KR101710781B1 - Ｃｍ 필터와 ｄｍ 필터를 결합한 능동 ｅｍｉ 필터 장치 - Google Patents

Ｃｍ 필터와 ｄｍ 필터를 결합한 능동 ｅｍｉ 필터 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 EMI(Electro Magnetic Interference) 소스(Source)로부터 생성된 EMI 잡음을 필터링(filtering)하기 위한 능동 EMI(Electro Magnetic Interference) 필터 장치에서, 상기 EMI 소스와 연결된 선(line)과 중성선(Neutral)에서 발생되는 EMI 잡음을 검출하기 위한 잡음 검출부, 상기 잡음 검출부에서 검출된 잡음 신호를 CM(Common Mode) 성분과 DM(Differential Mode) 성분으로 분리하기 위한 잡음 분리부, 상기 잡음 분리부에서 분리된 DM 성분의 잡음 신호를 감쇄시키기 위한 보상 신호를 발생시키는 DM 필터부 및 상기 잡음 분리부에서 분리된 CM 성분의 잡음 신호를 감쇄시키기 위한 보상 신호를 발생시키는 CM 필터부를 포함한다.
본 발명에 의하면 CM 필터와 DM 필터를 결합한 능동 EMI 필터를 제공함으로써, 회로 구성이 간단해지고, 기존 필터보다 무게 및 부피를 감소시키고, 보다 우수한 전기적 특성을 나타내는 효과가 있다.

Description

ＣＭ 필터와 ＤＭ 필터를 결합한 능동 ＥＭＩ 필터 장치 {Active EMI filter apparatus by coupling common mode filter and differential mode filter}
본 발명은 EMI(Electro Magnetic Interference) 잡음을 제거하기 위한 능동 EMI 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 CM 성분을 제거하기 위한 CM 필터와 DM 성분을 제거하기 위한 DM 필터를 결합한 능동 EMI 필터에 관한 것이다.
스위칭 기술이 발달하여 거의 모든 전력전자소자에 적용됨에 따라 EMI(Electro Magnetic Interference) 필터링의 기술이 매우 중요시되고 있다.
전도성 EMI의 성분은 CM(Common Mode)과 DM(Differential Mode) 성분으로 구분되며, 수동 필터는 CM 성분과 DM 성분을 각각 분리하여 필터링 한다. SMPS(Switching Mode Power Supply) 등 스위칭 소자로 동작하는 전기/전자기기의 전도성 노이즈 성분의 대부분은 구형파 모양으로 나타나며, 스위칭 주파수의 고조파 성분들로 구성되어 있다.
최근에 단순히 불필요한 EMI 성분의 필터링의 개념에서 EMI 성분을 검출하여 역상(Inversion Mode)으로 만들어서 더해주는 능동 EMI 필터에 관한 이론이 발표되고 있다.
이러한 능동 EMI필터는 CM 성분 제거를 위한 CM 필터와 DM 성분 제거를 위한 DM 필터가 분리하여 구성된다.
능동 EMI 필터는 EMI 잡음을 검출하여 입력받는 검출회로, 보상신호를 만들어내는 연산회로, 연산회로에서 만들어진 보상신호를 잡음이 실린 선로에 재주입하여 잡음을 상쇄시키는 보상회로의 세 부분으로 구분된다.
능동 EMI 필터는 검출회로에서 전원선로의 잡음을 검출하게 되면, 연산회로에서 검출된 잡음 신호에 대해 진폭은 같고 위상은 정반대인 보상신호를 만들어낸다. 그리고, 이 신호를 커패시터 또는 트랜스포머를 통해 잡음이 존재하던 전원선로에 보상신호를 주입하게 되면 중첩의 원리에 따라 잡음이 상쇄되는 원리로 동작한다.
종래 능동 EMI 필터는 CM 성분과 DM 성분의 잡음을 제거하기 위하여 CM 필터와 DM 필터로 각각 분리하여 직렬로 사용하는 방법을 사용하는데, 이에 따라 무게 및 부피가 커지고, 전기적 특성이 좋지 않게 되는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 10-2014-0139053
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, CM 필터와 DM 필터를 결합함으로써, 필터 전체의 부피, 무게 등을 줄이고, 특성이 우수한 능동 EMI 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 EMI(Electro Magnetic Interference) 소스(Source)로부터 생성된 EMI 잡음을 필터링(filtering)하기 위한 능동 EMI(Electro Magnetic Interference) 필터 장치에서, 상기 EMI 소스와 연결된 선(line)과 중성선(Neutral)에서 발생되는 EMI 잡음을 검출하기 위한 잡음 검출부, 상기 잡음 검출부에서 검출된 잡음 신호를 CM(Common Mode) 성분과 DM(Differential Mode) 성분으로 분리하기 위한 잡음 분리부, 상기 잡음 분리부에서 분리된 DM 성분의 잡음 신호를 감쇄시키기 위한 보상 신호를 발생시키는 DM 필터부 및 상기 잡음 분리부에서 분리된 CM 성분의 잡음 신호를 감쇄시키기 위한 보상 신호를 발생시키는 CM 필터부를 포함한다.
상기 DM 필터부는 상기 DM 성분의 잡음 신호의 진폭과 크기가 동일하고 위상이 반대인 전압을 발생시켜서 상기 선 또는 상기 중성선에 주입하여 DM 성분 잡음을 감쇄시킬 수 있다.
상기 CM 필터부는 상기 CM 성분의 잡음 신호의 진폭과 크기가 동일하고 위상이 반대인 전류를 발생시켜서 상기 선 및 상기 중성선에 주입하여 CM 성분 잡음을 감쇄시킬 수 있다.
상기 잡음 검출부는, 일측이 상기 선에 연결되는 제1 커패시터(capacitor), 일측이 상기 중성선에 연결되는 제2 커패시터, 일측이 상기 제1 커패시터의 타측에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 제1 저항 및 일측이 상기 제2 커패시터의 타측에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 제2 저항을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 잡음 분리부는, 일측이 상기 제1 커패시터와 상기 제1 저항의 사이에 연결되는 제1 코일과, 일측이 상기 제1 코일과 연결되고 타측이 상기 제2 커패시터와 상기 제2 저항의 사이에 연결되는 제2 코일로 이루어지는 1차 코일과, 직렬로 연결되어 있는 제3 코일과 제4 코일로 이루어지는 2차 코일을 포함하며, 상기 제4 코일은 접지에 연결되어 있는 제1 트랜스포머(transformer)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 DM 필터부는, 일측이 상기 제3 코일과 연결되는 제3 저항, 반전 단자가 상기 제3 저항의 타측과 연결되고, 비반전 단자가 접지에 연결되는 제1 OP 앰프, 일측이 상기 제1 OP 앰프의 반전 단자에 연결되고, 타측이 상기 제1 OP 앰프의 출력 단자에 연결되는 제4 저항, 일측이 상기 제1 OP 앰프의 출력단에 연결되는 제3 커패시터 및 일측이 상기 제3 커패시터의 타측에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 1차 코일과, 상기 EMI 소스에 연결된 중성선에 형성되어 있는 2차 코일을 포함하는 제2 트랜스포머를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에서 상기 CM 필터부는, 일측이 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이에 연결되는 제5 저항, 반전 단자가 상기 제5 저항의 타측에 연결되고, 비반전 단자가 접지에 연결되는 제2 OP 앰프, 일측이 상기 제2 OP 앰프의 반전 단자에 연결되고, 타측이 상기 제2 OP 앰프의 출력 단자에 연결되는 제6 저항, 일측이 상기 제2 OP 앰프의 출력 단자에 연결되고 타측이 접지에 연결되는 제7 저항, 일측이 상기 EMI 소스에 연결된 선에 연결되고, 타측이 상기 제2 OP 앰프의 출력 단자에 연결되는 제4 커패시터 및 일측이 상기 EMI 소스에 연결된 중성선에 연결되고, 타측이 상기 제2 OP 앰프의 출력 단자에 연결되는 제5 커패시터를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에서 상기 CM 필터부는, 직렬로 연결되어 있는 제5 코일과 제6 코일로 이루어지며, 상기 제1 트랜스포머의 1차 코일에 의해 유도 기전력이 발생되는 3차 코일, 일측이 상기 제5 코일에 연결되는 제8 저항, 일측이 상기 제6 코일에 연결되는 제9 저항, 반전 단자가 상기 제8 저항의 타측에 연결되고, 비반전 단자가 상기 제9 저항의 타측에 연결되는 제2 OP 앰프, 일측이 상기 제2 OP 앰프의 반전 단자에 연결되고, 타측이 상기 제2 OP 앰프의 출력 단자에 연결되는 제10 저항, 일측이 상기 제2 OP 앰프의 비반전 단자에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 제11 저항, 일측이 상기 제2 OP 앰프의 출력 단자에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 제12 저항, 일측이 상기 EMI 소스에 연결된 선에 연결되고, 타측이 상기 제2 OP 앰프의 출력 단자에 연결되는 제4 커패시터 및 일측이 상기 EMI 소스에 연결된 중성선에 연결되고, 타측이 상기 제2 OP 앰프의 출력 단자에 연결되는 제5 커패시터를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면 CM 필터와 DM 필터를 결합한 능동 EMI 필터를 제공함으로써, 회로 구성이 간단해지고, 기존 필터보다 무게 및 부피를 감소시키고, 보다 우수한 전기적 특성을 나타내는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치에 의한 보상 전의 전압 및 전류와 보상 후의 전압 및 전류를 비교한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치에 의한 보상 전의 전압 및 전류와 보상 후의 전압 및 전류를 비교한 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 EMI(Electro Magnetic Interference) 소스(Source)로부터 생성된 EMI 잡음을 필터링(filtering)하기 위한 능동 EMI(Electro Magnetic Interference) 필터 장치에 대한 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치의 회로도이고, 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치의 회로도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 능동 EMI 필터 장치는 잡음 검출부(110, 210), 잡음 분리부(120, 220), DM 필터부(130, 230), CM 필터부(140, 240)를 포함한다.
잡음 검출부(110, 210)는 EMI 소스와 연결된 선(line)과 중성선(Neutral)에서 발생되는 EMI 잡음(noise)을 검출하는 역할을 한다.
잡음 분리부(120, 220)는 잡음 검출부(110, 210)에서 검출된 잡음 신호를 CM(Common Mode) 성분과 DM(Differential Mode) 성분으로 분리하는 역할을 한다.
DM 필터부(130, 230)는 잡음 분리부(120, 220)에서 분리된 DM 성분의 잡음 신호를 감쇄시키기 위한 보상 신호를 발생시킨다.
CM 필터부(140, 240)는 잡음 분리부(120, 220)에서 분리된 CM 성분의 잡음 신호를 감쇄시키기 위한 보상 신호를 발생시킨다.
본 발명에서 DM 필터부(130, 230)는 DM 성분의 잡음 신호의 진폭과 크기가 동일하고 위상이 반대인 전압을 발생시켜서 선(L) 또는 중성선(N)에 주입하여 DM 성분 잡음을 감쇄시킨다.
본 발명에서 CM 필터부(140, 240)는 CM 성분의 잡음 신호의 진폭과 크기가 동일하고 위상이 반대인 전류를 발생시켜서 선(L) 및 중성선(N)에 주입하여 CM 성분 잡음을 감쇄시킨다.
본 발명은 CM 필터부(140, 240)의 연결 방식에 따라 제1 실시예의 회로와 제2 실시예의 회로를 제안한다.
도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치의 회로 구조에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 1에서 잡음 검출부(110)는, 일측이 선(L)에 연결되는 제1 커패시터(capacitor)(C1), 일측이 중성선(N)에 연결되는 제2 커패시터(C2), 일측이 제1 커패시터(C1)의 타측에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 제1 저항(R1) 및 일측이 제2 커패시터(C2)의 타측에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 제2 저항(R2)을 포함하여 이루어진다.
그리고, 잡음 분리부(120)는 일측이 제1 커패시터(C1)와 제1 저항(R1)의 사이에 연결되는 제1 코일(L1)과, 일측이 제1 코일(L1)과 연결되고 타측이 제2 커패시터(C2)와 제2 저항(R2)의 사이에 연결되는 제2 코일(L2)로 이루어지는 1차 코일과, 직렬로 연결되어 있는 제3 코일(L3)과 제4 코일(L4)로 이루어지는 2차 코일을 포함하며, 제4 코일(L4)은 접지에 연결되어 있는 제1 트랜스포머(transformer)(T1)를 포함하여 이루어진다.
그리고, DM 필터부(130)는 일측이 제3 코일(L3)과 연결되는 제3 저항(R3), 반전 단자가 제3 저항(R3)의 타측과 연결되고, 비반전 단자가 접지에 연결되는 제1 OP 앰프(OP1), 일측이 제1 OP 앰프(OP1)의 반전 단자에 연결되고, 타측이 제1 OP 앰프(OP1)의 출력 단자에 연결되는 제4 저항(R4), 일측이 제1 OP 앰프(OP1)의 출력단에 연결되는 제3 커패시터(C3) 및 일측이 제3 커패시터(C3)의 타측에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 1차 코일과, EMI 소스에 연결된 중성선(N)에 형성되어 있는 2차 코일을 포함하는 제2 트랜스포머(T2)를 포함하여 이루어진다.
그리고, CM 필터부(140)는 일측이 제1 코일(L1)과 제2 코일(L2) 사이에 연결되는 제5 저항(R5), 반전 단자가 제5 저항(R5)의 타측에 연결되고, 비반전 단자가 접지에 연결되는 제2 OP 앰프(OP2), 일측이 제2 OP 앰프(OP2)의 반전 단자에 연결되고, 타측이 제2 OP 앰프(OP2)의 출력 단자에 연결되는 제6 저항(R6), 일측이 제2 OP 앰프(OP2)의 출력 단자에 연결되고 타측이 접지에 연결되는 제7 저항(R7), 일측이 EMI 소스에 연결된 선(L)에 연결되고, 타측이 제2 OP 앰프(OP2)의 출력 단자에 연결되는 제4 커패시터(C4) 및 일측이 EMI 소스에 연결된 중성선(N)에 연결되고, 타측이 제2 OP 앰프(OP2)의 출력 단자에 연결되는 제5 커패시터(C5)를 포함하여 이루어진다.
이제, 도 2를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치의 회로 구조에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제2 실시예는 제1 실시예와 비교하여, 잡음 검출부(110), 잡음 분리부(120) 및 DM 필터부(130)의 회로 구성 소자와 연결 관계는 동일하나, CM 필터부(140)의 연결 관계가 상이하다.
도 2에서 잡음 검출부(210)는, 일측이 선(L)에 연결되는 제1 커패시터(capacitor)(C1), 일측이 중성선(N)에 연결되는 제2 커패시터(C2), 일측이 제1 커패시터(C1)의 타측에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 제1 저항(R1) 및 일측이 제2 커패시터(C2)의 타측에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 제2 저항(R2)을 포함하여 이루어진다.
그리고, 잡음 분리부(220)는 일측이 제1 커패시터(C1)와 제1 저항(R1)의 사이에 연결되는 제1 코일(L1)과, 일측이 제1 코일(L1)과 연결되고 타측이 제2 커패시터(C2)와 제2 저항(R2)의 사이에 연결되는 제2 코일(L2)로 이루어지는 1차 코일과, 직렬로 연결되어 있는 제3 코일(L3)과 제4 코일(L4)로 이루어지는 2차 코일을 포함하며, 제4 코일(L4)은 접지에 연결되어 있는 제1 트랜스포머(transformer)(T1)를 포함하여 이루어진다.
그리고, DM 필터부(230)는 일측이 제3 코일(L3)과 연결되는 제3 저항(R3), 반전 단자가 제3 저항(R3)의 타측과 연결되고, 비반전 단자가 접지에 연결되는 제1 OP 앰프(OP1), 일측이 제1 OP 앰프(OP1_의 반전 단자에 연결되고, 타측이 제1 OP 앰프(OP1)의 출력 단자에 연결되는 제4 저항(R4), 일측이 제1 OP 앰프(OP1)의 출력단에 연결되는 제3 커패시터(C3) 및 일측이 제3 커패시터(C3)의 타측에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 1차 코일과, EMI 소스에 연결된 중성선(N)에 형성되어 있는 2차 코일을 포함하는 제2 트랜스포머(T2)를 포함하여 이루어진다.
그리고, CM 필터부(240)는 직렬로 연결되어 있는 제5 코일(L5)과 제6 코일(L6)로 이루어지며, 제1 트랜스포머(T1)의 1차 코일에 의해 유도 기전력이 발생되는 3차 코일, 일측이 제5 코일(L5)에 연결되는 제8 저항(R8), 일측이 제6 코일(L6)에 연결되는 제9 저항(R9), 반전 단자가 제8 저항(R8)의 타측에 연결되고, 비반전 단자가 제9 저항(R9)의 타측에 연결되는 제2 OP 앰프(OP2), 일측이 제2 OP 앰프(OP2)의 반전 단자에 연결되고, 타측이 제2 OP 앰프(OP2)의 출력 단자에 연결되는 제10 저항(R10), 일측이 제2 OP 앰프(OP2)의 비반전 단자에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 제11 저항(R11), 일측이 제2 OP 앰프(OP2)의 출력 단자에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 제12 저항(R12), 일측이 EMI 소스에 연결된 선(L)에 연결되고, 타측이 제2 OP 앰프(OP2)의 출력 단자에 연결되는 제4 커패시터(C4) 및 일측이 EMI 소스에 연결된 중성선(N)에 연결되고, 타측이 제2 OP 앰프(OP2)의 출력 단자에 연결되는 제5 커패시터(C5)를 포함하여 이루어진다.
다음, 도 3 및 도 4는 본 발명에서 CM 필터와 DM 필터를 결합한 능동 EMI 필터 장치에 대한 시뮬레이션을 수행하고, 그 결과를 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치에 의한 보상 전의 전압 및 전류와 보상 후의 전압 및 전류를 비교한 그래프이다.
도 3에서 좌측 그래프는 시간(time) 영역에서의 그래프이고, 우측 그래프는 주파수(frequency) 영역에서의 그래프이다.
도 3에서 (a)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치에 의한 보상 전의 전압 그래프이고, (b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치에 의한 보상 후의 전압 그래프이다.
도 3의 (a)와 (b)에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치에 의해 전압 잡음이 대폭 감소된 것을 확인할 수 있다.
도 3에서 (c)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치에 의한 보상 전의 전류 그래프이고, (d)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치에 의한 보상 후의 전류 그래프이다.
도 3의 (c)와 (d)에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치에 의해 전류 잡음이 대폭 감소된 것을 확인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치에 의한 보상 전의 전압 및 전류와 보상 후의 전압 및 전류를 비교한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치에 의한 보상 전의 전압 및 전류와 보상 후의 전압 및 전류를 비교한 그래프이다.
도 4에서 좌측 그래프는 시간(time) 영역에서의 그래프이고, 우측 그래프는 주파수(frequency) 영역에서의 그래프이다.
도 4에서 (a)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치에 의한 보상 전의 전류 그래프이고, (b)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치에 의한 보상 후의 전류 그래프이다.
도 4의 (a)와 (b)에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치에 의해 전류 잡음이 대폭 감소된 것을 확인할 수 있다.
도 4에서 (c)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치에 의한 보상 전의 전압 그래프이고, (d)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치에 의한 보상 후의 전압 그래프이다.
도 4의 (c)와 (d)에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 능동 EMI 필터 장치에 의해 전압 잡음이 대폭 감소된 것을 확인할 수 있다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
110, 210 잡음 검출부 120, 220 잡음 분리부
130, 230 DM 필터부 140, 240 CM 필터부

Claims (8)

  1. EMI(Electro Magnetic Interference) 소스(Source)로부터 생성된 EMI 잡음을 필터링(filtering)하기 위한 능동 EMI(Electro Magnetic Interference) 필터 장치에서,
    상기 EMI 소스와 연결된 선(line)과 중성선(Neutral)에서 발생되는 EMI 잡음을 검출하기 위한 잡음 검출부;
    상기 잡음 검출부에서 검출된 잡음 신호를 CM(Common Mode) 성분과 DM(Differential Mode) 성분으로 분리하기 위한 잡음 분리부;
    상기 잡음 분리부에서 분리된 DM 성분의 잡음 신호를 감쇄시키기 위한 보상 신호를 발생시키는 DM 필터부; 및
    상기 잡음 분리부에서 분리된 CM 성분의 잡음 신호를 감쇄시키기 위한 보상 신호를 발생시키는 CM 필터부를 포함하며,
    상기 잡음 검출부는, 일측이 상기 선에 연결되는 제1 커패시터(capacitor), 일측이 상기 중성선에 연결되는 제2 커패시터, 일측이 상기 제1 커패시터의 타측에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 제1 저항 및 일측이 상기 제2 커패시터의 타측에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 제2 저항을 포함하여 이루어지고,
    상기 잡음 분리부는, 일측이 상기 제1 커패시터와 상기 제1 저항의 사이에 연결되는 제1 코일과, 일측이 상기 제1 코일과 연결되고 타측이 상기 제2 커패시터와 상기 제2 저항의 사이에 연결되는 제2 코일로 이루어지는 1차 코일과, 직렬로 연결되어 있는 제3 코일과 제4 코일로 이루어지는 2차 코일을 포함하며, 상기 제4 코일은 접지에 연결되어 있는 제1 트랜스포머(transformer)를 포함하여 이루어지고,
    상기 DM 필터부는, 일측이 상기 제3 코일과 연결되는 제3 저항, 반전 단자가 상기 제3 저항의 타측과 연결되고, 비반전 단자가 접지에 연결되는 제1 OP 앰프, 일측이 상기 제1 OP 앰프의 반전 단자에 연결되고, 타측이 상기 제1 OP 앰프의 출력 단자에 연결되는 제4 저항, 일측이 상기 제1 OP 앰프의 출력단에 연결되는 제3 커패시터 및 일측이 상기 제3 커패시터의 타측에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 1차 코일과, 상기 EMI 소스에 연결된 중성선에 형성되어 있는 2차 코일을 포함하는 제2 트랜스포머를 포함하여 이루어지고,
    상기 CM 필터부는, 일측이 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이에 연결되는 제5 저항, 반전 단자가 상기 제5 저항의 타측에 연결되고, 비반전 단자가 접지에 연결되는 제2 OP 앰프, 일측이 상기 제2 OP 앰프의 반전 단자에 연결되고, 타측이 상기 제2 OP 앰프의 출력 단자에 연결되는 제6 저항, 일측이 상기 제2 OP 앰프의 출력 단자에 연결되고 타측이 접지에 연결되는 제7 저항, 일측이 상기 EMI 소스에 연결된 선에 연결되고, 타측이 상기 제2 OP 앰프의 출력 단자에 연결되는 제4 커패시터 및 일측이 상기 EMI 소스에 연결된 중성선에 연결되고, 타측이 상기 제2 OP 앰프의 출력 단자에 연결되는 제5 커패시터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동 EMI 필터 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 DM 필터부는 상기 DM 성분의 잡음 신호의 진폭과 크기가 동일하고 위상이 반대인 전압을 발생시켜서 상기 선 또는 상기 중성선에 주입하여 DM 성분 잡음을 감쇄시키는 것을 특징으로 하는 능동 EMI 필터 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 CM 필터부는 상기 CM 성분의 잡음 신호의 진폭과 크기가 동일하고 위상이 반대인 전류를 발생시켜서 상기 선 및 상기 중성선에 주입하여 CM 성분 잡음을 감쇄시키는 것을 특징으로 하는 능동 EMI 필터 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. EMI(Electro Magnetic Interference) 소스(Source)로부터 생성된 EMI 잡음을 필터링(filtering)하기 위한 능동 EMI(Electro Magnetic Interference) 필터 장치에서,
    상기 EMI 소스와 연결된 선(line)과 중성선(Neutral)에서 발생되는 EMI 잡음을 검출하기 위한 잡음 검출부;
    상기 잡음 검출부에서 검출된 잡음 신호를 CM(Common Mode) 성분과 DM(Differential Mode) 성분으로 분리하기 위한 잡음 분리부;
    상기 잡음 분리부에서 분리된 DM 성분의 잡음 신호를 감쇄시키기 위한 보상 신호를 발생시키는 DM 필터부; 및
    상기 잡음 분리부에서 분리된 CM 성분의 잡음 신호를 감쇄시키기 위한 보상 신호를 발생시키는 CM 필터부를 포함하며,
    상기 잡음 검출부는, 일측이 상기 선에 연결되는 제1 커패시터(capacitor), 일측이 상기 중성선에 연결되는 제2 커패시터, 일측이 상기 제1 커패시터의 타측에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 제1 저항 및 일측이 상기 제2 커패시터의 타측에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 제2 저항을 포함하여 이루어지고,
    상기 잡음 분리부는, 일측이 상기 제1 커패시터와 상기 제1 저항의 사이에 연결되는 제1 코일과, 일측이 상기 제1 코일과 연결되고 타측이 상기 제2 커패시터와 상기 제2 저항의 사이에 연결되는 제2 코일로 이루어지는 1차 코일과, 직렬로 연결되어 있는 제3 코일과 제4 코일로 이루어지는 2차 코일을 포함하며, 상기 제4 코일은 접지에 연결되어 있는 제1 트랜스포머(transformer)를 포함하여 이루어지고,
    상기 DM 필터부는, 일측이 상기 제3 코일과 연결되는 제3 저항, 반전 단자가 상기 제3 저항의 타측과 연결되고, 비반전 단자가 접지에 연결되는 제1 OP 앰프, 일측이 상기 제1 OP 앰프의 반전 단자에 연결되고, 타측이 상기 제1 OP 앰프의 출력 단자에 연결되는 제4 저항, 일측이 상기 제1 OP 앰프의 출력단에 연결되는 제3 커패시터 및 일측이 상기 제3 커패시터의 타측에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 1차 코일과, 상기 EMI 소스에 연결된 중성선에 형성되어 있는 2차 코일을 포함하는 제2 트랜스포머를 포함하여 이루어지고,
    상기 CM 필터부는, 직렬로 연결되어 있는 제5 코일과 제6 코일로 이루어지며, 상기 제1 트랜스포머의 1차 코일에 의해 유도 기전력이 발생되는 3차 코일, 일측이 상기 제5 코일에 연결되는 제8 저항, 일측이 상기 제6 코일에 연결되는 제9 저항, 반전 단자가 상기 제8 저항의 타측에 연결되고, 비반전 단자가 상기 제9 저항의 타측에 연결되는 제2 OP 앰프, 일측이 상기 제2 OP 앰프의 반전 단자에 연결되고, 타측이 상기 제2 OP 앰프의 출력 단자에 연결되는 제10 저항, 일측이 상기 제2 OP 앰프의 비반전 단자에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 제11 저항, 일측이 상기 제2 OP 앰프의 출력 단자에 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 제12 저항, 일측이 상기 EMI 소스에 연결된 선에 연결되고, 타측이 상기 제2 OP 앰프의 출력 단자에 연결되는 제4 커패시터 및 일측이 상기 EMI 소스에 연결된 중성선에 연결되고, 타측이 상기 제2 OP 앰프의 출력 단자에 연결되는 제5 커패시터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동 EMI 필터 장치.
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