모놀리식 EMI 필터로 공통 모드 잡음 필터링

마이크 산토라 | 2019년 8월 9일

공통 모드 초크의 인기에도 불구하고 모놀리식 EMI 필터가 대안이 될 수 있습니다. 적절하게 배치된 경우 이러한 다층 세라믹 부품은 공통 모드 잡음을 탁월하게 제거합니다.

많은 요인으로 인해 전자 장치의 기능을 손상시키거나 방해할 수 있는 "잡음" 간섭의 양이 증가합니다. 오늘날의 자동차가 대표적인 예이다. 단일 차량에서 Wi-Fi, Bluetooth, 위성 라디오, GPS 시스템을 찾을 수 있으며 이는 시작에 불과합니다. 이러한 잡음 간섭을 관리하기 위해 업계에서는 일반적으로 원치 않는 잡음을 제거하기 위해 EMI 필터와 함께 차폐를 사용합니다. 그러나 이제 EMI/RFI 제거를 위한 일부 기존 솔루션으로는 더 이상 충분하지 않습니다.

이 문제로 인해 많은 OEM은 2커패시터 차동, 3커패시터(X 캡 1개 및 Y 캡 2개), 피드스루 필터, 공통 모드 초크 또는 다음과 같은 보다 적합한 솔루션을 위한 이들의 조합과 같은 옵션을 피하게 되었습니다. 더 작은 패키지에 더 나은 잡음 억제 기능을 갖춘 모놀리식 EMI 필터입니다.

전자 장치가 강한 전자기파를 수신하면 원하지 않는 전류가 회로에 유도되어 의도하지 않은 작동을 유발하거나 의도한 작동을 방해할 수 있습니다.

EMI/RFI는 전도 또는 방사 방출 형태일 수 있습니다. EMI가 전도되면 노이즈가 전기 도체를 따라 이동한다는 의미입니다. 방사 EMI는 소음이 자기장이나 전파로 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 강하면 전자 장치가 손상될 수 있습니다.

소스에는 정전기 방전, 조명 및 기타 소스와 같은 자연 소음과 접촉 소음, 고주파를 사용하는 누출 장치, 원치 않는 방출 등과 같은 인공 소음이 포함됩니다. 일반적으로 EMI/RFI 잡음은 공통 모드 잡음이므로 솔루션은 별도의 장치로 또는 회로 기판에 내장된 EMI 필터를 사용하여 원치 않는 고주파수를 제거하는 것입니다.

EMI 필터EMI 필터는 일반적으로 회로를 형성하기 위해 연결된 커패시터 및 인덕터와 같은 수동 부품으로 구성됩니다.

"인덕터는 DC 또는 저주파 전류를 통과시키는 동시에 유해하고 원치 않는 고주파 전류를 차단합니다. 커패시터는 고주파 잡음을 필터 입력에서 멀리 또는 전원으로 다시 전환하는 저임피던스 경로를 제공합니다. 다층 세라믹 커패시터와 EMI 필터를 제조하는 회사인 Johanson Dielectrics의 Christophe Cambrelin은 말합니다.

전통적인 공통 모드 필터링 접근 방식에는 선택된 차단 주파수보다 낮은 주파수의 신호를 통과시키고 차단 주파수보다 높은 주파수의 신호를 감쇠시키는 커패시터를 사용하는 저역 통과 필터가 포함됩니다.

일반적인 시작점은 각 트레이스와 차동 입력 접지 사이에 하나의 커패시터를 사용하여 차동 구성의 커패시터 쌍을 적용하는 것입니다. 각 레그의 용량성 필터는 EMI/RFI를 지정된 차단 주파수 이상의 접지로 전환합니다. 이 구성에는 두 개의 와이어를 통해 위상이 반대인 신호를 전송하는 작업이 포함되므로 신호 대 잡음 비율이 향상되고 원치 않는 잡음이 접지로 전송됩니다.

"안타깝게도 X7R 유전체(일반적으로 이 기능에 사용됨)를 갖춘 MLCC의 커패시턴스 값은 시간, 바이어스 전압 및 온도에 따라 크게 달라집니다"라고 Cambrelin은 말합니다.

"따라서 두 개의 커패시터가 실온에서 낮은 전압으로 긴밀하게 일치하더라도 주어진 시간에 한 번 또는 전압 또는 온도가 변경되면 매우 다른 값으로 끝날 가능성이 매우 높습니다. 이러한 불일치 두 라인은 필터 차단 근처의 응답을 동일하지 않게 만듭니다. 따라서 공통 모드 잡음을 차동 잡음으로 변환합니다."