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초크코일 CHOKE COIL

코일이란

CORE(자성체)에 전선을 감은 단순한 구조, 코어재에 따라 성능 및 특성 결정

코일이 임피던스를 갖는 원리

코일 양단에 교류전압 V를 더하여 전류가 흐를 때, 전류가 시간적으로 변화하면 코일의 코어재의 자속이 시간적으로 변화하여, 자속변화가 전자유도에 의한 기전력이 발생한다. 따라서 이 기전력은 코일의 전류 변화를 방해하기 쉽다. 이것을 자기유도라 하며, 이 전류를 방해하려는 현상이 임피던스이다.

코일을 결정하는 기본 파라메타(B-H커브에 의한 μ, Bm, )

- 최대자속밀도 Bm : 코일은 자속이 변화함에 따라 인덕턴스로 작용한다. 전류가 증가하면 자속도 증가 하지만, 자속밀도 Bm 이상으로 증가할 수 없다. 이 상태를 자기포화라 한다. 자기포화 되면 자속변화가 일어나지 않으므로 코일은 단순한 전선이 되어 버린다. 일반적으로 Bm은 온도 특성을 갖는다.

- 투자율μ : 전류에 의존하며, 코일의 인덕턴스는 전류에 따라 변한다. μ가 크면 인덕턴스도 커지며, 온도특성을 갖고 있어 온도상승과 더불어 커지지만 퀴리점부터 급격히 감소한다.

코일의 종류

소신호용 코일

고주파 필터 또는 소신호용 초크에 사용, 포화전류 초과 시 특성이 나빠짐

노이즈 방지용 코일(CM용 / DM용)

캐패시터와 조립한 로우패스 필터를 구성하여 높은 주파수의 성분의 노이즈 제거

역률개선 코일

사용 주파수의 큰 전류를 제어하여 역률 개선, 크고 무거운 형상

평활용 코일

SMPS의 2차측 평활용에 사용, 큰 전류로 인한 자기포화 주의

가포화 인덕턴스

B-H 커브가 급격히 상승하는 코어재를 사용, 매그앰프 타입의 SMPS에 사용

CORE의 분류

core의 분류 테이블
MODE 재료명 초기 투자율 적용 주파수 COST
DM Iron Power 5 ~ 82 ~ 100MHZ 저가화살표고가
Kool MU 60 ~ 125 ~ 1MHZ
Sendust 26 ~ 125 ~ 2MHZ
High Flux 14 ~ 160 ~ 1MHZ
MPP 14 ~ 550 ~ 1MHZ
Amorphous(Iron-base) 5,000 ~ 10,000 ~ 0.5MHZ
CM Ferrite(Mn-Zn) 750 ~ 15,000 ~ 2MHZ 저가화살표고가
Ferrite(Ni-Zn) 10 ~ 1,500 ~ 100MHZ
Amorphous(Cobatt-base) 60,000 ~ 100,000 ~ 0.5MHZ
Finement 30,000 ~ 50,000 ~ 0.5MHZ
  • 투자율↑, 인덕턴스↓, DC0BIAS↓ : COMMON 적용
  • 초기투자율↓ : 고주파
  • 초기투자율↓ : 저주파
  • 자성재료의 임피던스에 따라 코일의 주파수 결정

코일의 권선방법

코일의 권선방법은 인덕터의 제특성, 전류량, 사용주파수를 결정하는데 매우 중요하며 권선방법은 다음과 같이 여러가지방법이 있다.

  • - 듬성듬성 1층만 감는 권선
  • - 조밀하게 1층만 감는 권선
  • - 여러층으로 감는 권선
  • - 분할 권선
  • - 2선을 묶어 하나로 권선하는방법

코일소자(CORE) 용어

투자율(Permeability)

자성재료의 특징을 결정짓는 가장 중요한 용어로 재료의 특성, 장의세기, 주파수 그리고 온도에 따라 변하는 특성을 갖으며 단위는 사용하지 않는다. 일반적으로 자성재료내 유기된 자속밀도와 이를 일으키는 자화력(자계)의 비로 정의된다.

자속(B : Wb, ψ)

N극에서 S극으로 향하여 작용하는 자력의 모양을 자력선이라 하며, 이 자력선의 모임을 자속이라 한다.

자속밀도(Gauss, : Wb/㎡)

자력선에 수직방향의 단위면적을 통과하는 자력선의 총수도체에 전류 i를 흘리면 도체(l)에 걸리는 힘 F는 F(N)=i(A)×B×l(M), B=F/i×l[Am][T]

자계(H : AT/m, Oe)

자력선에 존재하는 영역은 자력이 작용하는 것이므로 이 공간을 자장이라 한다. 자계내의 한곳에 단위 정극을 두었을 때, 여기에 작용하는 자기력의 세기가 그 점의 자계의 세기가 된다.

포화자속밀도(Bs : m/T)

자계의 세기가 어떤 크기에 도달했을 때 포화하여 더 이상 자속밀도가 증가하지 않는 점. Bs가 클수록 큰 전압을 제어할수 있다.

큐리온도(Tc : ℃)

CORE가 강자성으로부터 상자성으로 이동하는 임계온도를 말한다. μmax 의 80%와 20%가 되는 점을 직선으로 연결했을 때 μ=1 이 되는 점의 온도로서 CORE선택 시 중요한 요소가 된다.

Q

인덕터 제조후 COIL에 전류를 흘리면 1/2 U2 의 에너지가 저장되어야 하는데 CORE와 동선의 손실에 의해 저장능력이 떨어진다. Q는 권선저항이 매우 작은 DC저항뿐이므로 매우 크다. 그러나 주파수가 증가하면서 표피효과와 권선용량 때문에 Q는 작아진다.

인덕턴스계수( AL )

코어의 형상 트로이달, E, U, Pot에 따라 예측되는 인덕턴스에 관한 정보를 얻기 위해 정해진 용어로 코어의 권선에 자주 사용되는 용어이다. 이값은 통상 제조자가 AL 값이라 하여 데이타로서 주어진다.


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