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전원 트랜스포머용 Mn-Zn 페라이트의 개발

전문가 제언

연자성 코어(soft ferrite core) 중에서 Mn-Zn 페라이트는 그 용도별 특성에 비추어 저손실재와 고투자율재로 구분한다. 저손실재는 주로 전압을 제어 기능을 하는 전원 트랜스포머(power transformer)용 자심(magnetic core)으로 사용된다. 고투자율재는 초기투자율(initial permeability)이 주로 5000 이상을 나타내는 페라이트를 의미하며, 전자회로에서 초크코일이나 라인필터용 재료로 사용한다.

 

전원 트랜스포머는 회로 상에서 작동 중에 열이 발생한다. 이것은 트랜스포머가 가지고 있는 특성 중 하나인 전력손실(power loss)의 영향으로 전기에너지가 열에너지로 바뀌기 때문이다. 전력손실(power loss)은 코일을 구성하는 동손실(copper loss)과 코어가 가지고 있는 코어손실(core loss)의 합으로 정의한다. 코어손실은 다시 히스테리시스손과 와류손 및 잔류손의 합으로 이루어진다. 본 문헌은 전원 트랜스포머로 사용되는 Mn-Zn 페라이트의 코어손실을 줄이기 위해서, 소결 중에 산소분압을 제어하는 방법을 선택했다.

 

Mn-Zn 페라이트의 전자기적 특성을 제어하기 위해서는 소결과정에서 결정성장(grain growth)를 제어해야 한다. 즉 결정립이 균일하고, 기공이 없어야 한다. 고투자율재의 경우에는 이 결정립의 크기가 가급적 커야 하고, 저손실재의 경우에는 결정립이 작아야 한다. 이것은 주로 SiO2, Bi2O3, Co3O4, V2O5, 등의 첨가물을 이용하여 제어한다. 또 본 문헌에 소개된 바와 같이 소결조건에 의해서 제어하는 방법도 있다.

 

최근에 개인용 컴퓨터가 소형화되면서 전원공급장치도 소형화되고 있다. 이 변화 추이에 맞추어서 내장되는 트랜스포머도 소형화되어야 한다. 이때 회로 주파수가 높은 조건에서도 손실이 낮은 Mn-Zn 페라이트가 반드시 필요하다. 따라서 페라이트 전문회사들은 상호 경쟁적으로 각기 독자적인 노하우에 의해서 저손실 Mn-Zn 페라이트 코어를 생산하고 있다. 한국의 삼화전자공업(), ()토다 이수, 일본의 TDK TOKIN, 등은 중국의 추격을 따돌리기 위해서 부단히 노력 중이다.

저자
Dong Liu, Xiaping Chen, Yao Ying, Ling Zhang, Wangchang Li, Liqiang Jiang, Shenglei Che
자료유형
니즈학술정보
원문언어
영어
기업산업분류
재료
연도
2016
권(호)
42()
잡지명
Ceramics International
과학기술
표준분류
재료
페이지
9152~9156
분석자
허*도
분석물
담당부서 담당자 연락처
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