WO2023277557A1 - 이종코어형 자기 결합 장치 - Google Patents

이종코어형 자기 결합 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2023277557A1
WO2023277557A1 PCT/KR2022/009284 KR2022009284W WO2023277557A1 WO 2023277557 A1 WO2023277557 A1 WO 2023277557A1 KR 2022009284 W KR2022009284 W KR 2022009284W WO 2023277557 A1 WO2023277557 A1 WO 2023277557A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plate part
coupling device
core
flat plate
magnetic coupling
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/009284
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
손인성
김유선
배석
Original Assignee
엘지이노텍(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍(주) filed Critical 엘지이노텍(주)
Priority to US18/573,659 priority Critical patent/US20240331903A1/en
Publication of WO2023277557A1 publication Critical patent/WO2023277557A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/25—Magnetic cores made from strips or ribbons
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/02—Cores, Yokes, or armatures made from sheets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/10—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure
    • H01F1/11—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure in the form of particles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/34—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/34—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites
    • H01F1/342—Oxides
    • H01F1/344—Ferrites, e.g. having a cubic spinel structure (X2+O)(Y23+O3), e.g. magnetite Fe3O4
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/263—Fastening parts of the core together
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/04—Cores, Yokes, or armatures made from strips or ribbons
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0213—Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s)
    • H01F41/0226—Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s) from amorphous ribbons
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
    • H01F2003/106—Magnetic circuits using combinations of different magnetic materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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 magnetic coupling devices, in particular magnetic components, such as illustratively inductors or transformers.
  • the thickness of the PFC inductor can be further reduced, and the number of PFC inductors can be further increased for DCB compensation, but this faces the limitation of the planar space on the board.
  • the present invention aims to solve at least one of the above-mentioned conventional problems.
  • One embodiment of the present invention includes a first flat plate part and a second flat plate part and a core including a pair of outer and midfoot disposed between the first and second flat plate parts, wherein the first flat plate part
  • the second flat plate portion may include a plurality of sheets stacked along a first direction
  • the outer foot or mid foot may be a magnetic coupling device extending along a second direction different from the first direction.
  • the second direction is a direction across the plurality of sheets.
  • the plurality of sheets extend in a third direction.
  • the third direction forms an angle of 80 to 100 degrees with the second direction.
  • the third direction forms a right angle to the second direction.
  • the sheet is a rectangular sheet with all straight edges.
  • the sheet is made of an amorphous crystalline ribbon.
  • the outer and middle legs are made of ferrite series.
  • the ferrite is Fe 2 O 3 series.
  • the magnetic permeability of the first flat plate part and the second flat plate part is twice or more than the magnetic permeability of the outer foot and the middle foot, and preferably, the magnetic permeability of the first flat plate part and the second flat plate part is 10,000 H/m or more, and the magnetic permeability of the outer and midfoot is 2500 H/m or more.
  • the outer foot and the middle foot are coupled to the first flat plate part or the second flat plate part through an adhesive layer.
  • FIG. 1 shows a magnetic component (eg, PFC inductor) according to one embodiment of the present invention.
  • a magnetic component eg, PFC inductor
  • FIG. 2 shows an exploded perspective view of the core included in FIG. 1 .
  • Figure 3 shows the laminate core of Figure 2
  • FIG. 4 shows an angular relationship between the laminated core and the non-laminated core of FIG. 2 .
  • Fig. 5 shows the relationship between the direction of the magnetic force line in the laminate core and the extension direction (d1) or lamination direction (d2) of the core sheet.
  • module and unit used in this specification are only used for nomenclatural distinction between components, and are interpreted as premising that they are physically and chemically separated or separated, or that they can be separated or separated in such a way. should not be
  • a and/or B means including all three cases such as “A”, “B”, and “A and B”.
  • each layer (film), region, pattern or structure is “on” or “under” the substrate, each layer (film), region, pad or pattern.
  • the substrate formed on includes all those formed directly or through another layer.
  • the criteria for "upper/upper” or “lower/lower” are, in principle, based on the appearance shown in the drawings for convenience, unless otherwise stated in the properties or specification of each component or between them. It is used only to indicate the relative positional relationship between elements for convenience, and should not be construed as limiting the position of actual components. For example, “above B” only indicates that B is shown above A on the drawing, unless otherwise stated or when A or B must be located above B due to the nature of A or B, and B in actual products, etc. may be located under A, or B and A may be placed sideways.
  • each layer (film), region, pattern, or structure in the drawing may be modified for clarity and convenience of description, it does not entirely reflect the actual size.
  • FIG. 1 shows a PFC inductor
  • FIG. 2 shows an exploded perspective view of the core included in FIG. 1
  • FIG. 3 shows the laminated core of FIG. 4 shows the angular relationship between the laminate core and the non-laminate core of FIG. 2
  • FIG. 5 shows the relationship between the direction of the magnetic force line in the laminate core and the extension direction d1 or lamination direction d2 of the core sheet.
  • the PFC inductor of this embodiment includes a core 10 and a coil unit 1 .
  • the coil unit 1 illustratively includes a primary coil unit 1a and a secondary coil unit 1b.
  • the coil may be, illustratively, a conductor that can be wound, such as a USTC wire, a triple insulated wire, or a copper plate, or a conductor that has the shape of a coil.
  • the core 10 includes a first flat plate part 20 and a second flat plate part 30 and outer and middle feet disposed between the first and second flat plate parts 20 and 30 .
  • the first flat plate part 20 is formed by stacking magnetic sheets 21 extending in the third direction d3 as a laminate core in the first direction d1.
  • first outer feet 41a and 41b and a first midfoot 42 are attached as non-laminated cores to one flat surface of the first flat plate part 20 .
  • the first flat plate part 20 is coupled to the first outer foot 41a, 41b or the first midfoot 42 through a resin adhesive, and the resin layer is disposed on the front surface of the first flat plate part 20.
  • the first outer and midfoot 41a, 41b, and 42 have a structure extending in the second direction d2, and the coil part 1 is provided between the first outer and midfoot 41a, 41b, and 42. A space for disposing the coil of is formed.
  • the first outer and middle legs 41a, 41b, and 42 may be exemplarily made by sintering and firing predetermined magnetic powder.
  • the third direction d3, which is the lengthwise direction of the magnetic sheet 21, and the second direction d2, which is the lengthwise direction extending from the first outer and middle feet 41a, 41b, and 42, have an angle of 80 to 100 degrees. ( ⁇ ) And, more preferably, the angle is a right angle.
  • the lamination direction is the third direction d3, so the direction of magnetic flux in the laminate core is lamination. Since the lines of magnetic force pass through each layer of the sheets 21 as well as the interface layers by the adhesive layers between the sheets 21, the loss occurring at the interface increases.
  • the elongated longitudinal direction of the first outer and midfoot 41a, 41b, and 42 preferably has an angle of 80 to 100 degrees with the elongated longitudinal direction of the laminate core sheet 21, and more preferably at right angles.
  • the second plate part 30 has the exact same structure as the first plate part 20, and the second outer feet 51a and 51b and the second midfoot 52 are the first outer feet 41a and 41b. And since it has the same structure as the first midfoot 42, a description thereof will be omitted, but the present invention is not limited thereto.
  • the coupling between the second flat plate part 30 and the second outer feet 51a and 51b or the second midfoot 52 may also be performed through a resin adhesive layer.
  • the sheet 21 is a metal sheet 21 of an amorphous crystalline ribbon component.
  • the non-laminate core is a ferrite-based, preferably Fe2O3-based ferrite core 10.
  • the magnetic permeability of the laminated core is twice or more than that of the non-laminated core.
  • the magnetic permeability of the laminated core is 10,000 H/m or more
  • the saturation magnetic flux density is 1.0T or more
  • the magnetic permeability of the non-laminate core is 2500 H/m or more
  • the saturation magnetic flux density is 0.4T or more.
  • Core size flat part 48x50 (unit mm, the same below), midfoot 9x50, outfoot 4x50
  • Core Material Laminated Core - Ribbon, Non-laminated Core - Ferrite
  • Laminate core direction sheet 21 extension direction - third direction, lamination direction - first direction
  • Non-laminate core extension direction the same as the first direction (i.e. orthogonal to the third direction)
  • Core size flat part 48x50 (unit mm, the same below), midfoot 9x50, outfoot 4x50
  • Core Material Laminated Core - Ribbon, Non-laminated Core - Ferrite
  • Laminate core direction sheet 21 extension direction - first direction, lamination direction - third direction
  • Non-laminate core extension direction the same as the first direction (i.e. orthogonal to the lamination direction)
  • Core size flat part 48x50 (unit mm, the same below), midfoot 9x50, outfoot 4x50
  • Example 1 increases by 25% compared to Comparative Example.
  • Example 2 the inductance was greatly reduced compared to Example 1, which is due to the fact that when the longitudinal direction d1 of the sheet 21 and the direction d3 of the non-laminate core are orthogonal to each other, the inductance characteristics are higher than those of other cases. This means better.
  • the performance of the magnetic part can be adjusted according to the arrangement of the laminate core and the non-laminate core.
  • the laminate core in the case of the existing laminate core alone, it was impossible to apply the laminate core to small magnetic parts through shape processing due to the problem of performance deterioration due to ribbon breakage during operations such as cutting, cutting, and processing, but in the case of this embodiment, the laminate There is no such problem because the core does not have to be machined.
  • the PFC inductor is described as an example, but it is natural that it can be applied to other magnetic coupling devices.
  • the present invention is also applicable to magnetic coupling devices such as transformers, filters and the like.
  • the magnetic coupling device according to the embodiment may be used in a TV or the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

본 발명은 자성부품에 관한 것이다. 제1 평판부와 제2 평판부와 상기 제1 및 제2 평판부 사이에 배치되는 한 쌍의 외족 및 중족을 포함하는 코어와, 상기 코어 내에 적어도 일부가 배치되는 코일부를 포함하는 자성부품에 있어서, 상기 제1 평판부 또는 제2 평판부는, 제1 방향으로 길게 연장된 복수의 시트가 제2 방향으로 적층된 라미네이트 코어를 포함하고, 상기 외족 또는 중족은, 상기 라미네이트 코어의 일면에 수직하게 돌출되며 부착된 비라미네이트 코어를 포함한다.

Description

이종코어형 자기 결합 장치
본 발명은 자기 결합 장치, 특히, 예시적으로 인덕터 또는 트랜스포머 등과 같은 자성부품에 관한 것이다.
TV에 대한 슬림화 요구로 인해 그에 이용되는 파워보드에 대한 슬림화도 크게 요구되고 있다.
TV용 파워보드에 있어서 그 두께에 가장 크게 영향을 주는 것은 PFC(power factor correction) 인덕터이기 때문에, TV의 슬림화를 위해서는 PFC 인덕터의 두께를 감소시키지 않으면 안되는 상황이다.
여기서, PFC 인덕터의 슬림화를 위해 코어 두께를 감소시키고 있지만, 그에 따른 포화자속밀도의 감소로 인한 DCB(DC Bias) 감소를 보상하지 않으면 안되며, 따라서 슬림화를 위해 하나의 파워보드 내에서 2개 이상의 PFC 인덕터가 이용되고 있다.
최근에는 TV에 대한 슬림화가 더욱 진전되어 초슬림화까지 요구되고 있는 상황이며, 이에 따라, 파워보드의 초슬림화가 크게 요구되고 있다.
초슬림화를 위해, PFC 인덕터의 두께를 더욱 감소시키고, DCB 보상을 위해 PFC 인덕터의 갯수를 더 늘릴 수 있지만, 이는 보드 상의 평면적 공간의 한계에 직면하게 된다.
따라서, 특히, 두께 감소에도 불구하고 DCB 항목의 감소는 최소화할 수 있는 새로운 방식의 PFC 인덕터가 필요한 실정이다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점 중 적어도 하나를 해결하는 것을 목적으로 한다.
특히, 수평 공간을 적게 차지하면서 초슬림화를 달성할 수 있는 새로운 방식의 코어 구조를 가지는 자기 결합 장치 또는 자성부품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 하나의 실시예는, 제1 평판부와 제2 평판부와 상기 제1 및 제2 평판부 사이에 배치되는 한 쌍의 외족 및 중족을 포함하는 코어를 포함하고, 상기 제1 평판부 또는 제2 평판부는, 제1 방향을 따라 적층된 복수의 시트를 포함하고, 상기 외족 또는 중족은 상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 연장된 자기 결합 장치이다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 제2 방향은 상기 복수의 시트를 가로지르는 방향이다.
또한 본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 복수의 시트는 제3 방향으로 연장된다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 제3 방향은 상기 제2 방향과 80~100도의 각도를 이룬다.
또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에서 상기 제3 방향은 상기 제2 방향과 직각을 이룬다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 시트는 모서리가 모두 직선적으로 배치된 직사각형 시트이다.
또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 시트는 비정질 결정질의 리본으로 만들어진다.
그리고, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 외족 및 중족은 페라이트 계열로 만들어진다.
여기서, 바람직하게는, 상기 페라이트는 Fe203 계열이다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 제1 평판부 및 제2 평판부의 투자율은 상기 외족 및 중족의 투자율의 2배 이상이며, 바람직하게는, 상기 제1 평판부 및 제2 평판부의 투자율은 10,000 H/m 이상이고, 상기 외족 및 중족의 투자율은 2500 H/m 이상이다.
한편, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 외족 및 중족은 상기 제1 평판부 또는 제2 평판부에 접착층을 통해 결합된다.
DCB에 대한 요구 조건을 만족하면서 더욱 슬림화된 자기 결합 장치 또는 자성부품을 얻을 수 있으며, 그에 따라, 수평적 공간에 대한 확장을 최소화하거나, 또는 그러한 확장을 전혀 필요로 하지 않으면서, 초슬림화된 TV 파워보드를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 의한 자성부품(예, PFC 인덕터)을 나타낸다.
도 2는 도 1에 포함된 코어에 대한 분해 사시도를 나타낸다.
도 3은 도 2의 라미네이트 코어를 나타낸다.
도 4는 도 2의 라미네이트 코어와 비라미네이트 코어의 각도 관계를 나타낸다.
도 5는 라미네이트 코어 내의 자력선 방향과 코어 시트의 연장 방향(d1) 또는 적층 방향(d2)의 관계를 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 접미사 "모듈" 및 "부"는 단지 구성요소 간에 명칭적인 구분만을 위해 사용되는 것일 뿐으로, 물리화학적으로 구분 또는 분리되어 있다거나 그렇게 구분 또는 분리될 수 있음을 전제하는 것으로 해석되어서는 안된다.
“제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
“및/또는”이라는 용어는 그 대상이 되는 복수 항목들의 여하한 조합의 경우를 모두 포함하기 위해 사용된다. 예컨대, “A 및/또는 B”는 “A”, “B”, “A 및 B” 등 3 가지 경우를 모두 포함하는 의미이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조들이 기판, 각층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, “상/위” 또는 “하/아래”에 대한 기준은, 구성요소들 각각 또는 그들간의 속성이나 명세서에서 달리 표현하지 않는한, 원칙적으로 편의상 도면에 도시된 모습을 기준으로 하며, 구성요소들 간의 상대적인 위치 관계를 편의상 나타내기 위해 사용될 뿐, 실제 구성요소들의 위치를 한정하는 것으로 이해되서는 안 된다. 예컨대, “위 B”는 달리 언급되지 않거나 또는 A나 B의 속성 상 A가 B 위에 위치되지 않으면 안되는 경우가 아니라면, 도면 상에서 A 위에 B가 도시되어 있음을 나타내는 것일 뿐이며, 실제 실시 제품 등에서는 B가 A 밑에 위치할 수도 있고, B와 A가 옆으로 좌우 배치될 수도 있는 것이다.
또한, 도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 하나의 실시예로서, 도 1은 PFC 인덕터를 나타내며, 도 2는 도 1에 포함된 코어에 대한 분해 사시도를 나타내고, 도 3은 도 2의 라미네이트 코어를 나타낸다. 그리고, 도 4는 도 2의 라미네이트 코어와 비라미네이트 코어의 각도 관계를 나타내며, 도 5는 라미네이트 코어 내의 자력선 방향과 코어 시트의 연장 방향(d1) 또는 적층 방향(d2)의 관계를 나타낸다.
도 1에 보이는 바와 같이, 본 실시예의 PFC 인덕터는 코어(10)와 코일부(1)를 포함한다. 코일부(1)는, 예시적으로, 1차 코일부(1a) 및 2차 코일부(1b)를 포함한다. 여기서, 코일은 예시적으로, USTC wire, 3중 절연 wire, 동판 등 와인딩이 가능한 도전체 또는 코일의 형상을 띄는 도전체일 수 있다.
도 2에 보이는 바와 같이, 코어(10)는 제1 평판부(20)와 제2 평판부(30)와 제1 및 제2 평판부(20, 30) 사이로 배치되는 외족 및 중족들을 포함한다.
제1 평판부(20)는, 도 3에 보이는 바와 같이, 라미네이트 코어로서 제3 방향(d3)으로 연장 형성된 자성체 시트(21)가 제1 방향(d1)으로 적층되어 형성된다.
그리고, 제1 평판부(20)의 일측 평면에는 비라미네이트 코어로서 한 쌍의 제1 외족(41a, 41b)과 제1 중족(42)이 부착된다.
바람직하게는, 수지 접착제를 통해 제1 평판부(20)와 제1 외족(41a, 41b) 또는 제1 중족(42)이 결합되며, 그 수지층은 제1 평판부(20) 전면에 배치될 수도, 부분적으로 외족과 중족의 거리만큼 이격 되어 배치될 수도 있다.
본 실시예에서, 제1 외족 및 중족(41a, 41b, 42)은 제2 방향(d2)으로 길게 연장 형성된 구조이며, 제1 외족 및 중족(41a, 41b, 42) 사이에는 코일부(1)의 코일이 배치되기 위한 공간이 형성된다.
제1 외족 및 중족(41a, 41b, 42)은 라미네이트 코어와는 달리, 예시적으로 소정의 자성체 분말을 소결 및 소성하여 만들 수 있다.
본 실시예에서 자성체 시트(21)의 길이방향인 제3 방향(d3)과 제1 외족 및 중족(41a, 41b, 42)의 연장된 길이방향인 제2 방향(d2)은 80 ~ 100도의 각도(θ)를 이룬다. 그리고, 더욱 바람직하게는 상기 각도는 직각이다.
도 5에는 코어(10) 내의 자력선 방향과 제3 방향(d3) 및 제1 방향(d1)의 관계를 나타내는데, 시트(21)의 연장된 길이방향, 즉 제3 방향(d3)은 라미네이트 코어 내에서의 자속 방향과 평행을 이룬다. 여기서, 시트(21)의 연장된 길이방향이 제3 방향(d3)이 아니고, 제1 방향(d1)일 경우, 적층 방향은 제3 방향(d3)이 되기 때문에, 라미네이트 코어 내의 자속 방향은 적층된 시트(21)들을 가로질러 통과하는 형태가 되어, 자력선이 시트(21)들 각 층은 물론 시트(21)간 접착층들에 의한 경계면 층들을 층층이 통과하는 형태가 되므로 계면에서 발생하는 손실의 증대로 바람직하지 않다. 후술하는 실험 결과에 보이듯이, 예컨대, 시트(21)의 연장 방향을 제1 방향(d1)으로 한 경우, 즉, 적층 방향을 제3 방향(d3)으로 한 경우에는 인덕턴스가 크게 감소하는 문제가 있다.
이러한 이유 때문에, 전술한 바와 같이, 제1 외족 및 중족(41a, 41b, 42)의 연장된 길이방향은 라미네이트 코어 시트(21)의 연장된 길이방향과 80도에서 100도의 각도가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 직각을 이룬다.
본 실시예에서, 제2 평판부(30)는 제1 평판부(20)와 완전 동일한 구조이고, 제2 외족(51a, 51b) 및 제2 중족(52)은 제1 외족(41a, 41b) 및 제1 중족(42)과 동일한 구조이기 때문에, 그에 대한 설명은 생략하지만, 본 발명은 이에 꼭 한정되는 것은 아니다.
또한, 제2 평판부(30)와 제2 외족(51a, 51b) 또는 제2 중족(52)의 결합도 마찬가지로 수지 접착층을 통해 이루어질 수 있다.
한편, 바람직하게는, 시트(21)는 비정질 결정질의 리본(ribbon) 성분의 금속 시트(21)이다.
그리고, 비라미네이트 코어는 페라이트 계열, 바람직하게는 Fe2O3 계열의 페라이트 코어(10)이다.
또한, 바람직하게는 라미네이트 코어의 투자율은 비라미네이트 코어 투자율의 2배 이상이다.
이와 관련하여, 본 실시예에서, 라미네이트 코어의 투자율은 10,000 H/m 이상이고, 포화자속밀도는 1.0T 이상이며, 비라미네이트 코어의 투자율 2500 H/m 이상이고, 포화자속밀도는 0.4T 이상이다.
이하에서는 종래의 인덕터(비교예)와 본 발명의 실시예에 대한 인덕턴스, 자속 분포 및 DCB 특성을 비교하여 설명한다.
비교예 (종래 코어 구조)
코어 재질: 페라이트
코어 크기: 평판부 48x50 (단위 mm, 이하 동일), 중족 9x50, 외족 4x50
실시예 1
코어 재질: 라미네이트 코어 - 리본, 비라미네이트 코어 - 페라이트
라미네이트 코어 방향 : 시트(21) 연장 방향 - 제3 방향, 적층 방향 - 제1 방향
비라미네이트 코어 연장 방향 - 제1 방향과 동일 (즉, 제3 방향과 직교)
코어 크기: 평판부 48x50 (단위 mm, 이하 동일), 중족 9x50, 외족 4x50
실시예 2
코어 재질: 라미네이트 코어 - 리본, 비라미네이트 코어 - 페라이트
라미네이트 코어 방향: 시트(21) 연장 방향 - 제1 방향, 적층 방향 - 제3 방향
비라미네이트 코어 연장 방향 - 제1 방향과 동일(즉, 적층 방향과 직교)
코어 크기: 평판부 48x50 (단위 mm, 이하 동일), 중족 9x50, 외족 4x50
위와 같은 비교예 및 실시예들에 대한 인덕턴스, 자속 분포 및 DCB 특성을 비교하면 아래 표와 같다.
<인덕턴스, 자속 분포 및 DCB 특성 비교>
구분 인덕턴스 [μH] 자속분포 [T] DCB [A]
비교예 89.09 0.48 16
실시예1 74.04 0.72 20
실시예2 29.3 0.72
상기 표에 보이는 바와 같이, 실시예 1과 2의 경우 자속분포가 크게 개선됨을 알 수 있으며, 특히, DCB의 경우 실시예 1은 비교예에 비하여 25% 증가함을 알 수 있다.
또한, 실시예 2는 실시예 1에 비하여 인덕턴스가 크게 감소하였는데, 이는 시트(21)의 연장된 길이방향(d1)과 비라미네이트 코어의 연장 방향(d3)이 직교하는 경우 그렇지 않은 경우보다 인덕턴스 특성이 더 양호함을 의미한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 라미네이트 코어와 비라미네이트 코어의 이종 코어 구조를 이용함으로써, 자성부품의 포화자속을 완화하고 DCB의 성능을 개선하는 효과가 있다.
그리고, 결과적으로 하나의 파워보드에 대해 자성부품 수를 줄여 재료비를 절감하면서 초슬림화를 달성할 수 있다.
또한, 라미네이트 코어와 비라미네이트 코어의 배치 형태에 따라 자성부품의 성능을 조절할 수 있다. 그리고, 기존 라미네이트 코어만으로 된 경우 라미네이트 코어는 절단, 제단, 가공 등 작업 진행 시, 리본 부서짐에 의해 성능이 열화되는 문제 때문에 형상가공을 통한 소형 자성부품에 적용하는 것이 불가능 하였지만, 본 실시예의 경우 라미네이트 코어를 가공하지 않아도 되기 때문에 그러한 문제가 없다.
한편, 본 실시예에서는 PFC 인덕터를 예로 들어 설명하고 있지만, 그 외의 자기 결합 장치에 적용될 수 있음은 당연하다. 예컨대, 한정되는 것은 아니지만, 본 발명은 트랜스포머, 필터 등등의 자기 결합 장치에도 적용 가능하다.
발명의 실시를 위한 형태는 전술한 "발명의 실시를 위한 최선의 형태"에서 충분히 설명되었다.
실시 예에 의한 자기 결합 장치는 TV 등에 이용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 제1 평판부와 제2 평판부와 상기 제1 및 제2 평판부 사이에 배치되는 한 쌍의 외족 및 중족을 포함하는 코어를 포함하고,
    상기 제1 평판부 또는 제2 평판부는, 제1 방향을 따라 적층된 복수의 시트를 포함하고,
    상기 외족 또는 상기 중족은 상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 연장된 자기 결합 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 방향은 상기 복수의 시트를 가로지르는 방향인 자기 결합 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 시트는 제3 방향으로 연장된 자기 결합 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제3 방향은 상기 제2 방향과 80~100도의 각도를 이루는 자기 결합 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 시트는 모서리가 모두 직선적으로 배치된 직사각형 시트인 자기 결합 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 시트는 비정질 결정질의 리본으로 만들어진 자기 결합 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 외족 및 상기 중족은 페라이트 계열로 만들어진 자기 결합 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 평판부 및 상기 제2 평판부의 투자율은 상기 외족 및 상기 중족의 투자율의 2배 이상인 자기 결합 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 평판부 및 상기 제2 평판부의 투자율은 10,000 H/m 이상이고, 상기 외족 및 상기 중족의 투자율은 2500 H/m 이상인 자기 결합 장치.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 외족 및 중족은 상기 제1 평판부 또는 상기 제2 평판부에 접착층을 통해 결합된 자기 결합 장치.
PCT/KR2022/009284 2021-06-29 2022-06-29 이종코어형 자기 결합 장치 WO2023277557A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/573,659 US20240331903A1 (en) 2021-06-29 2022-06-29 Heterogeneous core-type magnetic coupling device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2021-0084729 2021-06-29
KR1020210084729A KR20230001768A (ko) 2021-06-29 2021-06-29 이종코어형 자기 결합 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023277557A1 true WO2023277557A1 (ko) 2023-01-05

Family

ID=84690425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/009284 WO2023277557A1 (ko) 2021-06-29 2022-06-29 이종코어형 자기 결합 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240331903A1 (ko)
KR (1) KR20230001768A (ko)
WO (1) WO2023277557A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005150414A (ja) * 2003-11-17 2005-06-09 Cosel Co Ltd 電源用コア部品及び電源用コア
KR101197234B1 (ko) * 2011-04-08 2012-11-02 주식회사 아모그린텍 비정질 금속 코어와, 이를 이용한 유도장치 및 그 제조방법
JP2017073486A (ja) * 2015-10-08 2017-04-13 Fdk株式会社 コイル部品
CN110942902A (zh) * 2018-09-25 2020-03-31 株式会社田村制作所 电抗器及其制造方法
CN213025739U (zh) * 2020-08-10 2021-04-20 宁波英达科思电磁科技有限公司 一种电抗器铁心及铁心电抗器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005150414A (ja) * 2003-11-17 2005-06-09 Cosel Co Ltd 電源用コア部品及び電源用コア
KR101197234B1 (ko) * 2011-04-08 2012-11-02 주식회사 아모그린텍 비정질 금속 코어와, 이를 이용한 유도장치 및 그 제조방법
JP2017073486A (ja) * 2015-10-08 2017-04-13 Fdk株式会社 コイル部品
CN110942902A (zh) * 2018-09-25 2020-03-31 株式会社田村制作所 电抗器及其制造方法
CN213025739U (zh) * 2020-08-10 2021-04-20 宁波英达科思电磁科技有限公司 一种电抗器铁心及铁心电抗器

Also Published As

Publication number Publication date
US20240331903A1 (en) 2024-10-03
KR20230001768A (ko) 2023-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009113775A2 (ko) 연자성 금속분말이 충전된 시트를 이용한 적층형 파워 인덕터
US7342477B2 (en) Inductor
US7974069B2 (en) Inductive and capacitive components integration structure
EP1168387B1 (en) Isolated converter
WO2018151491A1 (ko) 자성코어, 인덕터 및 이를 포함하는 emi 필터
WO2021177801A1 (ko) 권선 코일 및 패턴 코일을 이용한 자성부품
WO2019132413A1 (ko) 자성코어, 인덕터 및 이를 포함하는 emi 필터
US11799389B2 (en) Power module
WO2023277557A1 (ko) 이종코어형 자기 결합 장치
WO2018094810A1 (zh) Llc变压器及开关电源
WO2014208913A1 (ko) 수신 안테나 및 이를 포함하는 무선 전력 수신 장치
US20230170127A1 (en) Magnetic assembly, power module and switching power supply
WO2018117595A1 (en) Magnetic core, coil component, and electronic component including same
CN203378132U (zh) 一种单元电路板组装结构
CN103281862A (zh) 一种单元电路板组装结构
US11463013B2 (en) Magnetic element, power module and power conversion system
WO2024210474A2 (ko) 트랜스포머
WO2023277555A1 (ko) 초슬림 자기 결합 장치
WO2020060152A1 (ko) 차량용 공통 모드 필터
WO2019027265A1 (ko) 듀얼 코어 평면 트랜스포머
US20230170136A1 (en) Magnetic assembly, manufacturing method thereof, power module and switching power supply
WO2021006539A1 (ko) 인덕터 및 이를 포함하는 직류 컨버터
CN115359998B (zh) 带补偿电容的平面变压器
CN217690729U (zh) 一种平面变压器
CN116779300B (zh) 一种平面变压器及其磁芯

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22833612

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18573659

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22833612

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1