WO2025206776A1 - Inductor - Google Patents
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- WO2025206776A1 WO2025206776A1 PCT/KR2025/003959 KR2025003959W WO2025206776A1 WO 2025206776 A1 WO2025206776 A1 WO 2025206776A1 KR 2025003959 W KR2025003959 W KR 2025003959W WO 2025206776 A1 WO2025206776 A1 WO 2025206776A1
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- inductor
- coil
- leg
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from AC input or output
Definitions
- the present invention relates to an inductor and an inductor module including the same.
- Solar power generation is becoming widely adopted as an eco-friendly energy source, replacing conventional chemical and nuclear power generation.
- Solar power generation can be either standalone, with a battery connected to a converter, or grid-connected.
- Standalone systems typically consist of solar cells, storage batteries, and power conversion equipment, while grid-connected systems are connected to commercial power sources, enabling the exchange of power with load grid lines.
- Inverters utilize inductors to boost the voltage during power conversion.
- the size of these inductors is a key factor in overall circuit density, and technology that can reduce their size is essential.
- the technical problem to be solved by the present invention is to provide an inductor having a high power density and an inductor module including the same.
- an inductor includes a first core including a first base, a first outer leg extending in a first direction from an edge of one side of the first base, and a first middle leg extending in the first direction from a center of the one side of the first base; a second core including a second base, a second outer leg extending in a direction opposite to the first direction from an edge of one side of the second base, and a second middle leg extending in a direction opposite to the first direction from a center of the one side of the second base; a third core including a third base, a third outer leg extending in a direction opposite to the first direction from an edge of one side of the third base, and a third middle leg extending in a direction opposite to the first direction from a center of the one side of the third base; a first coil wound around the first middle leg and the second middle leg; And a second coil wound around the third intermediate leg, wherein the first intermediate leg and the second intermediate leg extend in
- first base, the first outer leg, and the first middle leg may each be formed as a block.
- the first coil may be an inverter side inductor coil
- the second coil may be a grid side inductor coil
- the first coil may be placed in a space surrounded by one surface of the first base, the inner surface of the first outer leg, the one surface of the second base, and the inner surface of the second outer leg.
- the length of the second extremity in the first direction may be longer than the length of the third extremity in the first direction.
- the first extremity is a 1-1 extremity positioned on one side of the first base;
- It may include 1-2 outer legs arranged on the other side of the first base.
- first base, the first outer leg, and the first middle leg may each be formed as a block.
- the first coil may be an inverter side inductor coil
- the second coil may be a grid side inductor coil
- inductance can be increased within the same size by utilizing the coupling of the core. Furthermore, the quality of current flowing into the system can be maximized at the same power density, and the efficiency and power density of the inverter's power conversion circuit can be increased.
- FIG. 1 illustrates an inductor according to one embodiment of the present invention.
- FIG. 5 illustrates an inductor module according to one embodiment of the present invention.
- Fig. 6 illustrates an inductor module according to an embodiment of the present invention.
- Fig. 7 illustrates an inductor module according to a comparative example of the present invention.
- FIG. 1 illustrates an inductor according to one embodiment of the present invention.
- FIGS. 2 to 4 are drawings for explaining an inductor according to an embodiment of the present invention.
- the inverter driving unit may include a power conversion element and a switching element or an MCU for controlling the power conversion element.
- the power conversion element may include a passive element such as an inductor or a capacitor, and may include a switching element implemented as a FET or a diode, and may include an MCU for controlling the switching element.
- various elements for converting power may be included, or elements for implementing functions other than power conversion may be included.
- the first core (110) includes a first base (111), a first outer leg (112), and a first middle leg (113).
- the first base (111) may have a plate shape.
- a first outer leg (112) and a first intermediate leg (113) may be extended and arranged from the first base (111).
- the first outer leg (112) extends in a first direction from an edge of one side of the first base (111).
- the first direction may be an upper direction of the first base (111).
- the first outer leg (112) may include a first-first outer leg and a first-second outer leg extending from one side, an opposite side of the one side, and both sides of the first base (111).
- the first intermediate leg (113) extends in the first direction from the center of one side of the first base (111).
- the cross-sectional area of the first intermediate leg may be formed in a circular or rectangular shape.
- the first core (110) may include a first intermediate leg (113) in the center from the first base (111), a first-first outer leg and a first-second outer leg arranged on both sides of the first intermediate leg (113).
- the second core (120) includes a second base (121), a second outer leg (122), and a second middle leg (123).
- the second base (121) may have a plate shape.
- a second outer leg (122) and a second middle leg (123) may be extended and arranged from the second base (121).
- the second outer leg (122) extends from an edge of one side of the second base (121) in a direction opposite to a first direction.
- the direction opposite to the first direction may be a direction facing the first core (110).
- the second outer leg (122) may include two outer legs extending from one side of the second base (121) and the opposite side of the one side, that is, from both sides.
- the second middle leg (123) extends from the center of one side of the second base (121) in a direction opposite to the first direction.
- the cross-sectional area of the second middle leg may be formed in a circular or rectangular shape.
- the second core (120) may include a second intermediate leg (123) in the center from the second base (121) and two second outer legs (122) arranged on both sides of the second intermediate leg (123).
- the first core (110) and the second core (120) can be in contact with each other to form one core.
- the first outer leg (112) and the first middle leg (113) of the first core (110) can be in contact with and combined with the second outer leg (122) and the second middle leg (123) of the second core (120), respectively.
- a space surrounded by the first base (111), the first outer leg (112), the second base (121), and the second middle leg (122) can be formed.
- the first middle leg (113) and the second middle leg (123) can be positioned at the center of the space.
- the second base (121), the second outer leg (122), and the second middle leg (123) can each be formed as blocks.
- the blocks can be formed using magnetic powder, and the blocks can be assembled to form the second core (120).
- each block can be a ferromagnetic block. Or, it can be a soft magnetic block. It goes without saying that the second base (121), the second outer leg (122), and the second middle leg (123) can be formed as a single unit.
- the third core (130) includes a third base (131), a third outer leg (132), and a third middle leg (133).
- the third base (131) may have a plate shape.
- a third outer leg (132) and a third intermediate leg (133) may be extended and arranged from the third base (131).
- the third outer leg (132) extends from an edge of one side of the third base (131) in a direction opposite to a first direction.
- the direction opposite to the first direction may be a direction facing the second core (120).
- the third outer leg (132) may include two outer legs extending from one side of the third base (131) and the opposite side of the one side, that is, from both sides.
- the third intermediate leg (133) extends from the center of one side of the second base (121) in a direction opposite to the first direction.
- the cross-sectional area of the third intermediate leg may be formed in a circular or rectangular shape.
- the third core (130) may include a third intermediate leg (133) in the center from the third base (131) and two third outer legs (132) arranged on either side of the third intermediate leg (133).
- the third core (130) can be in contact with and coupled to the other surface of the second base (121) of the second core (120), so that the first core (110), the second core (120), and the third core (130) can form one core.
- the third outer leg (132) and the third middle leg (133) of the third core (130) can be in contact with and coupled to the other surface of the second base (121). Through this, a space surrounded by the second base (121), the third base (131), and the third outer leg (132) can be formed.
- the third middle leg (133) can be positioned at the center of the space.
- the third base (131), the third outer leg (132), and the third middle leg (133) can each be formed as blocks.
- the blocks can be formed using magnetic powder, and the blocks can be assembled to form the third core (130).
- each block can be a ferromagnetic block. Or, it can be a soft magnetic block. It goes without saying that the third base (131), the third outer leg (132), and the third middle leg (133) can be formed as a single unit.
- the first coil (141) is wound and arranged around the first intermediate leg (113) and the second intermediate leg (123).
- the first coil (141) may be wound around the first intermediate leg (113) and the second intermediate leg (123).
- the first coil (141) may be a metal wire, for example, a copper wire. It may be formed in a shape that wraps around the first intermediate leg (113) and the second intermediate leg (123), thereby forming an inductor.
- the first coil (141) may be placed in a space formed by the first core (110) and the second core (120).
- the first coil (141) may be placed in a space surrounded by one surface of the first base (111), the inner surface of the first outer leg (112), one surface of the second base (121), and the inner surface of the second outer leg (122), and may be formed in a shape that wraps around the first intermediate leg (113) and the second intermediate leg (123) that are positioned at the center of the space and face each other and make contact.
- the length of the second outer leg (122) in the first direction may be formed longer than the length of the third outer leg (132) in the first direction.
- the length of the first outer leg (112) in the first direction may be the same as the length of the second outer leg (122) in the first direction.
- the first core (110) and the second core (120) may be arranged to face each other in the arrangement direction, but their shapes may correspond to each other.
- the length (F1) of the first outer leg (112) in the first direction may be the same as the length (F2) of the second outer leg (122) in the first direction
- the length (F2) of the second outer leg (122) in the first direction may be formed longer than the length (F3) of the third outer leg (132) in the first direction.
- the inductor (100) is placed inside the housing (110).
- the inductor (120) may include one or more inductors, and may include multiple inductors depending on the characteristics of the boost circuit of the inverter module to which the inductor module is applied.
- the inductor (120) may include an inductor connected to the input terminals of multiple solar modules, and may include an inverter-side inductor (151) or a grid-side inductor (152) of the power conversion module.
- various inductors may be included.
- the housing (180) includes respective receiving portions corresponding to the multiple inductors, and each inductor or inductors of the same type may be placed inside the housing (110) separately from other inductors.
- the inductor (100) includes a first core (110), a second core (120), a third core (130), a first coil (141), and a second coil (142).
- the first core (110) includes a first base (111), a first outer leg (112) extending in a first direction from an edge of one surface of the first base (111), and a first middle leg (113) extending in the first direction from the center of one surface of the first base (111).
- the first base (111), the first outer leg (112), and the first middle leg (113) may each be formed as a block.
- the second core (120) includes a second base (121), a second outer leg (122) extending in a direction opposite to the first direction from an edge of one side of the second base (121), and a second intermediate leg (123) extending in a direction opposite to the first direction from a center of one side of the second base (121), and the third core (130) includes a third base (131), a third outer leg (132) extending in a direction opposite to the first direction from an edge of one side of the third base (131), and a third intermediate leg (133) extending in a direction opposite to the first direction from a center of one side of the third base (131).
- the first intermediate leg (113) and the second intermediate leg (123) extend in opposite directions, and the third intermediate leg (133) may extend in the direction of the other side of the second base (121).
- the first coil (141) may be formed by being wound around the first intermediate leg (113) and the second intermediate leg (123), and the second coil (142) may be formed by being wound around the third intermediate leg (133).
- the first coil (141) may be arranged in a space surrounded by one surface of the first base (111), the inner surface of the first outer leg (112), one surface of the second base (121), and the inner surface of the second outer leg (122), and the second coil (142) may be arranged in a space surrounded by one surface of the third base (131), the inner surface of the third outer leg (132), and the other surface of the second base (121).
- the first coil (141) may be an inverter-side inductor coil
- the second coil (142) may be a grid-side inductor coil.
- the length of the second outer leg (122) in the first direction may be longer than the length of the third outer leg (132) in the first direction, the length of the first outer leg (112) in the first direction may be equal to the length of the second outer leg (122) in the first direction, and the thickness of the second intermediate leg (123) may be equal to the thickness of the third intermediate leg (133).
- Fig. 6 illustrates an inductor module according to an embodiment of the present invention.
- the inductor (100) may include a first inductor (610) and a second inductor (620).
- the first inductor (610) and the second inductor (620) may include corresponding configurations.
- the first inductor (610) and the second inductor (620) may each include a first core (110), a second core (120), a third core (130), a first coil (141), and a second coil (142).
- the first coil (141) of the first inductor (610) and the second coil (142) of the first inductor (610) are connected in series
- the first coil (141) of the second inductor (620) and the second coil (142) of the second inductor (620) are connected in series
- the first coil (141) of the first inductor (610) and the first coil of the second inductor (620) are connected in parallel
- the second coil (142) of the first inductor (610) and the second coil (142) of the second inductor (620) can be connected in parallel.
- the LCL filter may include two inverter-side inductors (151, 161) and two grid-side inductors (152, 162).
- the first coil (141) of the first inductor (610) and the first coil (141) of the second inductor (620) may constitute two inverter-side inductors (151, 161), respectively
- the second coil (142) of the first inductor (610) and the second coil (142) of the second inductor (620) may constitute two grid-side inductors (152, 162), respectively.
- each of the two inductors (11, 12) that constitute the inverter side inductor is as follows.
- each of the two inductors (21, 22) that constitute the grid side inductor is as follows.
- the sum of the core volumes of four inductors having that size can be 0.74 L.
- the core of the inductor according to the embodiment of the present invention is 70.6 x 89.6 mm, which is the same size as the inverter side inductor of Fig. 7.
- the sum of the core volumes of the two inductors is 0.64 L, which is a size reduction of about 14% compared to the comparative example of Fig. 7 that configures four separate inductors. That is, by forming two inductor cores with the same size inductor cores, it is possible to increase the inductance at the same size using the coupling of the cores, maximize the quality of the current flowing into the system at the same power density, and increase the efficiency and power density of the power conversion circuit of the inverter.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 인덕터 및 이를 포함하는 인덕터 모듈에 관한 발명이다. The present invention relates to an inductor and an inductor module including the same.
태양광 발전은 친환경 에너지 발전 방식으로 기존 화학발전이나 원자력 발전을 대체하여 널리 보급되고 있다. 태양광 발전은 컨버터에 배터리가 접속되는 독립형과 전력계통과 연계되는 연계형태가 있고, 일반적으로 독립형 발전은 태양전지, 축전지, 전력변환 장치 등으로 구성되고 전력계통 연계형 시스템은 상용 전원과 연결하여 부하계통선과 전력을 상호 교류할 수 있도록 구성된다. Solar power generation is becoming widely adopted as an eco-friendly energy source, replacing conventional chemical and nuclear power generation. Solar power generation can be either standalone, with a battery connected to a converter, or grid-connected. Standalone systems typically consist of solar cells, storage batteries, and power conversion equipment, while grid-connected systems are connected to commercial power sources, enabling the exchange of power with load grid lines.
태양광 패널을 생성된 전력은 바로 가정 또는 건물 내 사용하기 어려워 인버터 등의 전력변환장치를 통해 사용 가능한 전력으로 변환을 수행하는데, 인버터는 전력변환을 수행함에 있어서, 승압을 위하여 인덕터를 이용한다. 인덕터의 사이즈는 전체 회로 밀도를 중요 인자로, 인덕터의 사이즈를 줄일 수 있는 기술이 필요하다.The power generated by solar panels cannot be used directly in homes or buildings. Therefore, it must be converted into usable power using a power conversion device such as an inverter. Inverters utilize inductors to boost the voltage during power conversion. The size of these inductors is a key factor in overall circuit density, and technology that can reduce their size is essential.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 전력밀도가 높은 인덕터 및 이를 포함하는 인덕터 모듈을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide an inductor having a high power density and an inductor module including the same.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터는 제1 베이스, 상기 제1 베이스의 일면의 가장자리로부터 제1 방향으로 연장되는 제1 외족, 및 상기 제1 베이스의 상기 일면의 중앙으로부터 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 중족을 포함하는 제1 코어; 제2 베이스, 상기 제2 베이스의 일면의 가장자리로부터 상기 제1 방향과 반대방향으로 연장되는 제2 외족, 및 상기 제2 베이스의 상기 일면의 중앙으로부터 상기 제1 방향과 반대방향으로 연장되는 제2 중족을 포함하는 제2 코어; 제3 베이스, 상기 제3 베이스의 일면의 가장자리로부터 상기 제1 방향과 반대방향으로 연장되는 제3 외족, 및 상기 제3 베이스의 상기 일면의 중앙으로부터 상기 제1 방향과 반대방향으로 연장되는 제3 중족을 포함하는 제3 코어; 상기 제1 중족과 상기 제2 중족에 감긴 제1 코일; 및 상기 제3 중족에 감긴 제2 코일을 포함하고, 상기 제1 중족과 상기 제2 중족은 서로 대향하는 방향으로 연장되고, 상기 제3 중족은 상기 제2 베이스의 타면 방향으로 연장된다.In order to solve the above technical problem, an inductor according to an embodiment of the present invention includes a first core including a first base, a first outer leg extending in a first direction from an edge of one side of the first base, and a first middle leg extending in the first direction from a center of the one side of the first base; a second core including a second base, a second outer leg extending in a direction opposite to the first direction from an edge of one side of the second base, and a second middle leg extending in a direction opposite to the first direction from a center of the one side of the second base; a third core including a third base, a third outer leg extending in a direction opposite to the first direction from an edge of one side of the third base, and a third middle leg extending in a direction opposite to the first direction from a center of the one side of the third base; a first coil wound around the first middle leg and the second middle leg; And a second coil wound around the third intermediate leg, wherein the first intermediate leg and the second intermediate leg extend in opposite directions to each other, and the third intermediate leg extends in the direction of the other surface of the second base.
또한, 상기 제1 코일은, 상기 제1 베이스의 상기 일면, 상기 제1 외족의 내면, 상기 제2 베이스의 상기 일면, 및 상기 제2 외족의 내면으로 둘러싸인 공간에 배치될 수 있다.Additionally, the first coil may be placed in a space surrounded by one surface of the first base, the inner surface of the first outer leg, the one surface of the second base, and the inner surface of the second outer leg.
또한, 상기 제2 코일은, 상기 제3 베이스의 상기 일면, 상기 제3 외족의 내면, 상기 제2 베이스의 상기 타면으로 둘러싸인 공간에 배치될 수 있다.Additionally, the second coil may be placed in a space surrounded by the one surface of the third base, the inner surface of the third outer leg, and the other surface of the second base.
또한, 상기 제2 외족의 상기 제1 방향으로의 길이는, 상기 제3 외족의 상기 제1 방향으로의 길이보다 길 수 있다.Additionally, the length of the second extremity in the first direction may be longer than the length of the third extremity in the first direction.
또한, 상기 제1 외족의 상기 제1 방향으로의 길이는, 상기 제2 외족의 상기 제1 방향으로의 길이와 같을 수 있다.Additionally, the length of the first extremity in the first direction may be the same as the length of the second extremity in the first direction.
또한, 상기 제2 중족의 두께는, 상기 제3 중족의 두께와 같을 수 있다.Additionally, the thickness of the second intermediate leg may be the same as the thickness of the third intermediate leg.
또한, 상기 제1 외족은, 상기 제1 베이스의 일측에 배치되는 제1-1 외족; 및In addition, the first extremity is a 1-1 extremity positioned on one side of the first base; and
상기 제1 베이스의 타측에 배치되는 제1-2 외족을 포함할 수 있다.It may include 1-2 outer legs arranged on the other side of the first base.
또한, 상기 제1 베이스, 상기 제1 외족, 상기 제1 중족은 각각 블록으로 형성될 수 있다.Additionally, the first base, the first outer leg, and the first middle leg may each be formed as a block.
또한, 상기 제1 코일은 인버터 사이드 인덕터 코일이고, 상기 제2 코일은 그리드 사이드 인덕터 코일일 수 있다.Additionally, the first coil may be an inverter side inductor coil, and the second coil may be a grid side inductor coil.
또한, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 전기적으로 연결될 수 있다.Additionally, the first coil and the second coil can be electrically connected.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터 모듈은, 내부 공간을 형성하는 하우징; 및 상기 내부공간 내에 배치되는 하나 이상의 인덕터를 포함하고, 상기 인덕터는, 제1 베이스, 상기 제1 베이스의 일면의 가장자리로부터 제1 방향으로 연장되는 제1 외족, 및 상기 제1 베이스의 상기 일면의 중앙으로부터 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 중족을 포함하는 제1 코어; 제2 베이스, 상기 제2 베이스의 일면의 가장자리로부터 상기 제1 방향과 반대방향으로 연장되는 제2 외족, 및 상기 제2 베이스의 상기 일면의 중앙으로부터 상기 제1 방향과 반대방향으로 연장되는 제2 중족을 포함하는 제2 코어; 제3 베이스, 상기 제3 베이스의 일면의 가장자리로부터 상기 제1 방향과 반대방향으로 연장되는 제3 외족, 및 상기 제3 베이스의 상기 일면의 중앙으로부터 상기 제1 방향과 반대방향으로 연장되는 제3 중족을 포함하는 제3 코어; 상기 제1 중족과 상기 제2 중족에 감긴 제1 코일; 및 상기 제3 중족에 감긴 제2 코일을 포함하고, 상기 제1 중족과 상기 제2 중족은 서로 대향하는 방향으로 연장되고, 상기 제3 중족은 상기 제2 베이스의 타면 방향으로 연장된다.In order to solve the above technical problem, an inductor module according to an embodiment of the present invention includes a housing forming an internal space; and one or more inductors disposed in the internal space, wherein the inductor includes a first core including a first base, a first outer leg extending in a first direction from an edge of one side of the first base, and a first middle leg extending in the first direction from a center of the one side of the first base; a second core including a second base, a second outer leg extending in a direction opposite to the first direction from an edge of one side of the second base, and a second middle leg extending in a direction opposite to the first direction from a center of the one side of the second base; a third core including a third base, a third outer leg extending in a direction opposite to the first direction from an edge of one side of the third base, and a third middle leg extending in a direction opposite to the first direction from a center of the one side of the third base; a first coil wound around the first middle leg and the second middle leg; And a second coil wound around the third intermediate leg, wherein the first intermediate leg and the second intermediate leg extend in opposite directions to each other, and the third intermediate leg extends in the direction of the other surface of the second base.
또한, 상기 인덕터는 제1 인덕터 및 제2 인덕터를 포함하고, 상기 제1 인덕터의 상기 제1 코일과 상기 제1 인덕터의 상기 제2 코일은 직렬로 연결되고, 상기 제2 인덕터의 상기 제1 코일과 상기 제2 인덕터의 상기 제2 코일은 직렬로 연결되고, 상기 제1 인덕터의 상기 제1 코일과 상기 제2 인덕터의 상기 제1 코일은 병렬로 연결되고, 상기 제1 인덕터의 상기 제2 코일과 상기 제2 인덕터의 상기 제2 코일은 병렬로 연결될 수 있다.In addition, the inductor includes a first inductor and a second inductor, and the first coil of the first inductor and the second coil of the first inductor are connected in series, the first coil of the second inductor and the second coil of the second inductor are connected in series, the first coil of the first inductor and the first coil of the second inductor are connected in parallel, and the second coil of the first inductor and the second coil of the second inductor can be connected in parallel.
또한, 상기 제1 코일은, 상기 제1 베이스의 상기 일면, 상기 제1 외족의 내면, 상기 제2 베이스의 상기 일면, 및 상기 제2 외족의 내면으로 둘러싸인 공간에 배치될 수 있다.Additionally, the first coil may be placed in a space surrounded by one surface of the first base, the inner surface of the first outer leg, the one surface of the second base, and the inner surface of the second outer leg.
또한, 상기 제2 코일은, 상기 제3 베이스의 상기 일면, 상기 제3 외족의 내면, 상기 제2 베이스의 상기 타면으로 둘러싸인 공간에 배치될 수 있다.Additionally, the second coil may be placed in a space surrounded by the one surface of the third base, the inner surface of the third outer leg, and the other surface of the second base.
또한, 상기 제2 외족의 상기 제1 방향으로의 길이는, 상기 제3 외족의 상기 제1 방향으로의 길이보다 길 수 있다.Additionally, the length of the second extremity in the first direction may be longer than the length of the third extremity in the first direction.
또한, 상기 제1 외족의 상기 제1 방향으로의 길이는, 상기 제2 외족의 상기 제1 방향으로의 길이와 같을 수 있다.Additionally, the length of the first extremity in the first direction may be the same as the length of the second extremity in the first direction.
또한, 상기 제2 중족의 두께는, 상기 제3 중족의 두께와 같을 수 있다.Additionally, the thickness of the second intermediate leg may be the same as the thickness of the third intermediate leg.
또한, 상기 제1 외족은, 상기 제1 베이스의 일측에 배치되는 제1-1 외족; 및In addition, the first extremity is a 1-1 extremity positioned on one side of the first base; and
상기 제1 베이스의 타측에 배치되는 제1-2 외족을 포함할 수 있다.It may include 1-2 outer legs arranged on the other side of the first base.
또한, 상기 제1 베이스, 상기 제1 외족, 상기 제1 중족은 각각 블록으로 형성될 수 있다.Additionally, the first base, the first outer leg, and the first middle leg may each be formed as a block.
또한, 상기 제1 코일은 인버터 사이드 인덕터 코일이고, 상기 제2 코일은 그리드 사이드 인덕터 코일일 수 있다.Additionally, the first coil may be an inverter side inductor coil, and the second coil may be a grid side inductor coil.
본 발명의 실시예들에 따르면, 코어의 결합도를 이용한 동일 사이즈에서 인덕턴스를 증가할 수 있다. 또한, 동일 전력 밀도에 계통으로 유입되는 전류 품질을 극대화할 수 있고, 인버터의 전력 변환 회로의 효율 증가와 전력 밀도를 높일 수 있다.According to embodiments of the present invention, inductance can be increased within the same size by utilizing the coupling of the core. Furthermore, the quality of current flowing into the system can be maximized at the same power density, and the efficiency and power density of the inverter's power conversion circuit can be increased.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터를 도시한 것이다.FIG. 1 illustrates an inductor according to one embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인덕터를 설명하기 위한 도면이다.Figures 2 to 4 are drawings for explaining an inductor according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터 모듈을 도시한 것이다. FIG. 5 illustrates an inductor module according to one embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인덕터 모듈을 도시한 것이다. Fig. 6 illustrates an inductor module according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 비교예에 따른 인덕터 모듈을 도시한 것이다. Fig. 7 illustrates an inductor module according to a comparative example of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical idea of the present invention is not limited to some of the embodiments described, but can be implemented in various different forms, and within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the components between the embodiments can be selectively combined or substituted for use.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention may be interpreted as having a meaning that can be generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs, unless explicitly and specifically defined and described, and terms that are commonly used, such as terms defined in a dictionary, may be interpreted in consideration of the contextual meaning of the relevant technology.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. Additionally, the terms used in the embodiments of the present invention are intended to describe the embodiments and are not intended to limit the present invention.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In this specification, the singular may also include the plural unless specifically stated otherwise in the phrase, and when it is described as “A and/or at least one (or more) of B, C”, it may include one or more of all combinations that can be combined with A, B, C.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.Additionally, in describing components of embodiments of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only intended to distinguish the components from other components, and are not intended to limit the nature, order, or sequence of the components.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.And, when a component is described as being 'connected', 'coupled', or 'connected' to another component, it may include not only cases where the component is 'connected', 'coupled', or 'connected' directly to the other component, but also cases where the component is 'connected', 'coupled', or 'connected' by another component between the component and the other component.
또한, 각 구성 요소의 "상(위)" 또는 "하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, "상(위)" 또는 "하(아래)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다. Additionally, when described as being formed or arranged "above" or "below" each component, "above" or "below" includes not only cases where the two components are in direct contact with each other, but also cases where one or more other components are formed or arranged between the two components. Furthermore, when expressed as "above" or "below," the meaning may include not only the upward direction but also the downward direction based on one component.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터를 도시한 것이다.FIG. 1 illustrates an inductor according to one embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인덕터를 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 2 to 4 are drawings for explaining an inductor according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 인덕터(100)는 제1 코어(110), 제2 코어(120), 제3 코어(130), 제1 코일(141), 및 제2 코일(142)로 구성된다.An inductor (100) according to an embodiment of the present invention is composed of a first core (110), a second core (120), a third core (130), a first coil (141), and a second coil (142).
본 발명의 실시예에 따른 인덕터는 별도의 모듈이 인덕터 모듈로 구성될 수 있고, 인버터 모듈에 적용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 인덕터가 적용되는 본 발명의 실시예에 따른 인버터 모듈은 PV 인버터 모듈일 수 있다. PV 인버터 모듈은 PV 패널 또는 PV 컨버터로부터 전력을 전달받아, 가정 또는 건물 내에 사용가능한 전력으로 변환하는 장치로, PV 컨터버 등 DC 전력을 입력받아, AC 전력으로 변환하여 출력한다. 이때, DC 전력은 와이어 연결부를 통해 인버터 구동부로 전달되고, 인버터 구동부에서 전력을 변환하고, 다시 와이어 연결부를 통해 부하로 변환된 전력을 전송한다. 인버터 구동부는 전력을 변환하기 위하여, 전력변환 소자 및 이를 제어하는 스위칭 소자 내지 MCU 등을 포함할 수 있다. 전력변환 소자로 인덕터 또는 커패시터 등의 수동소자를 포함하고, FET 또는 다이오드 등으로 구현되는 스위칭 소자를 포함하고, 스위칭 소자를 제어하는 MCU를 포함할 수 있다. 이외에 전력을 변환하기 위한 다양한 소자들이 포함되거나, 전력 변환 이외의 기능을 구현하기 위한 소자들을 포함할 수 있다.An inductor according to an embodiment of the present invention may be configured as a separate module as an inductor module and may be applied to an inverter module. An inverter module according to an embodiment of the present invention to which an inductor according to an embodiment of the present invention is applied may be a PV inverter module. A PV inverter module is a device that receives power from a PV panel or a PV converter and converts it into power that can be used in a home or building. It receives DC power such as a PV converter, converts it into AC power, and outputs it. At this time, the DC power is transmitted to an inverter driving unit through a wire connection, and the inverter driving unit converts the power, and then transmits the converted power to a load again through the wire connection. The inverter driving unit may include a power conversion element and a switching element or an MCU for controlling the power conversion element. The power conversion element may include a passive element such as an inductor or a capacitor, and may include a switching element implemented as a FET or a diode, and may include an MCU for controlling the switching element. In addition, various elements for converting power may be included, or elements for implementing functions other than power conversion may be included.
제1 코어(110)는 제1 베이스(111), 제1 외족(112), 및 제1 중족(113)을 포함한다.The first core (110) includes a first base (111), a first outer leg (112), and a first middle leg (113).
제1 베이스(111)는 판 형상을 가질 수 있다. 제1 베이스(111)로부터 제1 외족(112) 및 제1 중족(113)이 연장되어 배치될 수 있다. 제1 외족(112)은 제1 베이스(111)의 일면의 가장자리로부터 제1 방향으로 연장된다. 여기서, 제1 방향은 제1 베이스(111)의 상부 방향일 수 있다. 제1 외족(112)은 제1 베이스(111)의 일측 및 일측의 반대측, 양측으로부터 연장되는 제1-1 외족 및 제1-2 외족을 포함할 수 있다. 제1 중족(113)은 제1 베이스(111)의 일면의 중앙으로부터 제1 방향으로 연장된다. 제1 중족의 단면적은 원형 또는 사각형으로 형성될 수 있다. 제1 코어(110)는 제1 베이스(111)로부터 중앙에 제1 중족(113), 제1 중족(113)의 양측에 배치되는 제1-1 외족 및 제1-2 외족을 포함할 수 있다. The first base (111) may have a plate shape. A first outer leg (112) and a first intermediate leg (113) may be extended and arranged from the first base (111). The first outer leg (112) extends in a first direction from an edge of one side of the first base (111). Here, the first direction may be an upper direction of the first base (111). The first outer leg (112) may include a first-first outer leg and a first-second outer leg extending from one side, an opposite side of the one side, and both sides of the first base (111). The first intermediate leg (113) extends in the first direction from the center of one side of the first base (111). The cross-sectional area of the first intermediate leg may be formed in a circular or rectangular shape. The first core (110) may include a first intermediate leg (113) in the center from the first base (111), a first-first outer leg and a first-second outer leg arranged on both sides of the first intermediate leg (113).
제1 베이스(111), 제1 외족(112), 제1 중족(113)은 각각 블록으로 형성될 수 있다. 자성분말을 이용하여 블록을 형성하고, 블록을 조립하여 제1 코어(110)를 형성할 수 있다. 이때, 각 블록은 강자성 블록일 수 있다. 또는 연자성 블록일 수도 있다. 제1 베이스(111), 제1 외족(112), 제1 중족(113)은 일체로 형성될 수도 있음은 당연하다.The first base (111), the first outer leg (112), and the first middle leg (113) can each be formed as blocks. The blocks can be formed using magnetic powder, and the blocks can be assembled to form the first core (110). At this time, each block can be a ferromagnetic block. Or, it can be a soft magnetic block. It goes without saying that the first base (111), the first outer leg (112), and the first middle leg (113) can be formed as a single unit.
제2 코어(120)는 제2 베이스(121), 제2 외족(122), 및 제2 중족(123)을 포함한다.The second core (120) includes a second base (121), a second outer leg (122), and a second middle leg (123).
제2 베이스(121)는 판 형상을 가질 수 있다. 제2 베이스(121)로부터 제2 외족(122) 및 제2 중족(123)이 연장되어 배치될 수 있다. 제2 외족(122)은 제2 베이스(121)의 일면의 가장자리로부터 제1 방향과 반대방향으로 연장된다. 여기서, 제1 방향의 반대방향은 제1 코어(110)에 대향하는 방향일 수 있다. 제2 외족(122)은 제2 베이스(121)의 일측 및 일측의 반대측, 양측으로부터 연장되는 두 개의 외족을 포함할 수 있다. 제2 중족(123)은 제2 베이스(121)의 일면의 중앙으로부터 제1 방향과 반대방향으로 연장된다. 제2 중족의 단면적은 원형 또는 사각형으로 형성될 수 있다. 제2 코어(120)는 제2 베이스(121)로부터 중앙에 제2 중족(123), 제2 중족(123)의 양측에 배치되는 두 개의 제2 외족(122)을 포함할 수 있다. The second base (121) may have a plate shape. A second outer leg (122) and a second middle leg (123) may be extended and arranged from the second base (121). The second outer leg (122) extends from an edge of one side of the second base (121) in a direction opposite to a first direction. Here, the direction opposite to the first direction may be a direction facing the first core (110). The second outer leg (122) may include two outer legs extending from one side of the second base (121) and the opposite side of the one side, that is, from both sides. The second middle leg (123) extends from the center of one side of the second base (121) in a direction opposite to the first direction. The cross-sectional area of the second middle leg may be formed in a circular or rectangular shape. The second core (120) may include a second intermediate leg (123) in the center from the second base (121) and two second outer legs (122) arranged on both sides of the second intermediate leg (123).
제1 코어(110)와 제2 코어(120)는 서로 접촉되어 하나의 코어를 형성할 수 있다. 제1 코어(110)의 제1 외족(112) 및 제1 중족(113)은 각각 제2 코어(120)의 제2 외족(122) 및 제2 중족(123)과 접촉되어 결합될 수 있다. 이를 통해, 제1 베이스(111), 제1 외족(112), 제2 베이스(121), 제2 외족(122)으로 둘러 쌓인 공간을 형성할 수 있다. 해당 공간의 중앙에는 제1 중족(113) 및 제2 중족(123)이 위치할 수 있다.The first core (110) and the second core (120) can be in contact with each other to form one core. The first outer leg (112) and the first middle leg (113) of the first core (110) can be in contact with and combined with the second outer leg (122) and the second middle leg (123) of the second core (120), respectively. Through this, a space surrounded by the first base (111), the first outer leg (112), the second base (121), and the second middle leg (122) can be formed. The first middle leg (113) and the second middle leg (123) can be positioned at the center of the space.
제2 베이스(121), 제2 외족(122), 제2 중족(123)은 각각 블록으로 형성될 수 있다. 자성분말을 이용하여 블록을 형성하고, 블록을 조립하여 제2 코어(120)를 형성할 수 있다. 이때, 각 블록은 강자성 블록일 수 있다. 또는 연자성 블록일 수도 있다. 제2 베이스(121), 제2 외족(122), 제2 중족(123)은 일체로 형성될 수도 있음은 당연하다.The second base (121), the second outer leg (122), and the second middle leg (123) can each be formed as blocks. The blocks can be formed using magnetic powder, and the blocks can be assembled to form the second core (120). At this time, each block can be a ferromagnetic block. Or, it can be a soft magnetic block. It goes without saying that the second base (121), the second outer leg (122), and the second middle leg (123) can be formed as a single unit.
제3 코어(130)는 제3 베이스(131), 제3 외족(132), 및 제3 중족(133)을 포함한다.The third core (130) includes a third base (131), a third outer leg (132), and a third middle leg (133).
제3 베이스(131)는 판 형상을 가질 수 있다. 제3 베이스(131)로부터 제3 외족(132) 및 제3 중족(133)이 연장되어 배치될 수 있다. 제3 외족(132)은 제3 베이스(131)의 일면의 가장자리로부터 제1 방향과 반대방향으로 연장된다. 여기서, 제1 방향의 반대방향은 제2 코어(120)에 대향하는 방향일 수 있다. 제3 외족(132)은 제3 베이스(131)의 일측 및 일측의 반대측, 양측으로부터 연장되는 두 개의 외족을 포함할 수 있다. 제3 중족(133)은 제2 베이스(121)의 일면의 중앙으로부터 제1 방향과 반대방향으로 연장된다. 제3 중족의 단면적은 원형 또는 사각형으로 형성될 수 있다. 제3 코어(130)는 제3 베이스(131)로부터 중앙에 제3 중족(133), 제3 중족(133)의 양측에 배치되는 두 개의 제3 외족(132)을 포함할 수 있다. The third base (131) may have a plate shape. A third outer leg (132) and a third intermediate leg (133) may be extended and arranged from the third base (131). The third outer leg (132) extends from an edge of one side of the third base (131) in a direction opposite to a first direction. Here, the direction opposite to the first direction may be a direction facing the second core (120). The third outer leg (132) may include two outer legs extending from one side of the third base (131) and the opposite side of the one side, that is, from both sides. The third intermediate leg (133) extends from the center of one side of the second base (121) in a direction opposite to the first direction. The cross-sectional area of the third intermediate leg may be formed in a circular or rectangular shape. The third core (130) may include a third intermediate leg (133) in the center from the third base (131) and two third outer legs (132) arranged on either side of the third intermediate leg (133).
제3 코어(130)는 제2 코어(120)의 제2 베이스(121)의 타면에 접촉 결합되어 제1 코어(110), 제2 코어(120), 및 제3 코어(130)가 하나의 코어를 형성할 수 있다. 제3 코어(130)의 제3 외족(132) 및 제3 중족(133)은 제2 베이스(121)의 타면과 접촉되어 결합될 수 있다. 이를 통해, 제2 베이스(121), 제3 베이스(131), 제3 외족(132)으로 둘러 쌓인 공간을 형성할 수 있다. 해당 공간의 중앙에는 제3 중족(133)이 위치할 수 있다.The third core (130) can be in contact with and coupled to the other surface of the second base (121) of the second core (120), so that the first core (110), the second core (120), and the third core (130) can form one core. The third outer leg (132) and the third middle leg (133) of the third core (130) can be in contact with and coupled to the other surface of the second base (121). Through this, a space surrounded by the second base (121), the third base (131), and the third outer leg (132) can be formed. The third middle leg (133) can be positioned at the center of the space.
제3 베이스(131), 제3 외족(132), 제3 중족(133)은 각각 블록으로 형성될 수 있다. 자성분말을 이용하여 블록을 형성하고, 블록을 조립하여 제3 코어(130)를 형성할 수 있다. 이때, 각 블록은 강자성 블록일 수 있다. 또는 연자성 블록일 수도 있다. 제3 베이스(131), 제3 외족(132), 제3 중족(133)은 일체로 형성될 수도 있음은 당연하다.The third base (131), the third outer leg (132), and the third middle leg (133) can each be formed as blocks. The blocks can be formed using magnetic powder, and the blocks can be assembled to form the third core (130). At this time, each block can be a ferromagnetic block. Or, it can be a soft magnetic block. It goes without saying that the third base (131), the third outer leg (132), and the third middle leg (133) can be formed as a single unit.
제1 코일(141)은 제1 중족(113)과 제2 중족(123)에 감겨져 배치된다.The first coil (141) is wound and arranged around the first intermediate leg (113) and the second intermediate leg (123).
제1 코일(141)은 제1 중족(113)과 제2 중족(123)을 거쳐 감겨질 수 있다. 제1 코일(141)은 금속선일 수 있고, 예를 들어 구리선일 수 있다. 제1 중족(113)과 제2 중족(123)을 감싸는 형태로 형성되어, 인덕터를 구성할 수 있다. 제1 코일(141)은 제1 코어(110)와 제2 코어(120)가 형성하는 공간 내에 배치될 수 있다. 제1 코일(141)은 제1 베이스(111)의 일면, 제1 외족(112)의 내면, 제2 베이스(121)의 일면, 및 제2 외족(122)의 내면으로 둘러싸인 공간에 배치되고, 해당 공간에 중앙에 위치하여 서로 대향하여 접촉하는 제1 중족(113) 및 제2 중족(123)을 감싸는 형태로 형성될 수 있다. The first coil (141) may be wound around the first intermediate leg (113) and the second intermediate leg (123). The first coil (141) may be a metal wire, for example, a copper wire. It may be formed in a shape that wraps around the first intermediate leg (113) and the second intermediate leg (123), thereby forming an inductor. The first coil (141) may be placed in a space formed by the first core (110) and the second core (120). The first coil (141) may be placed in a space surrounded by one surface of the first base (111), the inner surface of the first outer leg (112), one surface of the second base (121), and the inner surface of the second outer leg (122), and may be formed in a shape that wraps around the first intermediate leg (113) and the second intermediate leg (123) that are positioned at the center of the space and face each other and make contact.
제2 코일(142)은 제3 중족(133)에 감겨져 배치된다. 제2 코일(142)은 금속선일 수 있고, 예를 들어 구리선일 수 있다. 제3 중족(133)을 감싸는 형태로 형성되어, 인덕터를 구성할 수 있다. 제2 코일(142)은 제2 코어(120)의 제2 베이스(121)와 제3 코어(130)가 형성하는 공간 내에 배치될 수 있다. 제1 코일(141)은 제2 베이스(121)의 타면, 제3 베이스(131)의 일면, 및 제3 외족(132)의 내면으로 둘러싸인 공간에 배치되고, 해당 공간에 중앙에 위치하는 제3 중족(133)을 감싸는 형태로 형성될 수 있다. The second coil (142) is wound around the third intermediate leg (133). The second coil (142) may be a metal wire, for example, a copper wire. It may be formed in a shape that wraps around the third intermediate leg (133), thereby forming an inductor. The second coil (142) may be placed in a space formed by the second base (121) of the second core (120) and the third core (130). The first coil (141) may be placed in a space surrounded by the other surface of the second base (121), one surface of the third base (131), and the inner surface of the third outer leg (132), and may be formed in a shape that wraps around the third intermediate leg (133) located at the center of the space.
제1 코일(141)과 제2 코일(142)은 제1 코어(110), 제2 코어(120) 및 제3 코어(130)가 구성하는 하나의 인덕터 코어의 두 개의 공간 상에 각각 배치될 수 있다. 이때, 제1 중족(113), 제2 중족(123), 및 제3 중족(133)은 하나의 중족의 형태로 연결되는바, 제1 코일(141)과 제2 코일(142)이 자기적으로 결합되어, 전력 밀도를 높일 수 있다.The first coil (141) and the second coil (142) can be respectively placed on two spaces of one inductor core composed of the first core (110), the second core (120), and the third core (130). At this time, the first intermediate leg (113), the second intermediate leg (123), and the third intermediate leg (133) are connected in the form of one intermediate leg, so that the first coil (141) and the second coil (142) are magnetically coupled, thereby increasing the power density.
제1 코일(141) 및 제2 코일(142)은 제2 베이스(121)에 의해 이격되어 배치될 수 있다. 제1 코일(141) 및 제2 코일(142)은 각각 인덕터를 형성할 수 있다. 제1 코일(141)은 인버터 사이드 인덕터 코일이고, 제2 코일(142)은 그리드 사이드 인덕터 코일일 수 있다. 도 2와 같이, 인버터(210)와 그리드(220) 사이에는 LCL 필터를 포함할 수 있다. LCL 필터는 인버터 사이드 인덕터(151), 커패시터(170), 그리드 사이드 인덕터(152)로 구성되는 필터로, 전류 리플을 효과적으로 감쇄시키고, 그리드(220)에서 요구하는 전류품질을 만족시킬 수 있는 필터이다. 제1 코일(141)은 인버터 사이드 인덕터(151)를 형성하고, 제2 코일(142)은 그리드 사이드 인덕터(152)를 형성할 수 있다. The first coil (141) and the second coil (142) may be spaced apart from each other by the second base (121). The first coil (141) and the second coil (142) may each form an inductor. The first coil (141) may be an inverter-side inductor coil, and the second coil (142) may be a grid-side inductor coil. As shown in Fig. 2, an LCL filter may be included between the inverter (210) and the grid (220). The LCL filter is a filter composed of an inverter-side inductor (151), a capacitor (170), and a grid-side inductor (152), and is a filter that can effectively attenuate current ripple and satisfy the current quality required by the grid (220). The first coil (141) may form an inverter-side inductor (151), and the second coil (142) may form a grid-side inductor (152).
제1 코일(141) 및 제2 코일(142)은 서로 이격되어 배치되나, 코일에서 각각 인출되는 두 개의 연결선 중 하나의 연결선은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 제1 코일(141)과 제2 코일(142)은 직렬로 연결될 수 있다. 인버터 사이드 인덕터(151)와 그리드 사이드 인덕터(152)는 직렬로 연결될 수 있고, 제1 코일(141) 및 제2 코일(142)도 직렬로 연결될 수 있다.The first coil (141) and the second coil (142) are arranged spaced apart from each other, but one of the two connecting lines drawn from each coil can be electrically connected to each other. At this time, the first coil (141) and the second coil (142) can be connected in series. The inverter side inductor (151) and the grid side inductor (152) can be connected in series, and the first coil (141) and the second coil (142) can also be connected in series.
제2 외족(122)의 제1 방향으로의 길이는, 제3 외족(132)의 제1 방향으로의 길이보다 길게 형성될 수 있다. 제1 외족(112)의 제1 방향으로의 길이는 제2 외족(122)의 제1 방향으로의 길이와 같을 수 있다. 제1 코어(110)와 제2 코어(120)는 배치방향과 서로 대향하돌고 배치되되, 형상은 서로 대응될 수 있다. 도 3과 같이, 제1 외족(112)의 제1 방향으로의 길이(F1)는 제2 외족(122)의 제1 방향으로의 길이(F2)와 같을 수 있고, 제2 외족(122)의 제1 방향으로의 길이(F2)는, 제3 외족(132)의 제1 방향으로의 길이(F3)보다 길게 형성될 수 있다. 인버터 사이드 인덕터(151)의 인덕턴스 용량은 그리드 사이드 인덕터(152)의 인덕턴스 용량보다 커야 하고, 그에 따라 제1 코일(141)이 제1 중족(113) 및 제2 중족(123)을 감는 횟수가 제2 코일(142)이 제3 중족(133)을 감는 횟수보다 많아야 하고, 제2 외족(122)의 제1 방향으로의 길이(F2)는, 제3 외족(132)의 제1 방향으로의 길이(F3)보다 길게 형성될 수 있다.The length of the second outer leg (122) in the first direction may be formed longer than the length of the third outer leg (132) in the first direction. The length of the first outer leg (112) in the first direction may be the same as the length of the second outer leg (122) in the first direction. The first core (110) and the second core (120) may be arranged to face each other in the arrangement direction, but their shapes may correspond to each other. As shown in Fig. 3, the length (F1) of the first outer leg (112) in the first direction may be the same as the length (F2) of the second outer leg (122) in the first direction, and the length (F2) of the second outer leg (122) in the first direction may be formed longer than the length (F3) of the third outer leg (132) in the first direction. The inductance capacity of the inverter side inductor (151) must be greater than the inductance capacity of the grid side inductor (152), and accordingly, the number of times the first coil (141) winds the first intermediate leg (113) and the second intermediate leg (123) must be greater than the number of times the second coil (142) winds the third intermediate leg (133), and the length (F2) of the second outer leg (122) in the first direction can be formed to be longer than the length (F3) of the third outer leg (132) in the first direction.
제2 중족(123)의 두께는 제3 중족(133)의 두께와 같을 수 있다. 제2 코일(142)을 감는 제3 중족(133)의 두께(D2)는 제1 코일(141)을 감는 제2 중족(123)의 두께(D1)와 동일하게 형성할 수 있다. 이를 통해, 그리드 사이드 인덕터(152)의 인덕턴스를 구현하기 위하여, 제2 코일(142)이 제3 중족(133)을 감는 횟수를 줄일 수 있다.The thickness of the second intermediate leg (123) may be the same as the thickness of the third intermediate leg (133). The thickness (D2) of the third intermediate leg (133) around which the second coil (142) is wound may be formed to be the same as the thickness (D1) of the second intermediate leg (123) around which the first coil (141) is wound. Through this, in order to implement the inductance of the grid-side inductor (152), the number of times the second coil (142) is wound around the third intermediate leg (133) may be reduced.
상기와 같이, 제1 코어(110), 제2 코어(120) 및 제3 코어(130)가 하나의 코어를 구성하되, 제1 코일(141) 및 제2 코일(142)이 배치되는 두 개의 공간을 형성하여 두 개의 인덕터가 통합된 통합인덕터를 구성할 수 있다.As described above, the first core (110), the second core (120), and the third core (130) constitute one core, but two spaces are formed in which the first coil (141) and the second coil (142) are placed, thereby forming an integrated inductor in which two inductors are integrated.
이를 통해, 코어의 결합도를 이용한 동일 사이즈에서 인덕턴스를 증가시키거나, 동일 전력 밀도에 계통으로 유입되는 전류 품질을 극대화할 수 있고, 인버터의 전력 변환 회로의 효율 증가와 전력 밀도를 높일 수 있다.Through this, it is possible to increase the inductance at the same size by utilizing the coupling of the core, maximize the quality of the current flowing into the system at the same power density, and increase the efficiency and power density of the power conversion circuit of the inverter.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터 모듈을 도시한 것이다. 도 5의 인덕터 모듈의 인덕터의 각 구성에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 4의 인덕터에 대한 상세한 설명에 대응되는바, 이하 중복되는 설명은 간략히 하도록 한다.Fig. 5 illustrates an inductor module according to one embodiment of the present invention. A detailed description of each component of the inductor of the inductor module of Fig. 5 corresponds to the detailed description of the inductor of Figs. 1 to 4, and thus, any redundant description will be kept brief.
본 발명의 실시예에 따른 인덕터 모듈은 하우징(180) 및 인덕터(100)를 포함한다.An inductor module according to an embodiment of the present invention includes a housing (180) and an inductor (100).
하우징(180)은 인덕터(100)를 수용하는 내부공간(181)을 형성한다. 하우징(180)은 베이스 및 베이스로부터 연장되는 측판을 포함할 수 있다. 베이스 및 측판이 형성하는 내부공간(181) 내에 인덕터(100)를 수용할 수 있다. 측판의 외면(182)에는 복수의 방열핀(183)이 형성되어 인덕터(100)에서 발생하는 열을 외부로 방출할 수 있다. 인덕터(100)는 하우징(180)의 내부공간에 배치되어 몰딩액으로 몰딩될 수 있다. 몰딩을 통해 열의 전도성을 높일 수 있다.The housing (180) forms an internal space (181) that accommodates the inductor (100). The housing (180) may include a base and a side plate extending from the base. The inductor (100) may be accommodated within the internal space (181) formed by the base and the side plate. A plurality of heat dissipation fins (183) are formed on the outer surface (182) of the side plate to dissipate heat generated from the inductor (100) to the outside. The inductor (100) may be placed in the internal space of the housing (180) and molded using a molding liquid. The molding may increase the conductivity of heat.
인덕터(100)는 하우징(110) 내부에 배치된다. 인덕터(120)는 하나 이상의 인덕터를 포함할 수 있고, 인덕터 모듈이 적용되는 인버터 모듈의 승압회로의 특성에 따라 복수의 인덕터를 포함할 수 있다. 인덕터(120)는 복수의 태양광 모듈의 입력단에 연결되는 인덕터를 포함할 수 있고, 전력변환모듈의 인버터 사이드 인덕터(151) 또는 그리드 사이드 인덕터(152)를 포함할 수 있다. 이외 다양한 인덕터를 포함할 수 있다. 하우징(180)은 복수의 인덕터에 대응하는 각각의 수용부를 포함하고, 각 인덕터 또는 동일 종류의 인덕터는 다른 인덕터와 분리되어 하우징(110)에 내부에 배치될 수 있다.The inductor (100) is placed inside the housing (110). The inductor (120) may include one or more inductors, and may include multiple inductors depending on the characteristics of the boost circuit of the inverter module to which the inductor module is applied. The inductor (120) may include an inductor connected to the input terminals of multiple solar modules, and may include an inverter-side inductor (151) or a grid-side inductor (152) of the power conversion module. In addition, various inductors may be included. The housing (180) includes respective receiving portions corresponding to the multiple inductors, and each inductor or inductors of the same type may be placed inside the housing (110) separately from other inductors.
인덕터(100)는 제1 코어(110), 제2 코어(120), 제3 코어(130), 제1 코일(141), 및 제2 코일(142)을 포함한다. 제1 코어(110)는 제1 베이스(111), 제1 베이스(111)의 일면의 가장자리로부터 제1 방향으로 연장되는 제1 외족(112), 및 제1 베이스(111)의 일면의 중앙으로부터 제1 방향으로 연장되는 제1 중족(113)을 포함한다. 제1 베이스(111), 제1 외족(112), 및 제1 중족(113)은 각각 블록으로 형성될 수 있다.The inductor (100) includes a first core (110), a second core (120), a third core (130), a first coil (141), and a second coil (142). The first core (110) includes a first base (111), a first outer leg (112) extending in a first direction from an edge of one surface of the first base (111), and a first middle leg (113) extending in the first direction from the center of one surface of the first base (111). The first base (111), the first outer leg (112), and the first middle leg (113) may each be formed as a block.
제2 코어(120)는 제2 베이스(121), 제2 베이스(121)의 일면의 가장자리로부터 제1 방향과 반대방향으로 연장되는 제2 외족(122), 및 제2 베이스(121)의 일면의 중앙으로부터 제1 방향과 반대방향으로 연장되는 제2 중족(123)을 포함하고, 제3 코어(130)는 제3 베이스(131), 제3 베이스(131)의 일면의 가장자리로부터 제1 방향과 반대방향으로 연장되는 제3 외족(132), 및 제3 베이스(131)의 일면의 중앙으로부터 제1 방향과 반대방향으로 연장되는 제3 중족(133)을 포함한다. 제1 중족(113)과 제2 중족(123)은 서로 대향하는 방향으로 연장되고, 제3 중족(133)은 제2 베이스(121)의 타면 방향으로 연장될 수 있다.The second core (120) includes a second base (121), a second outer leg (122) extending in a direction opposite to the first direction from an edge of one side of the second base (121), and a second intermediate leg (123) extending in a direction opposite to the first direction from a center of one side of the second base (121), and the third core (130) includes a third base (131), a third outer leg (132) extending in a direction opposite to the first direction from an edge of one side of the third base (131), and a third intermediate leg (133) extending in a direction opposite to the first direction from a center of one side of the third base (131). The first intermediate leg (113) and the second intermediate leg (123) extend in opposite directions, and the third intermediate leg (133) may extend in the direction of the other side of the second base (121).
제1 코일(141)은 제1 중족(113)과 제2 중족(123)에 감겨지고, 제2 코일(142)은 제3 중족(133)에 감겨져 형성될 수 있다. 제1 코일(141)은 제1 베이스(111)의 일면, 제1 외족(112)의 내면, 제2 베이스(121)의 일면, 및 제2 외족(122)의 내면으로 둘러싸인 공간에 배치될 수 있고, 제2 코일(142)은 제3 베이스(131)의 일면, 제3 외족(132)의 내면, 제2 베이스(121)의 타면으로 둘러싸인 공간에 배치될 수 있다. 제1 코일(141)은 인버터 사이드 인덕터 코일이고, 제2 코일(142)은 그리드 사이드 인덕터 코일일 수 있다.The first coil (141) may be formed by being wound around the first intermediate leg (113) and the second intermediate leg (123), and the second coil (142) may be formed by being wound around the third intermediate leg (133). The first coil (141) may be arranged in a space surrounded by one surface of the first base (111), the inner surface of the first outer leg (112), one surface of the second base (121), and the inner surface of the second outer leg (122), and the second coil (142) may be arranged in a space surrounded by one surface of the third base (131), the inner surface of the third outer leg (132), and the other surface of the second base (121). The first coil (141) may be an inverter-side inductor coil, and the second coil (142) may be a grid-side inductor coil.
제2 외족(122)의 제1 방향으로의 길이는 제3 외족(132)의 제1 방향으로의 길이보다 길 수 있고, 제1 외족(112)의 제1 방향으로의 길이는, 제2 외족(122)의 제1 방향으로의 길이와 같을 수 있고, 제2 중족(123)의 두께는 제3 중족(133)의 두께와 같을 수 있다.The length of the second outer leg (122) in the first direction may be longer than the length of the third outer leg (132) in the first direction, the length of the first outer leg (112) in the first direction may be equal to the length of the second outer leg (122) in the first direction, and the thickness of the second intermediate leg (123) may be equal to the thickness of the third intermediate leg (133).
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인덕터 모듈을 도시한 것이다. Fig. 6 illustrates an inductor module according to an embodiment of the present invention.
인덕터(100)는 제1 인덕터(610) 및 제2 인덕터(620)를 포함할 수 있다. 제1 인덕터(610)와 제2 인덕터(620)는 서로 대응되는 구성을 포함할 수 있다. 제1 인덕터(610)와 제2 인덕터(620)는 각각 제1 코어(110), 제2 코어(120), 제3 코어(130), 제1 코일(141), 및 제2 코일(142)을 포함할 수 있다.The inductor (100) may include a first inductor (610) and a second inductor (620). The first inductor (610) and the second inductor (620) may include corresponding configurations. The first inductor (610) and the second inductor (620) may each include a first core (110), a second core (120), a third core (130), a first coil (141), and a second coil (142).
제1 인덕터(610)의 제1 코일(141)과 제1 인덕터(610)의 제2 코일(142)은 직렬로 연결되고, 제2 인덕터(620)의 제1 코일(141)과 제2 인덕터(620)의 제2 코일(142)은 직렬로 연결되고, 제1 인덕터(610)의 제1 코일(141)과 제2 인덕터(620)의 제1 코일은 병렬로 연결되고, 제1 인덕터(610)의 제2 코일(142)과 제2 인덕터(620)의 제2 코일(142)은 병렬로 연결될 수 있다.The first coil (141) of the first inductor (610) and the second coil (142) of the first inductor (610) are connected in series, the first coil (141) of the second inductor (620) and the second coil (142) of the second inductor (620) are connected in series, the first coil (141) of the first inductor (610) and the first coil of the second inductor (620) are connected in parallel, and the second coil (142) of the first inductor (610) and the second coil (142) of the second inductor (620) can be connected in parallel.
도 2와 같이, LCL 필터는 두 개의 인버터 사이드 인덕터(151,161) 및 두 개의 그리드 사이드 인덕터(152,162)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 인덕터(610)의 제1 코일(141) 및 제2 인덕터(620)의 제1 코일(141)은 각각 두 개의 인버터 사이드 인덕터(151,161)를 구성하고, 제1 인덕터(610)의 제2 코일(142) 및 제2 인덕터(620)의 제2 코일(142)은 각각 두 개의 그리드 사이드 인덕터(152,162)를 구성할 수 있다.As shown in Fig. 2, the LCL filter may include two inverter-side inductors (151, 161) and two grid-side inductors (152, 162). Here, the first coil (141) of the first inductor (610) and the first coil (141) of the second inductor (620) may constitute two inverter-side inductors (151, 161), respectively, and the second coil (142) of the first inductor (610) and the second coil (142) of the second inductor (620) may constitute two grid-side inductors (152, 162), respectively.
도 7은 본 발명의 비교예에 따른 인덕터 모듈을 도시한 것이다. 도 7은 4 개의 인덕터를 포함하는 인덕터 모듈로, 하우징(180) 내부에 인버터 사이드 인덕터를 구성하는 두 개의 인덕터(11,12) 및 그리드 사이드 인덕터를 구성하는 두 개의 인덕터(21,22)를 포함할 수 있다. 이때, 각 인덕터의 사이즈는 도 4의 기준에 따라 하기와 같은 크기로 형성될 수 있다.Fig. 7 illustrates an inductor module according to a comparative example of the present invention. Fig. 7 illustrates an inductor module including four inductors, which may include two inductors (11, 12) forming an inverter-side inductor and two inductors (21, 22) forming a grid-side inductor within a housing (180). At this time, the size of each inductor may be formed to the following size according to the standard of Fig. 4.
인버터 사이드 인덕터를 구성하는 두 개의 인덕터(11,12)의 각 사이즈(단위: mm)는 아래와 같다.The sizes (unit: mm) of each of the two inductors (11, 12) that constitute the inverter side inductor are as follows.
[표 1][Table 1]
그리드 사이드 인덕터를 구성하는 두 개의 인덕터(21,22)의 각 사이즈(단위: mm)는 아래와 같다.The sizes (unit: mm) of each of the two inductors (21, 22) that constitute the grid side inductor are as follows.
[표 2][Table 2]
해당 사이즈를 가지는 4 개의 인덕터의 코어의 부피의 합은 0.74 L 일 수 있다.The sum of the core volumes of four inductors having that size can be 0.74 L.
이에 반해, 본 발명의 실시예에 따른 인덕터의 코어는 70.6 x 89.6 mm이고, 이는 도 7의 인버터 사이드 인덕터와 사이즈가 동일하다. 두 개의 인덕터의 코어의 부피의 합은 0.64 L로 4 개의 별도의 인덕터를 구성하는 도 7의 비교예에 비해 약 14 % 사이즈가 저감되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 동일한 사이즈의 인덕터 코어로 2 개의 인덕터 코어를 포함하도록 형성함으로써 코어의 결합도를 이용한 동일 사이즈에서 인덕턴스를 증가시키거나, 동일 전력 밀도에 계통으로 유입되는 전류 품질을 극대화할 수 있고, 인버터의 전력 변환 회로의 효율 증가와 전력 밀도를 높일 수 있다.In contrast, the core of the inductor according to the embodiment of the present invention is 70.6 x 89.6 mm, which is the same size as the inverter side inductor of Fig. 7. The sum of the core volumes of the two inductors is 0.64 L, which is a size reduction of about 14% compared to the comparative example of Fig. 7 that configures four separate inductors. That is, by forming two inductor cores with the same size inductor cores, it is possible to increase the inductance at the same size using the coupling of the cores, maximize the quality of the current flowing into the system at the same power density, and increase the efficiency and power density of the power conversion circuit of the inverter.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. As described above, the present invention has been described with specific details such as specific components and limited examples and drawings, but these are provided only to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above examples, and those with ordinary knowledge in the field to which the present invention pertains can make various modifications and variations from this description.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the idea of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all things that are equivalent or equivalent to the following claims as well as the claims are considered to fall within the scope of the idea of the present invention.
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- 2025-03-27 WO PCT/KR2025/003959 patent/WO2025206776A1/en active Pending
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