노이즈 억제 필터 가이드

노이즈 대책의 기본 [레슨 14] 전원 공급 라인에 공통 모드 초크 코일 사용하기

10/28/2014

이 문서에서는 전원 공급 라인에 대한 공통 모드 초크 코일 사용에 대한 정보를 제공합니다.

1. 공통 모드 초크 코일의 유형에 따라 자기 포화도에 주의해야 합니다.

이전 문서는 공통 모드 초크 코일의 코일에서 차동 모드 전류에 의해 생성되는 자속이 서로 상쇄되므로 자기 포화에 대해 걱정할 필요가 없다고 설명했습니다. 그러나 일부 공통 모드 초크 코일은 차동 모드 노이즈도 어느 정도 줄일 수 있도록 설계되었으므로 주의해야 합니다. 그림 1은 이러한 유형의 공통 모드 초크 코일의 구조를 설명합니다.

일반적으로 공통 모드 초크 코일은 차동 모드 전류에 의해 두 코일에서 생성되는 자속이 가능한 한 서로 상쇄되도록 설계됩니다. 그러나 일부 공통 모드 초크 코일은 위 그림과 같이 모든 자속이 서로 상쇄되지 않고 일부 자속이 누출되도록 설계되어 있습니다.

이는 일부 자속이 남아 있어 차동 모드 임피던스가 발생한다는 것을 의미합니다. 이러한 방식으로 설계된 공통 모드 초크 코일은 공통 모드 노이즈와 차동 모드 노이즈를 모두 효과적으로 감소시킵니다. 또한 고속 신호는 전원 공급 라인을 통과하지 않으므로 신호에 미치는 영향을 고려할 필요가 없으므로 전원 공급 라인 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있습니다.

그러나 차동 모드 자속은 이러한 유형의 공통 모드 초크 코일에 남아 있으므로 차동 모드 전류를 높이면 자속 누설도 증가하여 자기 포화가 쉽게 발생할 수 있습니다. 전원 공급 라인에 큰 차동 모드 전류가 흐르기 때문에 자기 포화의 영향이 증가합니다.
따라서 이러한 유형의 공통 모드 초크 코일은 자기 포화로 인한 성능 저하를 초래하지 않는 범위 내에서 사용해야 합니다.

또한 공통 모드 초크 코일을 사용해도 전원 공급 라인 노이즈가 눈에 띄게 감소하지 않는 경우 차동 모드 임피던스가 큰 부품을 사용하여 자기 포화가 발생하는 경우가 있으므로 이 점을 확인해야 합니다. 차동 모드 임피던스가 크다고 해서 반드시 나쁜 것은 아니며, 자기 포화가 발생하지 않는 범위 내에서 차동 모드 임피던스가 큰 부품을 사용한다면 매우 효과적일 수 있으므로 현명하게 부품을 선택해야 합니다. 그림 2는 차동 모드 임피던스가 큰 공통 모드 초크 코일의 특성을 보여주는 예입니다. (참고: 전원 공급 라인용 제품의 특성을 보여주는 좋은 특성도를 찾을 수 없어 이 특성도는 신호 라인용 제품의 특성을 보여줍니다.)

2. AC 전원 공급 라인용 공통 모드 초크 코일

지금까지 설명한 공통 모드 초크 코일은 비교적 저전압 위치에서 사용됩니다. 그러나 많은 공통 모드 초크 코일은 실제로 스위칭 전원 공급 장치의 1차측과 같이 AC 전원 공급 라인(상업용 전원 공급 라인)에 연결된 회로에 사용됩니다. 이러한 위치에서 사용되는 공통 모드 초크 코일을 흔히 "라인 필터"라고 합니다.
이러한 공통 모드 초크 코일은 라인 간 커패시터(X-커패시터) 및 라인 바이패스 커패시터(Y-커패시터)와 함께 사용되며 2차측 회로에서 발생하는 노이즈가 1차측으로 누출되는 것을 방지하고 전원 공급 회로에서 발생하는 노이즈가 전원 코드를 통해 빠져나가는 것을 방지하는 데 사용됩니다.

라인 간 커패시터는 차동 모드 노이즈를 제거하고, 라인 바이패스 커패시터와 공통 모드 초크 코일은 공통 모드 노이즈를 제거합니다. 라인 바이패스 커패시터의 커패시턴스를 높이면 저주파 공통 모드 노이즈를 제거할 수 있지만 커패시턴스와 함께 접지로 전류가 누설될 위험이 증가하므로 커패시턴스를 일정 값 이하로 유지해야 합니다. 이러한 이유로 커먼 모드 초크 코일은 주로 라인 바이패스 커패시터로 커버할 수 없는 저주파 범위에 사용됩니다. 또한 일반 모드 초크 코일을 사용하면 경우에 따라 차동 모드 노이즈 제거 효과가 향상될 수도 있습니다.

AC 전원 공급 라인에 사용되는 공통 모드 초크 코일은 고전압 위치에서 사용되므로 고전압을 지원해야 합니다. 절연 성능 및 기타 특성은 정해진 안전 표준에 따라 지정되므로 AC 전원 공급 라인에 사용하도록 설계된 공통 모드 초크 코일은 이러한 표준을 충족하도록 설계되었습니다. 정격 전압이 AC 250V인 제품은 대부분 이러한 표준을 충족합니다. 그러나 일부 세트에는 특별한 요구 사항이 있을 수 있으므로 이러한 경우에는 제조업체에 문의하세요.