KR102605099B1

KR102605099B1 - 라인 필터 및 라인 필터를 포함하는 전원 공급 장치

Info

Publication number: KR102605099B1
Application number: KR1020160153307A
Authority: KR
Inventors: 신동석; 김태성
Original assignee: 주식회사 솔루엠
Priority date: 2016-11-17
Filing date: 2016-11-17
Publication date: 2023-11-24
Anticipated expiration: 2036-11-17
Also published as: KR20180055440A

Abstract

라인 필터 및 라인 필터를 포함하는 전원 공급 장치가 개시된다. 라인 필터는 기 설정된 주파수 이상의 고주파수 노이즈를 제거하는 고주파수 초크 및 전체 주파수 대역의 노이즈를 제거하는 CM(Common Mode) 초크 를 포함하고, 고주파수 초크는 폐회로로 형성되고 중족(middle leg)에 의해 두 개의 윈도우로 구분되는 코어, 코어의 적어도 하나의 외족(outer leg)에 감긴 제1 권선 및 제2 권선을 포함하며, CM 초크는 코어, 코어의 일측의 외족에 감긴 제3 권선 및 제3 권선이 감긴 코어의 외족과 대면하는 타측의 외족에 감긴 제4 권선을 포함한다.

Description

라인 필터 및 라인 필터를 포함하는 전원 공급 장치{LINE FILTER AND POWER SUPPLY COMPRISING LINE FILTER}

본 발명은 라인 필터 및 라인 필터를 포함하는 전원 공급 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소형화된 라인 필터 및 라인 필터를 포함하는 전원 공급 장치에 관한 것이다.

방송 기술의 발전으로 TV용 패널의 크기가 증가되고 있다. 패널 크기와 소비 전력은 비례하기 때문에 대형의 패널을 구동하기 위해서는 고출력 전원 공급 장치가 요구된다. 그러나, 동시에 전원 공급 장치는 TV 세트의 슬림화에 맞추어 소형화, 슬림화가 요구된다. TV 세트에 포함되는 전원 공급 장치의 각종 부품 중에서 라인 필터(Line Filter) 회로는 수동 소자만으로 구성되기 때문에 부피가 크다. 또한, 수동 소자들은 소비 전력이 증가할수록 값(value)이 증가되어야 하기 때문에 수동 소자의 부피도 값에 비례하여 증가한다.

한편, 하나의 전원 공급 장치에 복수 개의 라인 필터가 사용될 수도 있다. 일반적으로, 저주파수 대역을 중심으로 전체 주파수 대역의 노이즈를 제거하는 CM(Common Mode) 초크(choke)가 사용되고, 고주파수 대역의 노이즈를 효과적으로 제거하기 위해 고주파수 초크가 별도로 사용된다.

예를 들어, 도 1은 기존 전원 공급 장치의 구성을 설명하는 도면이다. 도 1을 참조하면, 전원 공급 장치는 하나의 고주파수 초크와 두 개의 CM 초크를 포함한다. 상술한 바와 같이, 고주파수 초크는 고주파수 대역의 전원 노이즈를 제거하고, 두 개의 CM 초크는 전체 주파수 대역의 노이즈를 제거한다.

도 2는 라인 필터를 도시한 도면이다. 도 2(a)를 참조하면, 고주파수 초크가 도시되어 있고, 도 2(b)를 참조하면 CM 초크가 도시되어 있다. 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 고주파수 초크의 크기는 약 가로 15mm, 세로 17.5mm이다. 그리고, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, CM 초크의 크기는 약 가로 31mm, 세로 27mm이다. 이와 같이, 라인 필터는 전원 공급 장치에 있어서 많은 면적을 차지하는 문제점이 있다. 따라서, 라인 필터를 소형화하기 위한 기술이 요구된다.

본 발명의 목적은 CM 초크와 고주파수 초크를 소형화할 수 있는 라인 필터 및 라인 필터를 포함하는 전원 공급 장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 생산 공정을 간소화할 수 있는 라인 필터 및 라인 필터를 포함하는 전원 공급 장치를 제공함에 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 라인 필터는 기 설정된 주파수 이상의 고주파수 노이즈를 제거하는 고주파수 초크 및 전체 주파수 대역의 노이즈를 제거하는 CM(Common Mode) 초크;를 포함하고, 상기 고주파수 초크는 폐회로로 형성되고 중족(middle leg)에 의해 두 개의 윈도우로 구분되는 코어, 상기 코어의 적어도 하나의 외족(outer leg)에 감긴 제1 권선 및 제2 권선을 포함하며, 상기 CM 초크는 상기 코어, 상기 코어의 일측의 외족에 감긴 제3 권선 및 상기 제3 권선이 감긴 상기 코어의 외족과 대면하는 타측의 외족에 감긴 제4 권선을 포함한다.

그리고, 상기 고주파수 초크의 상기 제1 권선 및 상기 제2 권선은 상기 코어의 두 개의 윈도우 중 제1 윈도우 영역의 외족에 감기고, 상기 CM 초크의 상기 제3 권선 및 상기 제4 권선은 상기 코어의 두 개의 윈도우 중 제2 윈도우 영역의 외족에 감길 수 있다.

또한, 상기 제1 권선은 상기 제1 윈도우 영역의 상기 중족과 인접한 일측의 외족에 감기고, 상기 제2 권선은 상기 제1 윈도우 영역의 상기 제1 권선이 감긴 일측의 외족과 대면하는 타측의 외족에 감길 수 있다.

또한, 상기 제1 권선 및 상기 제2 권선은 상기 제1 윈도우 영역의 상기 중족과 대면하는 일측의 외족에 나란히 감길 수 있다.

한편, 상기 제1 권선과 상기 제3 권선은 상기 중족과 대면하는 일측의 외족에 나란히 감기고, 상기 제2 권선과 상기 제4 권선은 상기 중족과 대면하는 타측의 외족에 나란히 감기며, 상기 제2 권선은 상기 제1 권선과 대면하도록 배치되고, 상기 제4 권선은 상기 제3 권선과 대면하도록 배치될 수 있다.

그리고, 상기 코어의 두 개의 윈도우는 면적이 상이할 수 있다.

또한, 상기 제1 권선과 상기 제2 권선은 와인딩 방향이 서로 반대이고, 상기 제3 권선과 상기 제4 권선은 와인딩 방향이 서로 반대일 수 있다.

또한, 상기 제1 권선과 상기 제2 권선은 와인딩 횟수가 동일하고, 상기 제3 권선과 상기 제4 권선은 와인딩 횟수가 동일할 수 있다.

그리고, 상기 제1 권선의 와인딩 횟수는 상기 제3 권선의 와인딩 횟수보다 작을 수 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 전원 공급 장치는 외부로부터 전원을 입력받는 전원부 및 상기 입력받은 전원에 포함된 노이즈를 제거하는 라인 필터를 포함하고, 상기 라인 필터는 기 설정된 주파수 이상의 고주파수 노이즈를 제거하는 고주파수 초크 및 전체 주파수 대역의 노이즈를 제거하는 CM(Common Mode) 초크를 포함하며, 상기 고주파수 초크는 폐회로로 형성되고 중족(middle leg)에 의해 두 개의 윈도우로 구분되는 코어, 상기 코어의 적어도 하나의 외족(outer leg)에 감긴 제1 권선 및 제2 권선을 포함하며, 상기 CM 초크는 상기 코어, 상기 코어의 일측의 외족에 감긴 제3 권선 및 상기 제3 권선이 감긴 상기 코어의 외족와 대면하는 타측의 외족에 감긴 제4 권선을 포함한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 라인 필터 및 라인 필터를 포함하는 전원 공급 장치는 CM 초크와 고주파수 초크를 하나로 제작하여 소형화할 수 있다.

또한, 라인 필터 및 라인 필터를 포함하는 전원 공급 장치는 하나로 제작될 수 있으므로 생산 공정을 간소화할 수 있고, 생산 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 기존 전원 공급 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 2는 기존의 라인 필터를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 라인 필터를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 라인 필터를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 라인 필터를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전원 공급 장치를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 다른 전원 공급 장치를 도시한 도면이다.
도 8은 중족이 있는 경우와 없는 경우를 테스트한 결과를 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시 예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서에서, "포함한다" 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. 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. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 라인 필터를 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 라인 필터(100)는 고주파수 초크(choke)와 CM(Common Mode) 초크를 포함한다. 고주파수 초크는 회로 라인에 포함된 고주파수 노이즈를 제거하는 부분이고, CM 초크는 전체 주파수 대역의 노이즈를 제거하는 부분이다.

일반적으로 회로 라인에 포함된 노이즈의 대부분은 수백 KHz에서 수십 MHz일 수 있다. 따라서, CM 초크는 저주파수 영역의 노이즈를 중심으로 전체 주파수 대역의 노이즈를 제거할 수 있다. 그러나, 고주파수 영역의 노이즈의 성분이 많지 않더라도 전자 기기에 미치는 영향이 크기 때문에 고주파수 영역의 노이즈 성분을 확실하게 제거하는 것이 필요하다. 따라서, 상술한 바와 같이, 고주파수 노이즈를 제거할 수 있는 고주파수 제거용 라인 필터가 별도로 포함된다.

그러나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 라인 필터(100)는 고주파수 초크와 CM 초크를 함께 포함한다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 라인 필터(100)는 고주파수 영역의 노이즈를 제거를 위한 필터와 전체 주파수 대역의 노이즈를 제거하기 위한 필터가 함께 구현될 수 있다. 라인 필터(100)는 고주파수 초크, CM 초크를 포함하여 임피던스 매칭을 위한 일부 수동 소자와 함께 구현될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서는 고주파수 초크 및 CM 초크를 포함하는 부분을 라인 필터라고 부르기로 한다.

라인 필터(100)는 중족(middle leg)포함하는 코어(10), 고주파수 초크를 구현하는 제1 권선(21) 및 제2 권선(22), CM 초크를 구현하는 제3 권선(31) 및 제4 권선(32)를 포함한다. 코어는 중족에 의해 영역이 나뉘어져서 두 개의 윈도우를 포함할 수 있다. 두 개의 윈도우의 크기는 동일할 수 있지만, 상이할 수도 있다.

일 실시 예로서, 상대적으로 작은 윈도우 영역은 고주파수 초크로 구현되고, 상대적으로 큰 윈도우 영역은 CM 초크로 구현될 수 있다. 즉, 코어(10)의 상대적으로 작은 윈도우 영역의 외족(outer leg)에 제1 권선(21) 및 제2 권선(22)이 각각 감겨서 고주파수 초크로 구현될 수 있다. 그리고, 코어(10)의 상대적으로 큰 윈도우 영역의 외족에 제3 권선(31) 및 제4 권선(32)이 감겨서 CM 초크로 구현될 수 있다.

라인 필터는 회로 라인에 공통적으로 존재하는 노이즈를 제거하는 필터이다. 따라서, 제1 권선(21)과 제2 권선(22)은 서로 반대 방향으로 감겨야 한다. 그리고, 제3 권선(31)과 제4 권선(32)도 서로 반대 방향으로 감겨야 한다. 제1 권선(21) 및 제3 권선(31)은 입력측 라인이고, 제2 권선(22) 및 제3 권선(32)은 출력측 라인이다. 즉, 제1 권선(21)으로 입력된 전류는 여러 소자를 거쳐서 제2 권선(22)으로 출력되고, 제3 권선(31)으로 입력된 전류는 여러 소자를 거쳐서 제4 권선(32)으로 출력된다.

제1 권선(21) 및 제3 권선(31)의 위쪽 라인으로부터 입력된 전류에 의해 코어(10)에는 반시계 방향의 자기장이 형성된다. 입력된 전류는 회로의 여러 소자를 거쳐서 제2 권선(22) 및 제4 권선(32)의 위쪽 라인으로부터 아래쪽 라인으로 흘러 나간다. 제3 권선(22) 및 제4 권선(32)에 흐르는 전류에 의해 코어의 자기장도 반시계 방향으로 형성되고, 따라서, 코어의 자기장은 더욱 강해진다. 강력해진 자기장은 차동 전류에 대해서는 상쇄되어 영향을 미치지 않고, 공통 노이즈에 대해서는 저항으로 작용되기 때문에 공통 노이즈는 제거될 수 있다. 구체적인 노이즈 제거 과정은 후술한다.

한편, 인덕턴스가 낮거나, 권선의 턴 수가 적은 경우 공진점은 올라간다. 즉, 제1 권선(21) 및 제2 권선(22)은 턴 수가 상대적으로 적기 때문에 기생 커패시턴스가 낮고 상대적으로 고주파수에서 큰 임피던스를 형성할 수 있다. 따라서, 제1 권선(21) 및 제2 권선(22)은 고주파수 대역의 노이즈를 제거할 수 있다. 제3 권선(31) 및 제4 권선(32)은 턴 수가 상대적으로 많기 때문에 기생 커패시턴스가 높고 상대적으로 낮은 주파수에서 큰 임피던스를 형성할 수 있다. 따라서, 제3 권선(31) 및 제4 권선(32)은 상대적으로 저주파수 중심으로 전체 주파수 대역에 걸쳐 노이즈를 제거할 수 있다.

따라서, 고주파수 초크에 포함된 제1 권선(21) 및 제2 권선(22)의 턴 수는 CM 초크에 포함된 제3 권선(31) 및 제4 권선(32)의 턴 수보다 적다. 제1 권선(21) 및 제2 권선(22)은 고주파수 초크를 형성하기 때문에 제1 권선(21)의 턴 수와 제2 권선(22)의 턴 수는 동일할 수 있다. 또한, 제3 권선(31) 및 제4 권선(32)은 CM 초크를 형성하기 때문에 제3 권선(31)의 턴 수와 제4 권선(32)의 턴 수는 동일할 수 있다. 각 권선의 턴 수는 제거하려는 주파수 대역 등에 기초하여 다양하게 결정될 수 있다.

도 3을 참조하면, 고주파수 초크는 폐회로로 형성되고, 중족(middle leg)에 의해 두 개의 윈도우로 구분되는 코어(10), 코어(10)의 적어도 하나의 외족에 감긴 제1 권선(21) 및 제2 권선(22)을 포함한다. 그리고, CM 초크는 고주파 초크에 포함되는 코어와 동일한 코어(10), 제3 권선(31) 및 제4 권선(32)를 포함한다. 코어(10)는 고주파수 초크와 CM 초크에 공통으로 사용된다. 일 실시 예로서, 제1 권선(21)과 제2 권선(22)은 상대적으로 작은 윈도우 영역의 대면하는 외족에 각각 감길 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 권선(21)과 제2 권선(22)은 서로 반대 방향으로 감긴다. 그리고, 제1 권선(21)과 제2 권선(22)은 동일한 횟수로 감길 수 있다. 제3 권선(31)과 제4 권선(32)은 상대적으로 큰 윈도우 영역의 대면하는 외족에 각각 감길 수 있다. 제3 권선(31)과 제4 권선(32)은 서로 반대 방향으로 감긴다. 그리고, 제3 권선(31)과 제4 권선(32)은 동일한 횟수로 감길 수 있다. 하편, 제3 권선(31)은 제1 권선(21)보다 더 많은 횟수로 감기며, 제4 권선(32)은 제2 권선(22)보다 더 많은 횟수로 감긴다. 또한, 제3 권선(31)과 제1 권선(21)은 동일한 방향으로 감기고, 제4 권선(32)과 제2 권선(22)은 동일한 방향으로 감긴다.

하나의 코어를 이용하여 고주파수 초크 및 CM 초크를 포함하는 하나의 라인 필터(100)가 구현됨으로써 라인 필터의 부피 및 면적이 줄어들 수 있다. 이에 따라, 소형화된 라인 필터(100)는 회로 기판을 소형화, 슬림화시킬 수 있고, 전자 장치의 소형화, 슬림화에 기여할 수 있다. 또한, 소형화된 라인 필터(100)는 라인 필터의 생산 공정을 간소화할 수 있고, 생산 단가를 낮출 수 있다.

한편, 권선은 다양한 위치에 배치될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 라인 필터를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 권선의 위치가 변경된 라인 필터(100a)가 도시되어 있다. 상술한 바와 마찬가지로, 라인 필터(100a)는 고주파수 초크와 CM 초크를 포함한다. CM 초크는 하나의 코어의 마주보는 외족에 각각 감긴 제3 권선(31) 및 제4 권선(32)을 포함한다. 고주파수 초크는 제1 권선(21) 및 제2 권선(22)을 포함한다. 제1 권선(21) 및 제2 권선(22)은 나란히 배치될 수 있다. 즉, 제1 권선(21) 및 제2 권선(22)은 중족과 마주보는 외족에 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이 제1 권선(21)과 제2 권선(22)은 서로 반대 방향으로 감기며, 감긴 횟수는 동일할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 라인 필터를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 권선의 위치가 변경된 라인 필터(100b)가 도시되어 있다. 도 3 및 도 4에서는 코어 내의 두 개의 윈도우의 크기가 다르고, 고주파수 초크와 CM 초크가 각각의 윈도우 영역에 구별되게 형성된 라인 필터가 설명되었다. 그러나, 코어 내의 두 개의 윈도우의 크기는 동일할 수 있다. 또한, 중족을 중심으로 제1 권선(21) 및 제3 권선(31)이 동일한 외족에 배치되고, 제2 권선(22) 및 제4 권선(32)이 동일한 외족에 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 권선(21) 및 제2 권선(22)은 고주파수 초크에 포함되고, 제3 권선(32) 및 제4 권선(33)은 CM 초크에 포함된다.

도 5에 따르면, 라인 필터(100b)는 고주파수 초크와 CM 초크를 포함한다. 고주파수 초크는 코어(10), 제1 권선(21) 및 제2 권선(22)을 포함하고, CM 초크는 동일한 코어(10), 제3 권선(31) 및 제4 권선(32)을 포함한다. 제1 권선(21)과 제3 권선(31)은 중족과 대면하는 일측의 외족에 나란히 감길 수 있다. 그리고, 제2 권선(22)과 제4 권선(32)은 제1 권선(21) 및 제3 권선(31)이 감긴 외족의 타측의 외족에 나란히 감길 수 있다. 즉, 중족을 중심으로 제1 권선(21)과 제3 권선(31)은 일측의 동일한 외족에 감기고, 제2 권선(22)과 제4 권선(32)은 타측의 동일한 외족에 감길 수 있다. 제2 권선(22)은 제1 권선(21)과 대면하도록 배치되고, 제4 권선(32)은 제3 권선(31)과 대면하도록 배치될 수 있다. 제1 권선(21)은 제2 권선(22)과 반대 방향으로 감기고, 제3 권선(31)과 동일한 방향으로 감길 수 있다. 제4 권선(32)은 제3 권선(31)과 반대 방향으로 감기고, 제2 권선(22)과 동일한 방향으로 감길 수 있다. 제1 권선(21)은 제2 권선(22)과 동일한 횟수로 감기고, 제3 권선(31)보다 적은 횟수로 감길 수 있다. 제4 권선(32)은 제3 권선(31)과 동일한 횟수로 감기고, 제2 권선(22)보다 많은 횟수로 감길 수 있다. 권선의 횟수는 인덕턴스, 제거하려는 주파수 대역 등에 기초하여 다양하게 결정될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전원 공급 장치를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 라인 필터(100)를 포함하는 전원 공급 장치(1000a)의 일 실시 예가 도시되어 있다. 전원 공급 장치(1000a)는 라인 필터(100)를 포함하고 라인 필터(100) 주변에 X 커패시터(X-cap) 및 Y 커패시터(Y-cap)를 포함할 수 있다. X 커패시터는 AC 라인의 양 단과 연결되는 커패시터이고, Y 커패시터는 AC 라인과 그라운드 사이에 연결되는 커패시터이다. X 커패시터는 저주파수 노이즈를 줄이는 역할을 하고, Y 커패시터는 고주파수 노이즈를 줄이는 역할을 할 수 있다.

전원 공급 장치(100)는 AC를 입력받아 라인 필터(100) 및 다양한 커패시터를 거쳐 시험 대상 장치(Equipment Under Test: EUT)로 전달할 수 있다. EUT는 전원 공급 장치(100)를 이용하여 전원을 공급하여 시험하려는 장치일 수 있고, 전원 공급 장치(100)를 시험하기 위한 장치일 수도 있다. 일반적인 전자 장치의 경우, EUT 대신 전원을 공급할 전자 장치의 본체 또는 레귤레이터 등이 연결될 수 있다.

일 실시 예로서, 라인 필터(100)의 제1 권선 및 제2 권선이 AC 라인과 연결되고, 제3 권선 및 제4 권선이 EUT와 연결될 수 있다. 즉, 고주파수 초크 부분이 AC 단자와 연결되고, CM 초크 부분이 EUT 단자와 연결될 수 있다.

라인 필터의 동작을 간단히 설명하면, 일정한 시간 내의 전류는 AC 전원으로부터 입력되어 제1 권선, 제3 권선, EUT로 전달되고, 제4 권선, 제2 권선으로 출력될 수 있다. 즉, 정상적인 전류의 경우, 제1 권선을 흐를 때와 제2 권선을 흐를 때 반대 방향이다. 이와 같이 정상적인 전류는 차동 모드이기 때문에 라인 필터로부터 영향을 받지 않을 수 있다. 그러나, 전원 노이즈는 제1 권선과 제2 권선으로 동시에 발생하므로 공통 모드일 수 있다. 상술한 바와 같이, 라인 필터의 코어에서 생성된 자기장은 공통 모드의 전원 노이즈의 흐름을 방해하므로 라인 필터는 전원 노이즈를 제거할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 다른 전원 공급 장치를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 라인 필터(100)를 포함하는 전원 공급 장치(1000b)의 일 실시 예가 도시되어 있다. 전원 공급 장치(1000b)는 라인 필터(100)를 포함하고 라인 필터(100) 주변에 X 커패시터(X-cap) 및 Y 커패시터(Y-cap)를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 전원 공급 장치(100)는 AC를 입력받아 라인 필터(100) 및 다양한 커패시터를 거쳐 시험 대상 장치(Equipment Under Test: EUT)로 전달할 수 있다. 일 실시 예로서, 라인 필터(100)의 제3 권선 및 제4 권선이 AC 라인과 연결되고, 제1 권선 및 제2 권선이 EUT와 연결될 수 있다. 즉, CM 초크 부분이 AC 단자와 연결되고, 고주파수 초크 부분이 EUT 단자와 연결될 수 있다.

도 7의 전원 공급 장치(1000b)는 도 6과 라인 필터의 연결 단자만이 변경되었으므로 다른 설명은 생략한다.

도 8은 중족이 있는 경우와 없는 경우를 테스트한 결과를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면 중족이 있는 코어와 중족이 없는 코어에 제1 내지 제4 권선을 연결한 테스트 결과가 도시되어 있다. 신규 코어는 중족을 포함하는 본 명세서에서 설명한 코어이고, 기존 코어는 일반적인 중족을 포함하지 않는 코어이다. L1은 제1 권선, L2는 제2 권선, L3는 제3 권선, L4는 제4 권선을 의미한다. 제1 권선 및 제2 권선은 고주파수 초크에 포함되고, 제3 권선과 제4 권선은 CM 초크에 포함된다.

도 8을 참조하면, 중족을 포함하는 코어를 사용한 경우, 제1 권선과 제2 권선의 결합도 및 제3 권선과 제4 권선의 결합도는 높다. 즉, 제1 권선과 제2 권선 간의 커플링 계수(couple coefficent: K₁₂)는 1에 가깝다. 반면에 고주파수 초크의 권선과 CM 초크의 권선 간의 결합도는 낮다. 즉, 제1 권선과 제3 권선의 커플링 계수(couple coefficent: K₁₃)는 0에 가깝다. 즉, 고주파수 초크의 권선과 CM 초크의 권선들은 서로 영향을 주지 않고 동작된다. 한편, 중족을 포함하지 않은 코어를 사용하는 경우, 고주파수 초크의 권선과 CM 초크의 권선 간의 결합도도 높다. 즉, 제1 권선과 제3 권선의 커플링 계수(couple coefficent: K₁₃)는 1에 가깝다. 즉, 고주파수 초크의 권선과 CM 초크의 권선들은 서로 영향을 주기 때문에 효율이 좋지 않다. 따라서, 중족을 포함하는 코어에 권선을 감아 일체로 형성된 고주파수 초크 및 CM 초크를 포함하는 라인 필터는 소형화를 할 수 있고, 월등한 성능을 발휘할 수 있다.

100: 라인필터 10: 코어
21: 제1 권선 22: 제2 권선
31: 제3 권선 32: 제4 권선

Claims

기 설정된 주파수 이상의 고주파수 노이즈를 제거하는 고주파수 초크; 및
전체 주파수 대역의 노이즈를 제거하는 CM(Common Mode) 초크;를 포함하고,
상기 고주파수 초크는,
폐회로로 형성되고 중족(middle leg)에 의해 두 개의 윈도우로 구분되는 코어, 상기 코어의 적어도 하나의 외족(outer leg)에 감긴 제1 권선 및 제2 권선을 포함하며,
상기 CM 초크는,
상기 코어, 상기 코어의 일측의 외족에 감긴 제3 권선 및 상기 제3 권선이 감긴 상기 코어의 외족과 대면하는 타측의 외족에 감긴 제4 권선을 포함하고,
상기 제1 권선과 상기 제2 권선은 와인딩 횟수가 동일하고, 상기 제3 권선과 상기 제4 권선은 와인딩 횟수가 동일하고,
상기 제1 권선의 와인딩 횟수는 상기 제3 권선의 와인딩 횟수보다 작은, 라인 필터.
제1항에 있어서,
상기 고주파수 초크의 상기 제1 권선 및 상기 제2 권선은 상기 코어의 두 개의 윈도우 중 제1 윈도우 영역의 외족에 감기고,
상기 CM 초크의 상기 제3 권선 및 상기 제4 권선은 상기 코어의 두 개의 윈도우 중 제2 윈도우 영역의 외족에 감기는, 라인 필터.
제2항에 있어서,
상기 제1 권선은 상기 제1 윈도우 영역의 상기 중족과 인접한 일측의 외족에 감기고, 상기 제2 권선은 상기 제1 윈도우 영역의 상기 제1 권선이 감긴 일측의 외족과 대면하는 타측의 외족에 감기는, 라인 필터.
제2항에 있어서,
상기 제1 권선 및 상기 제2 권선은 상기 제1 윈도우 영역의 상기 중족과 대면하는 일측의 외족에 나란히 감기는, 라인 필터.
제1항에 있어서,
상기 제1 권선과 상기 제3 권선은 상기 중족과 대면하는 일측의 외족에 나란히 감기고, 상기 제2 권선과 상기 제4 권선은 상기 중족과 대면하는 타측의 외족에 나란히 감기며,
상기 제2 권선은 상기 제1 권선과 대면하도록 배치되고, 상기 제4 권선은 상기 제3 권선과 대면하도록 배치되는, 라인 필터.
제1항에 있어서,
상기 코어의 두 개의 윈도우는 면적이 상이한, 라인 필터.
제1항에 있어서,
상기 제1 권선과 상기 제2 권선은 와인딩 방향이 서로 반대이고, 상기 제3 권선과 상기 제4 권선은 와인딩 방향이 서로 반대인, 라인 필터.
삭제
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외부로부터 전원을 입력받는 전원부; 및
상기 입력받은 전원에 포함된 노이즈를 제거하는 라인 필터;를 포함하고,
상기 라인 필터는,
기 설정된 주파수 이상의 고주파수 노이즈를 제거하는 고주파수 초크, 및
전체 주파수 대역의 노이즈를 제거하는 CM(Common Mode) 초크를 포함하며,
상기 고주파수 초크는 폐회로로 형성되고 중족(middle leg)에 의해 두 개의 윈도우로 구분되는 코어, 상기 코어의 적어도 하나의 외족(outer leg)에 감긴 제1 권선 및 제2 권선을 포함하며,
상기 CM 초크는 상기 코어, 상기 코어의 일측의 외족에 감긴 제3 권선 및 상기 제3 권선이 감긴 상기 코어의 외족과 대면하는 타측의 외족에 감긴 제4 권선을 포함하고,
상기 제1 권선과 상기 제2 권선은 와인딩 횟수가 동일하고, 상기 제3 권선과 상기 제4 권선은 와인딩 횟수가 동일하고,
상기 제1 권선의 와인딩 횟수는 상기 제3 권선의 와인딩 횟수보다 작은, 전원 공급 장치.