KR900008362B1

KR900008362B1 - 노이즈 필터 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR900008362B1
Application number: KR1019870015011A
Authority: KR
Inventors: 다게시 이게다
Original assignee: 다게시 이게다
Priority date: 1987-01-14
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1990-11-17
Also published as: KR880009480A; DE3871961T2; US4847575A; JP2770278B2; JPS63174416A; DE3871961T3; US5030933A; DE3871961D1; US4870729A; EP0275093B1; EP0275093A2; EP0275093A3; EP0275093B2

Abstract

내용 없음.

Description

노이즈 필터 및 그의 제조 방법

제1도는 본 발명에 의한 노이즈 필터의 제조 방법 및 구조를 나타낸 도면.

제2도는 본 발명에 의한 노이즈 필터를 설명하는 도면.

제3도 내지 제5도는 본 발명의 노이즈 필터의 여러가지 샘플의 감쇠 특성도.

제6도는 본 발명의 다른 실시예의 리이드 선 배치도.

제7도는 종래의 분포 정수형 노이즈 필터의 설명도.

본 발명은 노이즈 필터, 특히 DC 전원 회로 및 디지탈 또는 아나로그 IC 등의 전원 회로에 적합한 분포 정수형 노이즈 필터 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

전자 회로는 건전지 또는 실용 AC 전원을 정류 회로로 평활하여 얻는 직류 전원 전압으로 작동되는 것이 일반적이다. 1 이상의 임의 직류 전압을 얻기 위해 일반적으로 DC-DC 변환기(스위칭형 조절기)를 사용한다. 이 스위칭등의 과도 전류에 의해, 또는 사용하는 디지탈 IC 등의 스위칭 동작에 기인하는 부하 변동에 의해, 전원 회로에는 각종의 주파 성분이 큰 노이즈를 포함한다. 그러한 노이즈는 마찬가지로 기계내의 다른 회로로 전원선을 거쳐서, 또는 복사에 의해 전파되어 오동작 또는 S/N 비 저감등의 영향을 받는다. 또, 근처에서 사용하는 다른 전자 기기의 동작 방해에도 영향을 끼친다.

이러한 노이즈를 방지하거나 감소시키기 위해 일반적으로 노이즈 필터가 사용되었다. 특히, 최근에는 각종의 고성능 전자 기기를 여러개 사용하므로, 노이즈에 대한 규제도 강화되었다.

현재 시판되고 있는 대부분의 노이즈 필터는 별개의 인덕턴스와 콘덴서를 사용하지만, 콘덴서의 리드선에 비드 코어(bead core)를 삽입하여 인덕턴스를 증가시킨 LC 복합 부품을 사용하는 집중 정수형이다. 그러나, 기술 문헌에는, 예를들면 일본국 특허 공개 공보 소화 54-83736호 등에 분포 정수형 노이즈 필터가 제안되었다. 그러한 노이즈 필터의 단순한 예를 제7도(a)에 도시한 바와 같이, 알루미늄등의 벨트형 도통전도체(3)과 마찬가지의 접지 도체(5)를 다소 폭이 넓은 유전체 시트(6)에 적층시켜 제7도(b)와 같이 원통형으로 감는 것이다. 도통 전도체(3)의 양쪽 끝부분에는 입출력 단자로 되는 리이드선(1), (2)가 접속되고, 접지 도체(5)의 한쪽끝에는 접지 리이드 선(4)가 접속되어 있다. 이와같이 구성하는 것에 의해, 리이드선(1), (2)사이에는 그 길이 및 권선 수에 대응한 인덕턴스가 얻어지며, 도통 전도체(3)과 접지 도체(5)사이는 얇은 유전체 시트(6)를 끼워서 대향하므로, 큰 콘덴서가 얻어진다. 따라서, 제7도(c)에 등가회로로 나타낸 바와 같은 분포 정수형 노이즈 필터가 얻어진다.

그러한 분포 정수형 노이즈 필터는 구조가 간단하고 감쇠 특성도 비교적 넓은 주파수 영역에 걸쳐서 일반적으로 양호하다. 그러나, 그러한 노이즈 필터는 실용적이지 못하다. 그 주된 이유는 비교적 작은 크기에도 불구하고, 적어도 3개의 리이드 선을 접속하기 위해 제조가 곤란하고, 또 제조된 노이즈 필터의 감쇠 특성에 큰 차이가 생겨 감쇠 특성 및 리이드 선 배치등의 효율이 저하되고 생산성도 저하되기 때문이다.

따라서, 본 발명의 목적은 감쇠 특성이 대략 균일하고, 충분히 소형화가 가능하여 생산성이 우수한 분포정수형의 노이즈 필터 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 노이즈 필터는 다음의 조건을 만족하도록 구성되어 있다.

(1) 도통 전도체와 접지 도체를 감을때에, 도통 전도체의 한쪽의 리이드 선(제1의 리이드 선)과 접지 도체의 접지 리이드 선이 서로 근접하게하면 우수한 감쇠 특성이 얻어진다.

(2) 노이즈 필터를 감은 후에 압축하여 대략 타원형으로 성형하고, 각각의 리이드 선을 서로 충분한 간격을 마련하여 프린트 기판등의 부착이 용이하고, 납땜 동작 동안 열에 의한 물리적 스트레스에 충분히 견디도록 3개의 리이드선을 일직선으로 배치하였다.

즉, 양쪽 도체의 감는 축은 충분히 작게(약 2∼3mm)하고, 도통 전도체의 제1의 리이드 선과 접지 도체의 접지 리이드 선을 약 1/4∼3/4회전, 바람직하기는 1/4∼1/2회전 위치 내에 배치한다. 도통 도체의 다른 리이드 선(제2의 리이드선)은 제1의 리이드 선 또는 제2의 리이드 선의 어느쪽과 감는축 중심을 이는 직선의 영장선상 근방에 배치한다. 이것에 의해, 도통 전도체 및 접지 도체의 전개시의 제1의 리이드 선과 접지 리이드 선 간격은 제1 및 제2의 리이드 선 사이의 간격의 적어도 수 %이내, 바람직하기는 약 2.5%이내에 포함된다. 감은후, 감긴 도체와 유전체 막은 축으로부터 옮겨지고, 3줄의 리이드 선이 대략 직선상의 나란한 방향으로 압축되어 타원형으로 형성되고, 필요에 따라서 감긴 부분을 에폭시 수지등에 의해 코팅하여도 좋다.

제1도(a), (b), (c) 및 (d), (e), (f)는 본 발명에 따른 노이즈 필터의 2가지 실시예이다. (a)와 (d)는 리이드 선측에서 본 도체 및 유전체 시트의 감긴부(19)이며, (b)와 (e)는 리이드 선측에서 본 것으로 감긴부(10)을 압축한 것이다. (c)와 (f)는 완성된 노이즈 필터이다. 제1도에서, 도체 및 유전체 시트의 감긴 방향은 시계 방향이다.

제1도(a)∼(c)에 도시한 제1의 실시예에서, 도통 전도체(3)의 제1의 리드선은 직경 약 2∼3mm의 축(12) 주위에 먼저 배치 된다. 접지 도체(5)의 접지 리이드 선(4)는 제1의 리이드 선(1)에서 1/4∼1/2회전시킨 위치에 배치된다. 그후, 소정 길이의 도통 전도체(3)과 접지도체(5)를 연속해서 감고, 도통 전도체(3)의 제2의 리이드 선(2)위치가 제1의 리이드 선(1)과 축(12)의 중심을 이은 연장선(14)위 또는 근처에 오도록 한다. 다음에, 감긴 부(10)은 라인(14)에 대해 수직으로 압축되어, 제1도(b)에 도시한 바와 같이 축(12)의 중심 공간(12')를 형성하여, 각각의 리이드 선(1), (2) 및 (4)는 직선상으로 나란히되고 각각의 간격이 확대된다. 접지 리이드 선(4)를 제1의 리이드 선(1)보다 약 1/4회전 위치만큼 먼저 배치하고, 도시한 위치와 대칭축으로 하여도 좋다. 완성된 노이즈 필터는 제1도의 (c)에 도시한 바와 같이 대략 타원형의 감긴부(10')와 감긴부(10')의 한쪽측으로 연장하는 정렬 리이드 선(1), (2), (4)로 구성된다. 감긴부(10')의 외부 표면에는 금속 박막등으로 성형하거나 에폭시 등의 보호 코팅을 실시하여도 좋다. 이러한 노이즈 필터의 실질적인 실시예에서, 접지 리이드 선(4)는 도통 전도체(3)의 제1 및 제2의 리이드 선(1) 및 (2)의 사이에 배치된다.

다음에, 제1도(d)∼(f)에 도시한 바와같이, 본 발명에 따른 노이즈 필터의 제2의 실시예의 경우에, 제1의 리이드선(1)과 접지 리이드 선(4)가 약 1/4회전 이동하지만, 제1의 실시예와 달라서, 제2의 리이드선(2)는 접지 리이드 선(4)를 포함하는 연장선(14')에 있다. 감기부는 연장선(14')에 수직으로 압축되어 제1도(d)에 도시한 바와 같이 되므로, 3개의 리이드 선은 (4), (1), (2)순서로 배열된다. 제1도(d)에 도시한 경우와 다르게, 접지 리이드 선(4)를 약 1/4회전하여 제1의 리이드 선(1)의 앞쪽에 배치하여 라인(14')에 대하여 리이드 선 배열을 대칭적으로하여도 좋다.

본 발명에 따른 노이즈 필터의 감쇠 특성을 제2도 내지 제6도에 따라 설명한다.

제2도는 도통 전도체(3)의 제1 및 제2의 리이드 선(1), (2)위치와 접지 도체(5)의 접지 리이드 선(4)의 위치의 상대 관계가 노이즈 필터의 동작, 즉 감쇠 특성에 어떠한 영향을 미치는 가를 나타내기 위해 도체(3), (5)와 각각의 리이드 선(1), (2), (4)의 전개도를 나타낸다. 본 발명의 효과를 조사한 실험에서, 제2도에 도시한 바와 같이, 도체(3), (5)로서 길이 60cm, 폭 10mm, 두께 50㎛의 알루미늄 박막을 사용하였다. 제2도에 도시하지 않는 유전체 시트(6)에는 폭 6mm, 두께 25㎛의 마일라(mylar)테이프를 사용하였다. 리이드 선(1), (2), (4)는 직경 0.8mm의 선을 사용하였다. 제2도(a)에 도시한 바와 같이, 제1의 리이드선(1)은 도통 전도체(3)의 왼쪽끝에서 5cm되는 위치에 접속하였고, 제1 및 제2의 리이드 선(1), (2)사이를 40cm로하여 도체를 약 25회 감을 수 있게 하였다. 접지 도체(5)의 접지 리이드 선(4)를 제1의 리이드 선(1)의 대응 위치 A, 제1의 리이드 선 위치 A에서 오른쪽으로 2cm 이동된 위치 B, 제1 및 제2의 리이드선 사이의 중간 위치 C, 제2의 리이드 선(2)에 대응하는 위치 E에 배치한다.

이러한 노이즈 필터 샘플의 감쇠 특성을 제3도에 도시하였다. 노이즈 필터의 감쇠 특성은 접지 리이드선(4)를 제1 또는 제2의 리이드 선(1), (2)에 대응하는 위치 A, E에 접속하는 노이즈 필터의 경우에는 양호하지만, 그곳에서 떨어진 위치 B, C의 경우에는 감쇠도가 현저하게 저하하고, 실용적으로 사용할 수 없는 것이 판별되었다. 그러나, 위치 A, E의 경우에는 리이드 선(1)과 (4) 또는 (2)와 (4)가 서로 얇은 유전체 시트(6)을 거쳐서 대향하므로, 충분한 물리적 간격을 얻을 수 없어, 배선 및 납땜등의 작업에 의해 단락될 위험이 높고 실용적으로 사용할 수도 없다. 따라서, 제2도(c)에 도시한 바와 같이, 접지 리이드 선(4)를 제1의 리이드 선(1)과 대응하는 위치 B'를 기준으로 0.5cm 간격씩 좌우로 이동시킨 위치 A'∼F'에 배치한 노이즈 필터 샘플에 대하여 감쇠 특성을 상세히 조사하면, 제4도의 A'∼F'에 도시한 감쇠 특성이 얻어진다. 제4도는 접지 리이드 선(4)의 위치가 제1의 리이드 선과 겹친 위치 B'에서 최대의 감쇠도가 얻어지며, 이 위치에서 멀어지는 것에 대응하여 감쇠도도 저하한다. 접지 리이드 선(4)가 제1의 리이드선의 어느쪽으로 멀어져도, 즉 접지 리이드 선(4)를 제1의 리이드 선(1)에 대하여 좌우로 멀어져도 실질적 차이는 없다. 또, 이동 거리가 0.5cm(제1 및 제2의 리이드 선 간격 40cm의 1.25%)에서는 최대 감쇠도는 6dB(약 16%, 단 선형 스케일의 절대치에서는 1/2의 감쇠)저하하고, 1cm(2.5%) 이동하면 11dB(약 29%)저하한다는 것이 판별되었다.

또, 다른 샘플의 노이즈 필터에 대하여 감쇠 특성을 조사하기 위해, 도통 전도체(3)과 접지 도체(5)로서 전체 길이를 약 100cm로하고, 제1 및 제2의 리이드 선(1), (2) 간격을 제2도의 샘플의 약 2배인 80cm로 하여 실험하였다. 이 결과는 제5도에 도시하였다. 즉, 제1의 리이드 선(1)과 접지 리이드 선(4)의 위치가 1cm 이동마다 최대 감쇠도는 약 5dB 저하하게 되고, 제1리이드 선(1)과 접지 리이드 선(4)의 이동과 제1 및 제2의 리이드 선(1), (2)사이의 간격에 대한 비율이 같으면 감쇠 특성의 저하도 대략 동일하였다.

이상의 설명으로부터 이해하기 쉽게, 본 발명의 박막 분포 정수형 노이즈 필터에 있어서는 충분히 작은 직경 축(12)를 사용하여, 도통 전도체(3)의 제1의 리이드 선(1)과 접지도체(5)의 접지 리이드 선(4)를 축(12)의 약 1/4∼1/2회전 위치, 또는 제1 및 제2의 리이드 선(1), (2)간격이 충분히 큰 경우에는 1/4∼3/4회전 위치를 이동시켜 리이드 선(1), (4)를 배치할 필요가 있다. 예를들어, 양쪽의 리이드 선(1), (4)의 물리적 위치가 소정 위치에 있어서도, 1회전 이상 이동하게 되면 우수한 감쇠도가 얻어지지 않는 것은 물론이다. 또, 접지 리이드 선(4)를 제2의 리이드 선(2)위치의 근처에 배치하면, 감긴 부(10)의 바깥 부분의 바깥 지름이 크게되므로, 3개의 리이드 선을 정렬 형으로 하기 위해 예를들면 1/2회전 위치 이동시키면, 양리이드선 간격이 크게 이탈되어, 감쇠도의 저하가 현저하게 된다. 따라서, 제1도에 도시한 실시예와 같은 노이즈필터가 전기적 특성의 균일성, 양산성의 점에서 최적이다.

제1의 리이드 선(1), 제2의 리이드 선(2)과 접지 리이드 선(4)의 배열은 제1도(c) 또는 제1도(f)의 어느 것이어도 비교적 저주파에서는 대략 같지만, 고주파(100MHz) 이상에서는 (c)와 같이 접지 리이드 선(4)를 중간에 배치하는 것이 바람직하다. 이것은 (f)의 경우에는 입출력 단자로 되는 양 리이드 선(1), (2)간격이 적고, 신호의 직접 결합이 생긴 것으로 추측된다. 또한, 도통 전도체보다 접지 전도체의 폭을 넓게하는 것이 더욱 효과적이다. 제1 및 제2의 리이드 선은 모두 입출력 단자로서 사용하여도 우수한 감쇠 특성이 얻어진다. 그러나, 제3도 A의 특성 곡선은 각각 입출력 단자로서 제1 및 제2의 리이드 선을 사용한 것이다. 한편, 제3도 E의 특성 곡선은 캐파시터 입력형에서 제1 및 제2의 리이드 선을 교대하는 소위 초크 입력형 노이즈 필터로 된다. 초크 입력형 노이즈 필더는 10MHz 정도의 비교적 저주파에서 큰 감쇠도가 얻어지지만, 30∼50MHz의 주파수 대역에서 감쇠도는 저하된다. 2개의 다른 노이즈 필터를 종속 접속하면 광 주파수 영역에 거쳐서 고 감쇠도의 양호한 노이즈 필터가 얻어진다.

도통 전도체와 접지 도체가 비교적 길고 감긴 수도 많은 노이즈 필터의 경우에, 제6도(a), (b) 또는 (c), (d)와 같이 접지 리이드 선(4)와 제1의 리이드 선(1)의 간격을 약 1/2 회전하여, 제2의 리이드 선(2)의 위치를 대략 제1의 리이드 선(1)과 접지 리이드 선(4)를 연결하는 선의 대략 연장선 상에 배치하여도 좋다. 동일 도면(a), (b)의 경우에는 접지 리이드 선(4)가 바깥측에 비치되고, 동일도면(c), (d)의 경우에는 중간에 배치된다. 이 경우의 제1의 리이드 선(1)과 접지 리이드 선(4)의 간격은 축(12)의 직경을 3mm로 하면, 약 5mm로 된다.

상술한 실시예에서는 도통 전도체와 접지 도체를 각각 1매 사용하는 비대칭(노말 모드)형 노이즈 필터이지만, 양 도체를 각각 1쌍 사용하여 각각 유도체 시트를 거쳐서 감는 대칭(공통모드)형 노이즈 필터에도 본 발명은 실시 가능하다. 그 경우에는, 도통 전도체와 접지 도체의 각 쌍의 제1의 리이드 선 및 접지 리이드선을 축에 대해서 대략 반회전 엇갈려서 배치하면 좋다.

그리고, 상술한 실시예에서는 접지 도체(5)와 연속이었지만, 여러개, 예를들면 2분할하여 각각 접지 리이드 선을 접속하는 것도 가능하다. 이 분할 접지 도체의 사용에 의해 최대 감쇠도를 한층 높게 하는 것이 가능하다. 이 경우에 있어서도 도통 전도체의 제1의 리이드 선과 제1의 접지 도체의 접지 리이드 선은 상술한 위치 관계로 설정하는 것이 감쇠 특성의 균일화를 위한 필수 조건이다.

또, 인덕턴스를 증가하고자 하는 경우에는 감긴 중심부에 자기 코어를 삽입하거나 자성체를 도통 전도체 또는 접지 도체로서 사용하면 좋다.

상술한 바와같이, 본 발명의 분포 정수형 노이즈 필터에 의하면, 도통 전도체의 제1의 리이드 선과 접지도체의 접지 리이드 선의 위치 관계를 1회전 이내, 바람직하기는 1/4∼3/4회전 이동시키고, 도통 전도체의 제2의 리이드 선 위치를 제1의 리이드 선 또는 접지 리이드 선과 축 중심을 포함하는 연장선상의 근처에 배치하는 것에 의해, 높고 대략 균일한 감쇠 특성이 얻어지고, 각각의 리이드 선이 소정의 관계로서 직선상에 배열되므로, 양산성이 우수한 노이즈 필터가 얻어진다. 따라서, 본 발명은 종래 노이즈 필터의 문제점이었던 전기적 특성의 불균일 및 낮은 생산성이란 결점이 해소되었다.

Claims

제1 및 제2의 리이드 선(1, 2)를 갖는 박막 도통 전도체(3)과 접지 리이드선(4)를 갖는 박막 접지도체(5), 상기 양 도체의 사이에 유전체 시트(6)를 형성하여 환형으로 감겨져 있는 상기 양도체를 포함하는 분포 정수형 노이즈 필터에 있어서, 상기 박막 도통 전도체(3)의 상기 제1의 리이드 선(1)과 상기 박막 접지도체(5)의 상기 접지 리이드 선(4)는 서로 근접하여 있고 1/4∼3/4회전 이동시켜서 상기 제1 및 접지 리이드(1, 4)와 상기 제2의 리이드선(2)를 직선상으로 배치하는 노이즈 필터.
특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 접지 리이드 선(4)는 상기 제1 및 제2의 리이드 선(1, 2)사이에 위치하는 노이즈 필터.
특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 접지도체(5)의 폭은 상기 박막 도통 전도체(3)의 폭보다 넓게 선택되는 노이즈 필터.
제1 및 제2의 리이드 선(1, 2)를 갖는 박막 도통 전도체(3)과 접지 리이드선(4)를 갖는 박막 접지 도체(5), 상기 양도체의 사이에 유전체 시트(6)을 형성하여 환형으로 감겨져 있는 상기 양도체를 포함하는 노이즈 필터에 있어서, 상기 접지 리이드 선(4)는 상기 제1의 리이드 선(1) 근처에 접속되어 있으나 상기 접지 리이드 선과 상기 제1의 리이드 선 사이의 거리를 상기 제1의 리이드 선과 상기 제2의 리이드 선(2)사이의 거리의 2.5%로 분리되어 형성되는 노이즈 필터.
박막 도통 전도체(3)의 제1의 리이드 선(1)과 박막 접지도체(5)의 접지 리이드 선(4)를 접속하는 공정, 상기 제1 및 접지 리이드 선(1,4)를 1/4∼3/4회전 분리시켜서 감는 축 주위에 상기 양 도체와 유전체시트(6)를 감는 공정, 제1 또는 접지 리이드 선(1,4)와 상기 감는축 중심의 연장선 상 또는 그 근처에 상기 박막 도통전도체(3)의 제2의 리이드 선(2)를 접속하는 공정, 상기 연장선에 대하여 수직 방향으로 감긴 것을 압축하여 상기 제1, 제2 및 접지 리이드 선을 직선상으로 배열하는 공정을 포함하는 노이즈 필터의 제조방법.
특허청구의 범위 제5항에 있어서 또, 감긴 부분을 에폭시 또는 다른 수지로 코팅하는 공정을 포함하는 노이즈 필터의 제조 방법.
박막 도통 전도체(3)의 제1의 리이드 선(1)과 박막 접지도체(5)의 접지 리이드선(4)를 접속하는 공정, 상기 제1 및 접지 리이드 선(1, 4)를 1/2회전 분리시켜서 감는축 주위의 상기 양 도체와 그 사이의 유전체 시트(6)을 감는 공정, 상기 제1 및 접지 리이드 선(1, 4)을 갖는 연장선 근처 또는 위에 상기 박막 도통 전도체(3)의 제2의 리이드 선(2)를 접속하는 공정을 포함하는 노이즈 필터의 제조 방법.
특허청구의 범위 제5항에 있어서, 상기 제2의 리이드 선(2)는 상기 제1의 리이드 선(1)과 상기 감는축 중심의 연장선상 근처에 접속되는 노이즈 필더의 제조 방법.