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공통 모드 초크가 널리 사용되지만 대안으로는 모놀리식 EMI 필터가 있을 수 있습니다. 적절하게 배치되면 이러한 다층 세라믹 부품은 탁월한 공통 모드 잡음 제거 기능을 제공합니다.
많은 요인으로 인해 전자 장비의 기능을 손상시키거나 방해할 수 있는 "소음" 간섭의 양이 증가합니다. 오늘날의 자동차가 대표적인 예입니다. 자동차에는 Wi-Fi, Bluetooth, 위성 라디오, GPS 시스템 및 이는 시작에 불과합니다. 이러한 잡음 간섭을 관리하기 위해 업계에서는 일반적으로 차폐 및 EMI 필터를 사용하여 원치 않는 잡음을 제거합니다. 그러나 EMI/RFI를 제거하는 일부 기존 솔루션으로는 더 이상 충분하지 않습니다.
이 문제로 인해 많은 OEM은 2커패시터 차동, 3커패시터(X 커패시터 1개 및 Y 커패시터 2개), 피드스루 필터, 공통 모드 초크 또는 이들의 조합을 사용하여 모놀리식 EMI 필터와 같은 보다 적합한 솔루션을 사용하지 않게 됩니다. 더 작은 패키지로 더 나은 소음 제거.
전자 장비가 강한 전자기파를 수신하면 원하지 않는 전류가 회로에 유도되어 의도하지 않은 작동을 유발하거나 의도된 작동을 방해할 수 있습니다.
EMI/RFI는 전도 또는 방사 방출의 형태일 수 있습니다. EMI가 전도되면 소음이 전기 전도체를 따라 이동한다는 의미입니다. 방사 EMI는 소음이 자기장이나 전파의 형태로 공기를 통해 이동할 때 발생합니다.
외부에서 가해지는 에너지가 작더라도 방송이나 통신에 사용되는 전파와 혼합되면 수신 끊김, 음향 이상 잡음, 영상 끊김 등의 원인이 될 수 있습니다. 에너지가 너무 강할 경우 전자 장비를 손상시킵니다.
소스에는 자연 소음(예: 정전기 방전, 조명 및 기타 소스)과 인공 소음(예: 접촉 소음, 고주파수를 사용하는 장비 누출, 원치 않는 방출 등)이 포함됩니다. 일반적으로 EMI/RFI 소음은 공통 모드 소음입니다. 따라서 해결책은 EMI 필터를 사용하여 별도의 장치로 또는 회로 기판에 내장되어 원치 않는 고주파수를 제거하는 것입니다.
EMI 필터 EMI 필터는 일반적으로 회로를 형성하기 위해 연결된 커패시터 및 인덕터와 같은 수동 부품으로 구성됩니다.
“인덕터는 원치 않는 고주파 전류를 차단하면서 DC 또는 저주파 전류를 통과시키는 것을 허용합니다. 커패시터는 고주파 잡음을 필터 입력에서 전원 또는 접지 연결로 전환하는 저임피던스 경로를 제공합니다.”라고 커패시터 회사인 Johanson Dielectrics.EMI 필터의 Christophe Cambrelin이 말했습니다.
기존의 공통 모드 필터링 방법에는 선택된 차단 주파수보다 낮은 주파수의 신호를 통과시키고 차단 주파수보다 높은 주파수의 신호를 감쇠시키는 커패시터를 사용하는 저역 통과 필터가 포함됩니다.
일반적인 시작점은 차동 입력과 접지의 각 트레이스 사이에 하나의 커패시터가 있는 차동 구성의 커패시터 쌍을 적용하는 것입니다. 각 레그의 용량성 필터는 EMI/RFI를 지정된 차단 주파수보다 높은 접지로 전환합니다. 이 구성에는 두 개의 와이어를 통해 반대 위상의 신호를 전송하면 신호 대 잡음 비율이 향상되고 원치 않는 잡음이 접지로 전송됩니다.
"안타깝게도 X7R 유전체(이 기능에 일반적으로 사용됨)를 사용하는 MLCC의 커패시턴스 값은 시간, 바이어스 전압 및 온도에 따라 크게 달라질 수 있습니다"라고 Cambrelin은 말했습니다.
“따라서 두 개의 커패시터가 실온, 저전압에서 주어진 시간에 밀접하게 일치하더라도 시간, 전압 또는 온도가 변경되면 매우 다른 값으로 끝날 가능성이 높습니다. 두 와이어 매칭 간의 이러한 불일치로 인해 필터 컷오프 근처에서 동일하지 않은 응답이 발생합니다. 따라서 공통 모드 잡음을 차동 잡음으로 변환합니다.”
또 다른 해결책은 두 개의 "Y" 커패시터 사이에 큰 값의 "X" 커패시터를 연결하는 것입니다. "X" 용량성 션트는 이상적인 공통 모드 균형을 제공하지만 차동 신호 필터링의 바람직하지 않은 부작용도 있습니다. 아마도 가장 일반적인 솔루션일 것입니다. 저역 통과 필터의 대안은 공통 모드 초크입니다.
공통 모드 초크는 두 권선이 모두 1차 및 2차 역할을 하는 1:1 변압기입니다. 이 방법에서는 한 권선을 통과하는 전류가 다른 권선에 반대 전류를 유도합니다. 불행하게도 공통 모드 초크도 무겁고 비싸며 취약합니다. 진동으로 인한 고장.
그럼에도 불구하고 권선 간의 완벽한 일치 및 결합을 갖춘 적합한 공통 모드 초크는 차동 신호에 투명하고 공통 모드 잡음에 대해 높은 임피던스를 갖습니다. 공통 모드 초크의 한 가지 단점은 기생 용량으로 인해 주파수 범위가 제한된다는 것입니다. 주어진 코어 재료의 경우 즉, 저주파 필터링을 얻기 위해 사용되는 인덕턴스가 높을수록 더 많은 회전이 필요하므로 고주파 필터링을 통과할 수 없는 기생 커패시턴스가 발생합니다.
기계적 제조 공차로 인한 권선 간의 불일치로 인해 모드 전환이 발생합니다. 여기서 신호 에너지의 일부가 공통 모드 잡음으로 변환되거나 그 반대로 변환됩니다. 이러한 상황은 전자기 호환성 및 내성 문제를 일으킬 수 있습니다. 불일치는 또한 각 레그의 유효 인덕턴스를 감소시킵니다.
그럼에도 불구하고 공통 모드 초크는 차동 신호(통과)가 제거되어야 하는 공통 모드 잡음과 동일한 주파수 범위에서 작동할 때 다른 옵션에 비해 상당한 이점을 갖습니다. 공통 모드 초크를 사용하면 신호 통과 대역을 공통 모드 거부 대역.
모놀리식 EMI 필터 공통 모드 초크가 널리 사용되지만 모놀리식 EMI 필터도 사용할 수 있습니다. 적절하게 배치되면 이러한 다층 세라믹 부품은 탁월한 공통 모드 잡음 제거 기능을 제공합니다. 상호 인덕턴스 제거 및 차폐를 위해 두 개의 평형 션트 커패시터를 하나의 패키지에 결합합니다. .이 필터는 4개의 외부 연결에 연결된 단일 장치 내에서 2개의 별도 전기 경로를 사용합니다.
혼동을 피하기 위해 모놀리식 EMI 필터는 기존의 피드스루 커패시터가 아니라는 점에 유의해야 합니다. 비록 겉보기는 동일하지만(패키지 및 외관은 동일) 디자인이 매우 다르며 동일한 방식으로 연결되지 않습니다. 다른 EMI와 마찬가지로 필터, 모놀리식 EMI 필터는 지정된 차단 주파수 이상의 모든 에너지를 감쇠시키고 원하는 신호 에너지만 전달하도록 선택하는 동시에 원하지 않는 잡음은 "접지"로 전환합니다.
그러나 핵심은 매우 낮은 인덕턴스와 매칭 임피던스입니다. 모놀리식 EMI 필터의 경우 단자는 장치 내의 공통 기준(차폐) 전극에 내부적으로 연결되며 플레이트는 기준 전극에 의해 분리됩니다. 정전기적으로 3개의 전기 노드 공통 기준 전극을 공유하는 두 개의 용량성 절반으로 구성되며 모두 단일 세라믹 본체 내에 포함되어 있습니다.
또한 커패시터의 두 절반 사이의 균형은 압전 효과가 동일하고 반대이며 서로 상쇄된다는 것을 의미합니다. 이 관계는 온도와 전압 변화에도 영향을 미치므로 두 라인의 구성 요소가 동일하게 노화됩니다. 이러한 모놀리식 EMI에 한 가지 단점이 있다면 필터의 경우 공통 모드 잡음이 차동 신호와 동일한 주파수에 있으면 작동하지 않습니다. “이 경우 공통 모드 초크가 더 나은 솔루션입니다.”라고 Cambrelin은 말했습니다.
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