 중심 코어(210)는 가장자리가 라운드진 기둥 형상으로 형성된다. 중심 코어(210)는 코어 결합공(112)의 단면에 대응되는 형상으로 형성된다. 중심 코어(210)의 라운드진 가장자리 형상은 자속 분포를 고르게 하여 자속 손실을 줄여 효율을 증가시킨다.
중심 코어(210)의 높이는 코어 결합공(112)의 높이에 비해 상대적으로 낮다. 이는 자기 코어(220)와 마주하는 중심 코어(210)의 상부와 하부에 일정한 갭(GAP)을 형성한다. 갭(GAP)은 인덕턴스 값의 조정을 위해 필요할 수 있다.
사출 보빈(100)은 자기 코어(220)가 측면에서 슬라이딩 결합되며 코어 결합공(112)이 형성된 몸체(141)와 자기 코어(220)가 정확한 위치로 슬라이딩될 수 있도록 몸체(141)의 일측 외주면을 둘러 일정한 폭만큼 돌출되는 플랜지(142)를 구비한다. 자기 코어(220)는 몸체(140)에 결합되면 측면이 플랜지(142)와 접촉된다.
플랜지(142)는 사출 보빈(100)에서 몸체(141)의 일측 외주를 둘러서만 형성된다. 이는 플랜지(142)가 형성된 부분의 반대편 위치에 해당하는 몸체(141)를 통해서 자기 코어(220)를 슬라이딩 결합할 수 있도록 하기 위함이다.
사출 보빈(100)은 몸체(141)와 플랜지(142)를 포함하는 사출부(140)가 외관을 형성한다. 구체적으로, 사출 보빈(100)은 코일(120,130)이 권선된 베이스 보빈(110)에 사출한 사출부(140)가 외관을 형성한다.
사출부(140)는 베이스 보빈(110)에 권선된 코일(120,130)을 감싸면서 코일(120,130)의 단부가 외부로 인출되도록 베이스 보빈(110)에 사출된 부분이다. 사출 보빈(100)은 몸체(141)의 가장자리가 라운드지게 형성되어 자기 코어(220)의 측면 삽입이 용이하도록 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 베이스 보빈(110)은 코일이 권선되는 권선부(111)와 권선부(111)의 중앙을 상하 관통하는 코어 결합공(112)을 구비한다. 베이스 보빈(110)은 권선부(111)의 상단과 하단에 외경 방향으로 확장되어 형성되는 상부 플랜지부(113)와 하부 플랜지부(114)를 구비한다. 상부 플랜지부(113)와 하부 플랜지부(114)의 사이 권선부(111)에 코일(도 8의 도면부호 120,130 참조)이 권선된다.
권선부(111)가 상부 플랜지부(113) 및 하부 플랜지부(114)와 연결되는 부분은 라운드지게 형성하여(R각을 형성하여) 내압을 개선한다. 내압은 높은 전압이 가해졌을 때 터지지 않고 견디는 정도를 의미한다. R각 형성은 사출 후 내부 공극을 없앰으로써 강도 보강에 따른 내압 개선의 효과를 갖는다.
베이스 보빈(110)은 인출홈(115)과 고정부(116)를 구비한다.
인출홈(115)은 권선부(111)에 권선되는 코일(120,130)의 각 단부를 삽입시켜 베이스 보빈(110)의 상부로 인출하기 위한 홈이다. 인출홈(115)은 상부 플랜지부(113)의 일측에서 내측 방향으로 요입 형성되고 상하로 개구된 다수 개로 형성된다.
고정부(116)는 상부 플랜지부(113)의 상부로 인출한 코일(120,130)의 각 단부를 배치시켜 일정 간격으로 위치 정렬한다. 고정부(116)는 인출홈(115)의 입구에 배치되어 인출홈(115)의 입구를 인출홈(115)의 말단과 어긋난 위치가 되게 하여 각 코일의 단부(120a,130a)가 고정부(116)에 걸어질 수 있도록 한다. 고정부(116)는 권선부(111)에 권선된 코일의 단부(120a,130a)를 위치 고정할 수 있는 C자 형상의 홈(117)을 갖는 형상으로 된다.
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 고정부(116)는 굴곡진 형상의 인출홈(115)을 형성하는 양 측벽 중 일 측벽 선단에 입구와 나란하게 형성된다. 고정부(116)는 C자 형상의 홈(117)을 구비하여, 입구를 통해 인출홈(115)에 삽입된 각 코일의 단부(120a,130a)를 걸어 C자 형상의 홈(117)에 위치 정렬할 수 있다.
코일의 단부(120a,130a)는 인출홈(115)에 끼워지고 고정부(116)에 걸어지면서 고정부(116)의 C자형 홈(117)에 안착되어 위치 고정된다. 이를 위해 인출홈(115)은 입구와 말단의 위치가 어긋나도록 굴곡진 형상이며, 인출홈(115)의 말단과 고정부(116)는 일직선상에 배치된다.
고정부(116)는 베이스 보빈(110)의 상부 플랜지부(113)의 일측에 다수개가 구비되어 코일의 단부(120a,130a)를 걸어 위치 고정한다. 고정부(116)는 일정 간격을 두고 배치되어 단자핀이 될 코일의 단부들(120a,130a) 간의 절연 거리가 유지될 수 있도록 한다. 인출홈(115) 및 고정부(116)의 개수는 권선부(111)에 권선되는 코일(120,130)의 개수의 2배가 구비된다. 실시예에서는 주코일(120)과 보조코일(130)의 2개의 코일이 권선부(111)에 권선되므로 인출홈(115)과 고정부(116)는 4개가 구비된다.
베이스 보빈(110)의 코어 결합공(112)에는 중심 코어(210)의 삽입 위치를 고정하는 고정턱(118)이 돌출 형성된다. 고정턱(118)은 코어 결합공(112)에 삽입되는 중심 코어(210)의 저면을 지지하여 중심 코어(210)가 코어 결합공(112)의 높이를 기준으로 중간 지점에 위치할 수 있도록 한다. 고정턱(118)은 중심 코어(210)의 저면을 지지하여 중심 코어(210)가 코어 결합공(112) 내에서 일정 위치에 위치하도록 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 베이스 보빈(110)을 금형에 넣고 2차 사출하면 사출 보빈(100)의 외관이 형성된다. 1차 사출은 베이스 보빈(110)을 형성하는 것이다. 2차 사출은 베이스 보빈(110)에 코일(120,130)을 감싸는 사출부(140)를 형성하는 것이다. 베이스 보빈(110)을 2차 사출하면 사출 보빈(100)이 된다. 사출 보빈(100)은 베이스 보빈(110)과 사출부(140)를 포함한다.
베이스 보빈(110)의 권선부(111)에 권선된 코일(120,130)은 사출부(140)에 의해 감싸져 외부로 노출되지 않는다. 그리고 베이스 보빈(110)에 권선된 코일의 단부(120a,130a)는 사출 보빈(100)의 일측 상부를 통해 외부로 인출된다. 코일의 단부(120a,130a)는 고정부(116)에 의해 일정 간격 이격되고 위치 정렬된 상태로 인출된다. 베이스 보빈(110)에 코일(120,130)을 권선한 다음, 사출에 의해 사출 보빈(100)의 외관을 형성하면 두께의 균일성이 확보될 수 있다.
사출 보빈(100)은 코일의 단부(120a,130a)가 인출된 일측면에 단자 안내홈(143)을 구비한다. 단자 안내홈(143)은 코일의 단부(120a,130a)를 위치 고정하기 위한 것이다. 단자 안내홈(143)은 상하 방향으로 형성되며 요입된 형상이고 하부는 개구된 형상이며 일정 간격 이격된 다수 개로 형성된다. 사출 보빈(100)의 일측 상부에서 외부로 인출된 코일의 단부(120a,130a)가 단자 안내홈(143)을 통해 사출 보빈(100)의 일측 하단으로 내려질 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 사출 보빈(100)은 베이스 보빈(110) 및 베이스 보빈(110)에 2차 사출되는 사출부(140)를 포함한다. 사출부(140)는 코일(120,130)을 감싸도록 베이스 보빈(110) 및 코일(120,130)에 결합되어 사출된다.
사출 보빈(100)은 베이스 보빈(110)과 베이스 보빈(110)에 2차 사출되는 사출부(140)의 접합면이 계단 형상을 이룬다. 베이스 보빈(110)과 사출부(140)의 계단 형상 접합은 베이스 보빈(110)과 사출부(140) 사이에 내장되는 코일(120,130)의 외부 절연 전압을 강화한다. 또한 사출부(140)가 코일(120,130)의 사이 틈에 채워지므로 안정적인 권선이 유지되고 절연성이 대폭 향상될 수 있다.
베이스 보빈(110)은 2차 사출시 베이스 보빈(110)과 사출부(140)의 접합면이 계단 형상을 이루도록 단부측이 단차를 갖는 2단 구조로 되는 것이 바람직하다. 단차진 구조는 2차 사출 후 살(접촉면적) 보강에 따른 내압을 개선하는 효과가 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 사출 보빈(100)은 일측을 플랜지(142)가 형성하고 반대되는 타측을 몸체(141)가 형성한다. 몸체(141)에 자기 코어(220)가 슬라이딩 방식으로 결합된다. 플랜지(142)는 베이스 보빈(110)의 일측의 상부 플랜지부(113)와 하부 플랜지부(114) 부분을 사출부(140)가 소정 두께로 감싸져 형성되는 부분이다.
코어 결합공(112)은 베이스 보빈(110)의 중앙 부분에 형성된 코어 결합공(112)과 동일한 구성이며, 코어 결합공(112)에 중심 코어(210)가 삽입식으로 결합된다. 코어 결합공(112)의 폭 및 높이는 코어 결합공(112)에 결합되는 중심 코어(210)의 크기를 고려하여 미리 설계된다.
코일(120,130)은 주코일(120)과 보조코일(130)을 포함한다, 주코일(120)은 권선부(111)에 도선을 수 회이상 감아 형성하며, 보조코일(130)은 주코일(120)의 외부에 추가로 도선을 감아 형성한다. 주코일(120)은 코어(200)와 전자기 결합하여 역률보상회로를 구성할 수 있다. 보조코일(130)은 제품의 동작시 발생하는 자성을 효과적으로 감지하고 감지된 신호를 활용하여 IC 드라이드를 활용하는 용도로 사용할 수 있다.
권선부(111)에 도선을 둥글게 감으면 코일이 되고 여기에 중심 코어(210)와 자기 코어(220)를 결합하면 코일(120,130)의 인덕턴스 값이 증가하고 역률보상회로를 구성할 수 있다. 도선은 동선(구리선)을 사용할 수 있다.
사출 보빈(100)은 주코일(120)과 보조코일(130)의 완전 밀폐로 내습이 가능하고 절연이 대폭 강화되므로, 베이스 보빈(110)의 두께, 사출부(140)의 두께를 최소로 하여 제작하는 것이 가능하다.
자기 코어(220)는 사출 보빈(100)의 측면에서 슬라이딩 방식으로 결합된다. 자기 코어(220)는 상하 분리되는 방식이 아닌 일체형이고 사출 보빈(100)의 몸체(141)의 외각을 둘러 자체 차폐하는 구조이므로 회로 내의 전자파를 획기적으로 차단할 수 있고, 전자파 EMI의 방출을 차단할 수 있다.
또한, 자기 코어(220)는 상하 분리되는 방식이 아닌 일체형이므로 형상이 단순하여 제조가 용이하다. 이러한 일체형 자기 코어(220)는 종래 상하 분리된 자기 코어를 에폭시나 테이프로 조립하는 방식에 비해 열 충격에도 강하다.
한편, 사출 보빈(100)의 일측 상단을 통해 외부로 인출된 코일의 단부(120a,130a)는 단자핀으로 만들어 단자부로 활용할 수 있다. 구체적으로 코일의 단부(120a,130a)는 납 용액에 디핑하여 단자핀(120b,130b)으로 만들고 전원 연결을 위한 단자부(160)로 활용할 수 있다.
더 상세하게는, 도 6과 같이 외부로 인출된 코일의 단부(120a,130a)를 고온 납 용액에 디핑하여 단자핀(120b,130b)으로 만들고, 도 7과 같이 단자핀(120b,130b)을 단자 안내홈(143)에 배치하면서 사출 보빈(100)의 일측 하단으로 내릴 수 있다.
코일의 단부(120a,130a)를 고온 납 용액에 디핑하면 코일의 단부(120a,130a)의 외피가 납에 녹아 없어지고 외피가 없어진 동선에 납이 부착되므로 단자핀(120b,130b)으로 만들기 용이하다. 또한 코일의 단부(120a,130a)를 고온 납 용액에 디핑하면 동선에 납이 부착되면서 동선이 소정의 강도를 갖게 된다. 코일의 단부(120a,130a)는 고온 납 외에도 외피를 녹이면서 동선에 부착되어 동선이 소정의 강도를 갖도록 할 수 있는 물질이고 전기 전도성이 있으면 다양한 물질이 사용 가능하다.
코일의 단부(120a,130a)를 단자핀(120b,130b)으로 만들어 단자부(160)로 활용하면 종래와 같이 코일의 단부와 단자부를 연결하기 위한 납땜 작업이 필요하지 않으므로 납땜 불량 문제가 방지되고 접속 불량 문제가 방지된다.
도시하지는 않았지만, 단자핀(120b,130b)에 강도 보강을 위한 보강핀을 접합할 수 있다. 코일(120,130)의 동선이 얇은 경우 단자부(160)의 역할을 하기에는 휨 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 단자핀(120b,130b)에 보강핀을 접합하여 강도를 보강함으로써 단자부의 휨 변형 등을 방지할 수 있다. 보강핀은 단자핀(120b,130b)에 접합한 후 단자핀(120b,130b)과 함께 단자 안내홈(143)에 배치하면서 사출 보빈(100)의 아래로 내릴 수 있다. 이 경우, 보강핀이 단자 안내홈(143)에 배치되면서 단자핀(120b,130b)을 보강하므로 단자핀(120b,130b)의 강도 보강에 보다 효과적이다.
사출 보빈(100)의 일측 하단으로 내려져 하부로 돌출되는 단자핀(120b,130b)이 단자부(160)로 활용된다. 보강핀은 코일의 단부(120a,130a)를 고온 납에 디핑하여 만든 모든 단자핀(120b,130b)에 적용할 수도 있고, 필요에 따라 동선이 얇은 일부에만 적용할 수도 있다.
또는, 사출 보빈(100)의 일측 하단으로 내려져 하부로 돌출되는 단자핀(120b,130b)과 단자 안내홈(143)에 배치되어 단자핀(120b,130b)을 보강하는 보강핀은 함께 고온 납에 디핑하여 일체화함으로써 단자부(160)로 활용할 수 있다.
도 3 및 도 6을 참조하면, 사출 보빈(100)은 단자 안내홈(143)에 배치된 코일의 단부(120a,130a)를 덮는 마감부(150)를 포함한다. 마감부(150)는 사출 보빈(100)의 측면에서 코일(120,130)이 외부로 노출되지 않도록 한다. 마감부(150)는 단자핀(120b,130b)으로 만든 코일의 단부(120a,120b)가 삽입된 단자 안내홈(143)에 에폭시 부착하거나 추가 사출하여 단자 안내홈(143)을 덮는 방식으로 형성할 수 있다.
또는, 마감부(150)는 단자 안내홈(143)에 단자핀(120b,130b)과 보강핀이 삽입된 상태에서, 단자 안내홈(143)에 에폭시 부착하거나 추가 사출하여 단자 안내홈(143)을 덮는 방식으로 형성할 수 있다. 베이스 보빈(110)과 사출 보빈(100)은 전기적 특성에 영향을 주지 않는 비자성체이고 절연체이면서 고내열성과 고내전압성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다.
사출 보빈(100)의 코어 결합공(112)에 중심 코어(210)가 삽입된 상태에서, 사출 보빈(100)에 자기 코어(220)가 측면에서 슬라이딩 방식으로 결합된다.
도 8에 도시된 바와 같이, PFC 코일 장치(10)는 자기 코어(220)와 마주하는 중심 코어(210)의 상부와 하부에 일정한 갭(GAP)을 형성한다. 중심 코어(210)의 상부와 하부에 형성되는 갭(GAP)은 코일(120,130)의 기능을 최대화하여 자기 코어(220)의 공심율을 줄이고 제품 작동시 발생하는 열을 개선한다. 높은 주파수를 사용할수록 코일(120,130)의 미세한 진동에 따라서 발진하는 주파수가 변동할 가능성이 큰데, 중심 코어(210)와 자기 코어(220)의 사이 상하 갭이 코일(120,130)의 진동을 막아주는 역할을 한다.
자기 코어가 상하 결합되는 방식의 경우, 상부 코어와 하부 코어의 사이 중심에 갭이 형성되어 구동시 발열 문제가 발생할 수 있고, 에폭시 등을 이용하여 부착하므로 제품의 성능이 저하되고 제조 공정도 복잡하며 환경 신뢰성에도 취약할 수 있다.
이하에서는 본 발명 실시예의 PFC 코일 장치 제조방법에 대해 설명하기로 한다.
PFC 제조방법은 코일(120,130)이 권선된 베이스 보빈(110)을 준비하는 단계와, 베이스 보빈(110)에 권선된 코일(120,130)을 감싸면서 코일의 단부(120a,130a)가 외부로 인출되게 베이스 보빈(110)에 2차 사출하여 사출 보빈(100)을 형성하는 단계와, 코일의 단부(120a,130a)를 납 용액에 디핑하여 단자핀(120b,130b)으로 만드는 단계와, 단자핀(120b,130b)으로 만든 코일의 단부(120a,130a)를 사출 보빈(100)의 측면에 형성되는 단자 안내홈(143)을 통해 아래로 내려 단자부(160)로 형성하는 단계와, 사출 보빈(100)에 코어(210,220)를 결합하는 단계를 포함한다.
코일이 권선된 베이스 보빈을 준비하는 단계는 다음과 같다.
도 9에 도시된 바와 같이, 베이스 보빈(110)은 코어 결합공(112)과 권선부(111)를 구비하는 형상을 갖도록 1차 사출하여 형성한다. 베이스 보빈(110)은 중앙의 코어 결합공(112)을 기준으로 상부에 상부 플랜지부(113)가 구비되고 하부에 하부 플랜지부(114)가 구비되며, 상부 플랜지부(113)와 하부 플랜지부(114)의 사이를 권선부(111)가 형성한다. 그리고 상부 플랜지(142)의 일측에는 인출홈(115)과 고정부(116)가 형성된다. 베이스 보빈(110)의 코어 결합공(112)에는 고정턱(118)이 형성된다.
베이스 보빈(110)의 권선부(111)에 주코일(120)을 권선하고 주코일(120)을 감싸는 보조코일(130)을 추가로 권선한다. 권선부(111)에 권선된 주코일(120)과 보조코일(130)의 단부(120a,130a)는 각각 인출홈(115)을 통해 상부 플랜지부(113)의 상부로 인출한 다음 C자 형상인 고정부(116)의 홈(117)에 끼워 위치 정렬시킨다.
다음으로 주코일(120)과 보조코일(130)이 권선된 베이스 보빈(110)을 금형에 넣고 인서트 방식으로 2차 사출하여 사출부(140)가 주코일(120)과 보조코일(130)을 감싸도록 형성한다.
2차 사출 후, 주코일(120)과 보조코일(130)의 단부(120a,130a)는 사출 보빈(100)의 일측 상부를 통해 외부로 인출된다. 사출 보빈(100)의 일측 상부를 통해 외부로 인출된 주코일(120)과 보조코일(130)의 단부(120a,130a)는, 코일의 단부(120a,130a)를 위치 정렬하는 고정부(116)에 의해 일정 간격 이격되고 정렬된 상태로 인출된다.
사출 보빈(100)의 일측 상부에서 외부로 인출된 주코일(120)과 보조코일(130)의 단부(120a,130a)는 고온 납 용액에 디핑하여 단자핀(120b,130b)으로 만든다. 고온 납 용액은 약 400~600℃ 온도의 고온 납 용액일 수 있다.
다음으로 납이 부착되어 소정의 강도를 갖게 된 단자핀(120b,130b)을 절곡하여 단자 안내홈(143)에 삽입하면서 사출 보빈(100)의 일측 하단으로 내린다. 이때 단자핀(120b,130b)의 강도를 더 보강하기 위해 단자 안내홈(143)에 보강핀을 끼워 단자핀(120b,130b)에 덫댈 수 있다.
사출 보빈(100)에 코어를 결합하는 단계는 다음과 같다.
사출 보빈(100)의 코어 결합공(112)에 중심 코어(210)를 삽입하고 사출 보빈(100)의 측면에서 슬라이딩 방식으로 자기 코어(220)를 결합한다. 사출 보빈(100)의 코어 결합공(112)에 중심 코어(210)를 삽입하고, 사출 보빈(100)의 측면에서 자기 코어(220)를 슬라이딩 방식으로 결합하면, 중심 코어(210)와 자기 코어(220)는 상하 서로 마주보게 되고 자성회로를 형성하게 된다.
이때, 사출 보빈(100)의 일측에 돌출 형성된 플랜지(142)가 자기 코어(220)의 슬라이딩 위치를 제한하는 스토퍼 기능을 수행하므로 자기 코어(220)가 중심 코어(210)와 대응되는 정확한 위치로 슬라이딩될 수 있다.
사출 보빈(100)에 자기 코어(220)를 슬라이딩 결합하는 단계 후, 단자부(160)가 구비된 위치와 마주하는 사출 보빈(100)의 타단에 단자부(160)와 밸런스를 맞추기 위한 가단자부(170)를 부착한다. 자기 코어(220)가 사출 보빈(100)에 슬라이딩 결합되기 전 사출 보빈(100)에 가단자부(170)를 부착하면 자기 코어(220)를 사출 보빈(100)에 슬라이딩 결합하기 어렵다. 따라서 가단자부(170)는 자기 코어(220)를 사출 보빈(100)에 슬라이딩 결합한 후 사출 보빈(100)에 부착한다.
다음으로, 사출 보빈(100)의 측면에서 단자핀(120b,130b)이 노출되지 않도록 단자 안내홈(143)에 에폭시 부착하거나 추가 사출하여 단자 안내홈(143)을 덮는 방식으로 마감부(150)를 형성한다.
마감부(150)를 형성한 후, 단자핀(120b,130b)에 보강핀이 접합된 경우 사출 보빈(100)의 하부로 돌출된 단자핀(120b,130b)과 단자핀(120b,130b)에 접합된 보강핀을 한 번 더 납 용액에 디핑하여 단자핀(120b,130b)과 보강핀에 납을 부착함으로써 일체화된 단자부(160)로 활용할 수 있다.
최종 제조된 PFC 코일 장치(10)는 저면 양극에서 단자부(160)와 가단자부(170)가 각각 돌출된 형상을 갖고, 사출 보빈(100)의 외주에 일체형의 자기 코어(220)가 사출 보빈(100)과 유격없이 밀착 결합된 구조가 된다.
이하 본 발명의 작용을 설명하기로 한다.
본 발명은 사출 보빈(100)이 2차 사출로 형성되고 베이스 보빈(110)에 권선된 코일을 감싸는 구조로 되므로, 안정적인 권선이 유지되고 코일(120,130)의 절연 전압이 강화되어 절연성을 대폭 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 코일(120,130)의 완전 밀폐로 절연이 강화되고 소음 및 발열이 차단되므로, 베이스 보빈(110)과 사출부(140)의 두께를 얇게 형성하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은 코일의 권선 후 2차 사출에 의해 사출 보빈(100)의 외관을 형성하므로 균일성이 확보되고, 코어(210,220)가 위치 고정 가능하게 밀착 결합될 수 있어 구조적 안정성이 높아진다.
또한, 본 발명은 자기 코어(220)가 사출 보빈(100)에 슬라이드 방식으로 결합되므로 자기 코어(220)의 조립이 용이하고 자기 코어 제조 공정을 단순화할 수 있으며, 자기 코어(220)의 조립이 편차 없이 매우 균일한 품질을 갖도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 베이스 보빈(110)에 권선되고 2차 사출에서 인출된 코일의 단부(120a,130a)를 납 용액에 디핑하여 단자핀(120b,130b)으로 만들고 이를 사출 보빈(100)의 단자부(160)로 활용하므로 보드(예: 기판) 결합도가 향상되고 납땜 불량으로 인한 단선이 방지되어 PFC 코일 장치의 작동 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 코일을 형성하는 동선이 얇은 경우 보조핀을 적용하여 동선의 강도를 보강하므로 휨 등의 방지가 가능하여 코일을 단자로 적용하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은 구동 허용 전류 용량을 상승시킬 수 있고, 동선 발열을 개선할 수 있으며, 안정적인 권선 내압을 확보할 수 있고, 권선 및 코어 간 절연성을 대폭 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 2차 사출에 의해 함침 공정 없이 완전 몰딩으로 절연 처리되므로, 두께를 얇게 형성하여 PFC 코일 장치의 사이즈(면적)를 감소시킬 수 있고, 슬라이딩 자기 코어 적용으로 테이프나 에폭시 부착 과정이 생략될 수 있어 공정 단순화가 가능한 이점이 있다.
본 발명은 길이 43mm, 폭 35mm, 두께 16mm로 제작하고 전기적 특성을 측정하였다. 동일 단자핀 간 거리는 약 5mm로 설계하였다.
측정 결과, 인덕턴스(inductance)가 동일한 사양의 2중 사출(1차, 2차 사출)하지 않은 PFC 코일 장치대비 높고, 누설은 18% 정도 감소되어 DCR(drop across the output inductor)이 우월함을 확인할 수 있었다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, PFC 코일 장치는 자기 코어가 슬라이딩 결합되는 방식이 아닌 상하 결합되는 방식을 채용할 수 있다.
자기 코어가 상하 결합되는 방식을 채용하는 경우, 도 10에 도시된 바와 같이, 사출 보빈(100-1)은 양측을 플랜지(142-1)가 형성하며 그 사이를 코어 결합부(141-1)가 형성한다. 양측 플랜지(142-1)와 코어 결합부(141-1)는 코일이 권선된 베이스 보빈(미도시)에 사출부(140)가 소정 두께로 감싸져 형성되는 부분이다. 코어 결합부(141-1)의 중앙에는 코어 결합공(112-1)이 형성된다.
다른 실시예의 베이스 보빈은 일 실시예와 대비하여 코일의 단부를 안내하는 단자 안내홈이 양측에 대칭되게 형성하여 단자부(160-1)를 사출 보빈(100-1)의 양측 하단에 형성되게 한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 자기 코어(230,240)는 사출 보빈(100-1)의 상측과 하측에서 일정한 갭을 갖도록 결합되는 상부 코어(230)와 하부 코어(240)를 포함하며, 상부 코어(230)와 하부 코어(240)는 단면부와 단면부로부터 수직으로 돌출되는 양측 다리부와 양측 다리부의 사이에서 수직으로 돌출되는 중앙 다리부를 포함하는 E자 형상으로 형성될 수 있다.
상부 코어(230)와 하부 코어(240)는 단면부가 사출 보빈(100-1)의 상면 또는 하면의 코어 결합부(141-1)에 밀착된 상태에서 양측 다리부가 사출 보빈(100-1)의 양측면에 밀착되고 중앙 다리부가 코어 결합공에 삽입되는 방식으로 사출 보빈(100-1)에 결합되며, 사출 보빈(100-1)에 결합된 상태에서 사출 보빈(100-1)의 외주 중앙을 감싸게 된다.
E자 형상인 상부 코어(230)와 하부 코어(240), 사출 보빈(100-1)에 형성된 코어 결합공(112-1)은 상호 대응되어 사출 보빈(100-1)의 외주에 상부 코어(230)와 하부 코어(240)가 유격없이 밀착 결합되게 한다. 상부 코어(230)와 하부 코어(240)는 에폭시로 본딩하여 고정한다. 에폭시 본딩은 방수성을 높이고 파손시 파편이 최소화되고 크랙 확인도 용이하게 한다.
단, 상하 결합되는 방식의 자기 코어(230,240)는 상부 코어(230)와 하부 코어(240)의 사이 중심에 갭이 형성되어 구동시 발열 문제가 발생할 수 있고, 에폭시 등을 이용하여 부착하므로 일 실시예에 비해 제품의 성능이 저하되고 제조 공정도 복잡하며 환경 신뢰성에도 취약한 단점이 있다.
그러나, 상하 결합되는 방식의 자기 코어(230,240)를 적용하면, 단자부(160-1)를 사출 보빈(100-1)의 양측 하단에 형성하는 것이 가능하므로 밸런스를 맞추기 위한 별도의 가단자부(도 1의 도면 부호 170)를 두지 않아도 된다.
다른 실시예의 경우도 코일을 단자로 활용하여 단자부(160-1)로 사용하므로 납땜으로 인한 접촉 불량 문제가 방지될 뿐 아니라 코일의 절연이 강화되어 절연 성능이 높고 구조적 안정성이 높은 PFC 코일 장치(10-1)를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 2차 사출하여 코일을 감싸고 코일의 단부를 단자부로 활용하며 자기 코어를 사출 보빈에 슬라이딩 결합하는 구조이며, 다른 실시예는 2차 사출하여 코일을 감싸고 코일의 단부를 단자부로 활용하며, 자기 코어를 사출 보빈에 상하 결합하는 구조인 점에서 차이가 있다.
일 실시예와 다른 실시예는 자기 코어가 사출 보빈에 결합하는 방식에 차이가 있고 나머지 구성을 동일하게 적용되는 것이 바람직하다. 그에 따라 일 실시예와 다른 실시예는 베이스 보빈의 형상 및 사출 보빈의 형상, 자기 코어의 형상에 차이가 있을 수 있다.
상술한 PFC 코일 장치는 LED 드라이브 전원장치, PC의 파워서플라이 등에 설치하여 역률을 낮출수 있다. 상술한 PFC 코일 장치는 PFC 이외에도 1차만 권선하여 사용하는 다양한 장치들에 적용 가능하다.
본 발명은 도면과 명세서에 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명은 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 권리범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 사출 보빈; 및
    상기 사출 보빈에 결합된 코어;
    를 포함하고,
    상기 사출 보빈은,
    베이스 보빈;
    상기 베이스 보빈에 권선된 코일; 및
    상기 베이스 보빈에 권선된 상기 코일을 감싸고 상기 코일의 단부가 외부로 인출되도록, 상기 베이스 보빈 및 상기 코일에 결합되어 사출된 사출부;
    를 포함하는 PFC 코일 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 보빈에는 다수 개의 인출홈이 형성되어 있고, 상기 인출홈을 통해 상기 코일의 단부가 상기 베이스 보빈의 상부로 인출된 PFC 코일 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 베이스 보빈은 상기 인출홈을 형성하는 양 측벽 중 일 측벽 선단에 형성된 고정부를 포함하고, 상기 고정부에는 상기 코일의 단부가 걸려 위치 고정되는 PFC 코일 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 인출홈은 굴곡진 형상인 PFC 코일 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 사출 보빈에는 상기 코일의 단부를 배치하여 하부로 안내하는 단자 안내홈이 형성되며,
    상기 단자 안내홈을 덮는 마감부를 포함하는 PFC 코일 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 코일의 단부의 일부는 외피가 제거되고 납이 코팅된 PFC 코일 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 코어는 상기 사출 보빈의 외주면에 대응되는 내주면을 갖는 띠 형상으로 형성된 자기 코어를 포함하는 PFC 코일 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 사출 보빈은 일측 외주면에 돌출되는 플랜지를 구비하며, 상기 자기 코어는 상기 플랜지에 접촉된 PFC 코일 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 사출 보빈은 상하로 관통 형성된 코어 결합공을 포함하고,
    상기 코어는 상기 코어 결합공에 삽입된 중심 코어를 포함하는 PFC 코일 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 중심 코어의 상부 및 하부와 상기 자기 코어의 사이에는 갭이 형성된 PFC 코일 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 사출 보빈은 상기 코일과 연결되지 않는 가단자부를 구비하는 PFC 코일 장치.
  12. 1차 사출하여 코어 결합공과 권선부가 형성되는 베이스 보빈을 형성하는 단계;
    상기 베이스 보빈에 코일을 권선하는 단계;
    상기 베이스 보빈에 권선된 코일을 감싸면서 상기 코일의 단부가 외부로 인출되게 상기 베이스 보빈과 상기 코일에 사출부를 2차 사출하여 사출 보빈을 형성하는 단계;
    상기 코일의 단부를 상기 사출 보빈에 형성된 단자 안내홈을 통해 하부로 내리는 단계; 및
    상기 사출 보빈에 코어를 결합하는 단계;
    를 포함하는 PFC 코일 장치 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 코일의 단부를 단자부로 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 코일의 단부를 단자부로 형성하는 단계는,
    상기 코일의 단부의 일부를 납 용액에 디핑하여 외피를 제거하면서 단자핀으로 만드는 단계를 포함하는 PFC 코일 장치 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 단자 안내홈을 덮는 마감부를 형성하는 단계를 더 포함하는 PFC 코일 장치 제조방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 사출 보빈에 코어를 결합하는 단계는,
    상기 코어 결합공에 중심 코어를 삽입하고 상기 사출 보빈의 측면에서 슬라이딩 방식으로 자기 코어를 결합하는 단계를 수행하는 PFC 코일 장치 제조방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 사출 보빈에 코어를 결합하는 단계 후,
    상기 사출 보빈에 가단자부를 부착하는 단계를 수행하는 PFC 코일 장치 제조방법.
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