KR102537967B1 - Method for extracting relative permeability of ferrite core and em simulating method using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법은, BCI(Bulk Current Injection) 테스트에 사용되는 프로브에 포함되는 페라이트 코어의 상대 투자율(relative permeability) 추출 방법에서, 프로브에 대응하는 제1 등가 회로를 제2 등가 회로로 변환하는 단계, 제2 등가 회로의 임피던스를 산출하는 단계, 제2 등가 회로의 임피던스를 이용하여 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출하는 단계, 및 페라이트 코어의 상대 투자율에 비례 상수를 적용하여 페라이트 코어의 보정 상대 투자율을 산출하는 단계를 포함한다. 제2 등가 회로는 저항과 인덕터가 병렬 연결된 회로이다.A method for extracting the relative permeability of a ferrite core according to an embodiment of the present invention is a method for extracting the relative permeability of a ferrite core included in a probe used for a Bulk Current Injection (BCI) test. Converting the equivalent circuit into a second equivalent circuit, calculating the impedance of the second equivalent circuit, extracting the relative permeability of the ferrite core using the impedance of the second equivalent circuit, and proportional to the relative permeability of the ferrite core and calculating the corrected relative permeability of the ferrite core by applying the constant. The second equivalent circuit is a circuit in which a resistor and an inductor are connected in parallel.

Description

페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법 및 이를 이용한 전자기 시뮬레이션 방법{METHOD FOR EXTRACTING RELATIVE PERMEABILITY OF FERRITE CORE AND EM SIMULATING METHOD USING THE SAME}Relative permeability extraction method of ferrite core and electromagnetic simulation method using the same

본 발명은 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법 및 이를 이용한 전자기 시뮬레이션 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for extracting relative permeability of a ferrite core and an electromagnetic simulation method using the same.

BCI(Bulk Current Injection) 테스트 시스템은 자동차, 항공기 등 전장품이 도입되는 분야에서 보편적으로 사용되는 내성 표준 시험이다. 이와 같은 BCI 테스트 시스템을 등가회로로 대체하여 모델링할 경우, BCI 테스트 시스템에 포함되는 프로브와 케이블 간에 존재하는 커플링 등 실제로 측정된 테스트 셋업(test setup)에 포함된 전자기적 현상을 반영하는 데에 한계가 있다. 따라서, BCI 테스트 시스템에 포함되는 각 구성품의 구조를 3D 형상으로 모델링하여 Full wave - EM 시뮬레이션을 진행할 필요가 있다.The BCI (Bulk Current Injection) test system is a standard immunity test that is commonly used in areas where electrical components such as automobiles and aircraft are introduced. When modeling such a BCI test system by replacing it with an equivalent circuit, it is necessary to reflect the electromagnetic phenomena included in the actually measured test setup, such as the coupling that exists between the probe and cable included in the BCI test system. There are limits. Therefore, it is necessary to model the structure of each component included in the BCI test system in 3D shape to perform full wave-EM simulation.

한편, EM 시뮬레이션을 수행하기 위해서는 프로브 내부에 포함되어 있는 페라이트 코어의 투자율을 선행적으로 확보할 필요가 있으며, 전 주파수 대역(예를 들어, 1MHz 내지 400MHz)에서 주파수 별 투자율을 정확하게 추출할 필요가 있다.On the other hand, in order to perform EM simulation, it is necessary to secure the permeability of the ferrite core included in the probe in advance, and to accurately extract the permeability for each frequency in the entire frequency band (eg, 1 MHz to 400 MHz). there is.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 페라이트 코어의 주파수에 따라 변화하는 상대 투자율(relative permeability)을 정확하게 산출할 수 있는 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법 및 이를 이용한 전자기 시뮬레이션 방법을 제공하는 것이다.An object to be solved by the present invention is to provide a method for extracting the relative permeability of a ferrite core capable of accurately calculating the relative permeability that changes according to the frequency of the ferrite core and an electromagnetic simulation method using the same.

본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 상대 투자율을 보다 간편하게 산출할 수 있는 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법 및 이를 이용한 전자기 시뮬레이션 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a method for extracting the relative permeability of a ferrite core that can more easily calculate the relative permeability and an electromagnetic simulation method using the same.

본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 과제는 BCI(Bulk Current Injection) 테스트 시스템을 전자기 모델(EM 모델)로 구현하여 전자기 시뮬레이션(EM 시뮬레이션)을 진행한 결과와 측정 결과의 정합성을 개선시킬 수 있는 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법 및 이를 이용한 전자기 시뮬레이션 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is a ferrite core capable of improving the consistency between the electromagnetic simulation (EM simulation) result and the measurement result by implementing the BCI (Bulk Current Injection) test system as an electromagnetic model (EM model). It is to provide a relative permeability extraction method and an electromagnetic simulation method using the same.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The tasks of the present invention are not limited to the tasks mentioned above, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법은, BCI(Bulk Current Injection) 테스트에 사용되는 프로브에 포함되는 페라이트 코어의 상대 투자율(relative permeability) 추출 방법에서, 상기 프로브에 대응하는 제1 등가 회로를 제2 등가 회로로 변환하는 단계, 상기 제2 등가 회로의 임피던스를 산출하는 단계, 상기 제2 등가 회로의 임피던스를 이용하여 상기 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출하는 단계, 및 상기 페라이트 코어의 상대 투자율에 비례 상수를 적용하여 상기 페라이트 코어의 보정 상대 투자율을 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제2 등가 회로는 저항과 인덕터가 병렬 연결된 회로일 수 있다.In order to solve the above problems, a method for extracting the relative permeability of a ferrite core according to embodiments of the present invention is a relative permeability of a ferrite core included in a probe used for a Bulk Current Injection (BCI) test. In the extraction method, converting a first equivalent circuit corresponding to the probe into a second equivalent circuit, calculating an impedance of the second equivalent circuit, and using the impedance of the second equivalent circuit to determine the relative value of the ferrite core. The method may include extracting magnetic permeability and calculating a corrected relative magnetic permeability of the ferrite core by applying a proportional constant to the relative magnetic permeability of the ferrite core. The second equivalent circuit may be a circuit in which a resistor and an inductor are connected in parallel.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 전자기 시뮬레이션 방법은, BCI(Bulk Current Injection) 테스트에 사용되는 프로브에 포함되는 페라이트 코어의 상대 투자율(relative permeability)을 이용하여, 상기 프로브를 전자기 모델로 구현하여 전자기 시뮬레이션을 수행하는 방법에서, 상기 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출하는 단계, 및 상기 페라이트 코어의 상대 투자율을 이용하여 상기 프로브의 전자기 모델을 구현하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출하는 단계는, 상기 프로브에 대응하는 제1 등가 회로를 제2 등가 회로로 변환하는 단계, 상기 제2 등가 회로의 임피던스를 산출하는 단계, 상기 제2 등가 회로의 임피던스를 이용하여 상기 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출하는 단계, 및 상기 페라이트 코어의 상대 투자율에 비례 상수를 적용하여 상기 페라이트 코어의 보정 상대 투자율을 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제2 등가 회로는 저항과 인덕터가 병렬 연결된 회로일 수 있다.In order to solve the above problems, the electromagnetic simulation method according to embodiments of the present invention uses the relative permeability of a ferrite core included in a probe used for a Bulk Current Injection (BCI) test, The method of implementing electromagnetic simulation by implementing the probe as an electromagnetic model may include extracting a relative magnetic permeability of the ferrite core, and implementing an electromagnetic model of the probe using the relative magnetic permeability of the ferrite core. there is. The extracting of the relative permeability of the ferrite core may include converting a first equivalent circuit corresponding to the probe into a second equivalent circuit, calculating an impedance of the second equivalent circuit, and impedance of the second equivalent circuit. The method may include extracting the relative permeability of the ferrite core using , and calculating a corrected relative permeability of the ferrite core by applying a proportional constant to the relative permeability of the ferrite core. The second equivalent circuit may be a circuit in which a resistor and an inductor are connected in parallel.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 컴퓨터 프로그램은, 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 명령어를 포함하며, 컴퓨터 시스템에 의해 실행될 때, 상기 명령어는 상기 컴퓨터 시스템이 상기 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법 및 상기 전자기 시뮬레이션 방법 중 어느 하나를 수행하도록 할 수 있다.In order to solve the above problems, a computer program according to embodiments of the present invention is a computer program stored in a computer readable medium, the computer program includes instructions, and when executed by a computer system, the instructions may cause the computer system to perform any one of the ferrite core relative permeability extraction method and the electromagnetic simulation method.

본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법 및 이를 이용한 전자기 시뮬레이션 방법은, EM 시뮬레이션을 수행할 때 프로브를 3D 형상으로 모델링하여 반영될 성분을 제외하고, 실질적으로 페라이트 코어의 상대 투자율에 기여하는 성분을 이용한 등가 회로(제2 등가 회로)를 이용하여 상대 투자율을 추출하므로, 기존의 방식에 비해 보다 간편하고 정확하게 페라이트 코어의 주파수 별 상대 투자율을 추출할 수 있다.The method for extracting the relative permeability of a ferrite core and the electromagnetic simulation method using the method according to embodiments of the present invention substantially calculate the relative permeability of the ferrite core, except for components to be reflected by modeling the probe in a 3D shape when performing the EM simulation. Since the relative permeability is extracted using an equivalent circuit (second equivalent circuit) using components contributing to , it is possible to extract the relative permeability for each frequency of the ferrite core more simply and accurately than in the conventional method.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법 및 이를 이용한 전자기 시뮬레이션 방법의 경우, 오차에 상응하는 비례 상수를 이용하여 추출된 상대 투자율을 보정하여 보정 상대 투자율을 추가적으로 산출함으로써, 보다 정확하게 페라이트 코어의 주파수 별 상대 투자율을 추출할 수 있다.In addition, in the case of the relative permeability extraction method of the ferrite core and the electromagnetic simulation method using the method according to the embodiments of the present invention, the extracted relative permeability is corrected using a proportional constant corresponding to the error to additionally calculate the corrected relative permeability, It is possible to more accurately extract the relative magnetic permeability for each frequency of the ferrite core.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.Effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present invention.

도 1은 BCI(Bulk Current Injection) 테스트 시스템의 일 예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2a는 도 1의 BCI 테스트 시스템에 포함되는 제1 프로브의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2b는 도 1의 BCI 테스트 시스템에 포함되는 제2 프로브의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3a는 도 2a의 제1 프로브에 대한 주파수 별 임피던스의 크기의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 3b는 도 2a의 제1 프로브에 대한 주파수 별 임피던스의 위상의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 4a는 도 2b의 제2 프로브에 대한 주파수 별 임피던스의 크기의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 4b는 도 2b의 제2 프로브에 대한 주파수 별 임피던스의 위상의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 5는 제1 등가 회로의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 시스템을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 제2 등가 회로의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 9는 도 8의 제2 등가 회로에 대한 주파수 별 임피던스의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 10은 페라이트 코어의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11a는 도 7의 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법에 의해 추출된 제1 프로브에 대한 주파수 별 상대 투자율의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 11b는 도 7의 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법에 의해 추출된 제2 프로브에 대한 주파수 별 상대 투자율의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 12a 및 도 12b는 도 7의 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법에 의해 추출된 상대 투자율에 비례 상수를 적용하여 보정 상대 투자율을 산출하는 일 예를 설명하기 위한 그래프들이다.
도 13은 도 7의 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법에 의해 추출된 상대 투자율에 비례 상수를 적용하여 산출된 보정 상대 투자율을 이용한 경우 프로브의 전달 특성에 대한 정합성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 전자기 시뮬레이션 방법을 나타내는 순서도이다.
1 is a block diagram schematically illustrating an example of a Bulk Current Injection (BCI) test system.
FIG. 2A is a diagram illustrating an example of a first probe included in the BCI test system of FIG. 1 .
FIG. 2B is a diagram illustrating an example of a second probe included in the BCI test system of FIG. 1 .
FIG. 3A is a graph showing an example of the magnitude of impedance per frequency for the first probe of FIG. 2A.
FIG. 3B is a graph showing an example of a phase of impedance per frequency for the first probe of FIG. 2A.
FIG. 4A is a graph showing an example of the magnitude of impedance per frequency for the second probe of FIG. 2B.
FIG. 4B is a graph showing an example of a phase of impedance per frequency for the second probe of FIG. 2B.
5 is a circuit diagram showing an example of a first equivalent circuit.
6 is a block diagram schematically illustrating a system for extracting relative permeability of a ferrite core according to embodiments of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of extracting relative magnetic permeability of a ferrite core according to embodiments of the present invention.
8 is a circuit diagram showing an example of a second equivalent circuit.
FIG. 9 is a graph showing an example of impedance per frequency for the second equivalent circuit of FIG. 8 .
10 is a diagram showing an example of a ferrite core.
FIG. 11A is a graph showing an example of relative permeability for each frequency of the first probe extracted by the method of extracting the relative permeability of the ferrite core of FIG. 7 .
FIG. 11B is a graph showing an example of the relative permeability for each frequency of the second probe extracted by the method of extracting the relative permeability of the ferrite core of FIG. 7 .
12A and 12B are graphs for explaining an example of calculating a corrected relative permeability by applying a proportional constant to the relative permeability extracted by the method for extracting the relative permeability of the ferrite core of FIG. 7 .
FIG. 13 is a graph for explaining the consistency of transfer characteristics of a probe when a corrected relative permeability calculated by applying a proportional constant to the relative permeability extracted by the method of extracting the relative permeability of the ferrite core of FIG. 7 is used.
14 is a flowchart illustrating an electromagnetic simulation method according to embodiments of the present invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown enlarged than actual for clarity of the present invention. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결된다"고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.In addition, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only the case where it is directly connected but also the case where it is connected with another element interposed therebetween.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and redundant descriptions of the same components are omitted.

도 1은 BCI(Bulk Current Injection) 테스트 시스템의 일 예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating an example of a Bulk Current Injection (BCI) test system.

도 2a는 도 1의 BCI 테스트 시스템에 포함되는 제1 프로브의 일 예를 나타내는 도면이다.FIG. 2A is a diagram illustrating an example of a first probe included in the BCI test system of FIG. 1 .

도 2b는 도 1의 BCI 테스트 시스템에 포함되는 제2 프로브의 일 예를 나타내는 도면이다.FIG. 2B is a diagram illustrating an example of a second probe included in the BCI test system of FIG. 1 .

BCI 테스트 시스템(BCIT)은 전류 주입 프로브(예를 들어, 제1 프로브(PRB1))를 사용하여 측정하고자 하는 테스트 대상 장치(DUT)(예를 들어, IC(Integrated Circuit))에 전류를 주입하여("벌크 전류 주입"이라고도 함), 전자파 적합성(EMC; Electromagnetic Compatibility) 특성을 시험하기 위한 테스트를 수행할 수 있다.The BCI test system (BCIT) uses a current injection probe (eg, the first probe (PRB1)) to inject current into a device under test (DUT) (eg, IC (Integrated Circuit)) to be measured. (also referred to as "bulk current injection"), a test for electromagnetic compatibility (EMC) characteristics may be performed.

일반적으로, 높은 전원 전압을 사용하는 자동차, 항공기 등 전장품이 도입되는 분야에서 IC 테스트에 이와 같은 BCI 테스트 시스템(BCIT)을 이용하여 테스트를 수행한다. 특히, 최근에는 IC의 집적도가 높아짐에 따라 전자파 내성 관련 테스트의 중요성이 증가하고 있다.In general, a test is performed using such a BCI test system (BCIT) for an IC test in a field where electrical components such as automobiles and aircraft using high power voltages are introduced. In particular, as the degree of integration of ICs has recently increased, the importance of tests related to electromagnetic wave immunity has increased.

BCI 테스트 시스템(BCIT)에 대해 보다 구체적으로 설명하기 위해, 도 1을 참조하면, BCI 테스트 시스템(BCIT)은 파워 서플라이(PS), 제1 AN(Artificial Network)(AN1), 제2 AN(AN2), 제1 프로브(PRB1)(예를 들어, 전류 주입 프로브 또는 BCI 프로브), 제2 프로브(PRB2)(예를 들어, 모니터링 프로브 또는 측정 프로브), RF 제너레이터(RFG), 및 테스트 대상 장치(DUT)를 포함할 수 있다. 한편, BCI 테스트 시스템(BCIT)은 제1 프로브(PRB1) 및 제2 프로브(PRB2)와 테스트 대상 장치(DUT)를 연결하며, 전류가 흐르는 케이블을 더 포함할 수 있다.To describe the BCI test system (BCIT) in more detail, referring to FIG. 1, the BCI test system (BCIT) includes a power supply (PS), a first artificial network (AN) (AN1), and a second AN (AN2). ), a first probe (PRB1) (eg, a current injection probe or BCI probe), a second probe (PRB2) (eg, a monitoring probe or measurement probe), an RF generator (RFG), and a device under test ( DUT) may be included. Meanwhile, the BCI test system BCIT connects the first probe PRB1 and the second probe PRB2 and the device under test DUT, and may further include a cable through which current flows.

파워 서플라이(PS)는 제1 AN(AN1), 제2 AN(AN2), 제1 프로브(PRB1), RF 제너레이터(RFG)로 전력을 제공하여, BCI 테스트를 수행할 수 있도록 한다. 예를 들어, 파워 서플라이(PS)는 DC 서플라이일 수 있으나, 이는 단순히 예시적인 것으로, 이에 제한되는 것은 아니다.The power supply (PS) supplies power to the first AN (AN1), the second AN (AN2), the first probe (PRB1), and the RF generator (RFG) so that the BCI test can be performed. For example, the power supply PS may be a DC supply, but this is merely illustrative and not limited thereto.

제1 AN(AN1)과 제2 AN(AN2)은 각각 의사 회로망을 구성하는 (+) 단자와 (-) 단자일 수 있다. 제1 AN(AN1)과 제2 AN(AN2)은 파워 서플라이(PS)에서 공급된 전력을 제1 프로브(PRB1)와 RF 제너레이터(RFG)로 제공할 수 있다.The first AN(AN1) and the second AN(AN2) may be a (+) terminal and a (-) terminal constituting an artificial network, respectively. The first AN (AN1) and the second AN (AN2) may provide power supplied from the power supply (PS) to the first probe (PRB1) and the RF generator (RFG).

제1 프로브(PRB1)(예를 들어, 전류 주입 프로브)는 외부 메탈 케이스 내부에 도넛 모양의 페라이트 코어(Ferrite Core)가 배치되어 있는 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 2a를 더 참조하면, 제1 프로브(PRB1)는 제1 외부 메탈 케이스(OMC1) 및 상기 제1 외부 메탈 케이스(OMC1) 내부에 포함되는 제1 페라이트 코어(RFC1)를 포함할 수 있다.The first probe PRB1 (eg, a current injection probe) may have a structure in which a donut-shaped ferrite core is disposed inside an external metal case. For example, further referring to FIG. 2A , the first probe PRB1 may include a first outer metal case OMC1 and a first ferrite core RFC1 included in the first outer metal case OMC1. can

제1 프로브(PRB1)는 자기적 유도 현상을 발생시켜, 테스트 대상 장치(DUT)에서 BCI 테스트가 수행될 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어, 제1 프로브(PRB1)는 RF 제너레이터(RFG)와 전기적으로 연결되어, RF 제너레이터(RFG)로부터 생성된 RF 신호를 인가받을 수 있다. 여기서, RF 제너레이터(RFG)에 의해 생성된 RF 신호가 제1 프로브(PRB1)로 제공되면, 제1 프로브(PRB1)는 자기적 유도 현상에 따라 유도 전류를 생성할 수 있다. 또한, 제1 프로브(PRB1)는 케이블을 통해 연결된 테스트 대상 장치(DUT)로 해당 전류를 주입할 수 있다.The first probe PRB1 may generate a magnetic induction phenomenon so that a BCI test may be performed in the device under test (DUT). For example, the first probe PRB1 may be electrically connected to the RF generator RFG and receive an RF signal generated from the RF generator RFG. Here, when the RF signal generated by the RF generator RFG is provided to the first probe PRB1, the first probe PRB1 may generate an induced current according to a magnetic induction phenomenon. Also, the first probe PRB1 may inject a corresponding current into the device under test (DUT) connected through a cable.

제2 프로브(PRB2)(예를 들어, 모니터링 프로브)는 외부 메탈 케이스 내부에 도넛 모양의 페라이트 코어(Ferrite Core)가 배치되어 있는 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 2b를 더 참조하면, 제2 프로브(PRB2)는 제2 외부 메탈 케이스(OMC2) 및 상기 제2 외부 메탈 케이스(OMC2) 내부에 포함되는 제2 페라이트 코어(RFC2)를 포함할 수 있다. 한편, 제1 프로브(PRB1)와 제2 프로브(PRB2)는 유사한 구조를 가질 수 있으나, 해당 기능과 특성에 따라 크기, 형상, 구조 등이 다르게 형성될 수 있다.The second probe PRB2 (eg, monitoring probe) may have a structure in which a donut-shaped ferrite core is disposed inside an external metal case. For example, further referring to FIG. 2B , the second probe PRB2 may include a second outer metal case OMC2 and a second ferrite core RFC2 included in the second outer metal case OMC2. can Meanwhile, the first probe PRB1 and the second probe PRB2 may have similar structures, but may have different sizes, shapes, and structures depending on their functions and characteristics.

제2 프로브(PRB2)는 생성된 전류를 모니터링(또는, 측정)하는 역할을 수행할 수 있다.The second probe PRB2 may serve to monitor (or measure) the generated current.

한편, 도 1에 도시되지는 않았으나, 실시예에 따라 BCI 테스트 시스템(BCIT)은 광학 컨버터 및 데이터 획득부를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 테스트 대상 장치(DUT)에서 생성된 전류(또는, 전압)은 케이블과 제2 프로브(PRB2)를 통해 광학 컨버터로 제공되고, 광학 컨버터를 거쳐 데이터 획득부로 제공될 수 있다. 데이터 획득부에서는 테스트 대상 장치(DUT)의 생성 전류(또는, 출력 전압)를 모니터링하여 테스트 대상 장치(DUT)의 전자파 적합성 특성을 판단할 수 있다.Meanwhile, although not shown in FIG. 1 , according to an embodiment, the BCI test system (BCIT) may further include an optical converter and a data acquisition unit. For example, the current (or voltage) generated by the device under test (DUT) may be provided to the optical converter through the cable and the second probe PRB2, and may be provided to the data acquisition unit via the optical converter. The data acquisition unit may determine electromagnetic compatibility characteristics of the device under test (DUT) by monitoring a generated current (or output voltage) of the device under test (DUT).

도 3a는 도 2a의 제1 프로브에 대한 주파수 별 임피던스의 크기의 일 예를 나타내는 그래프이다.FIG. 3A is a graph showing an example of the magnitude of impedance per frequency for the first probe of FIG. 2A.

도 3b는 도 2a의 제1 프로브에 대한 주파수 별 임피던스의 위상의 일 예를 나타내는 그래프이다.FIG. 3B is a graph showing an example of a phase of impedance per frequency for the first probe of FIG. 2A.

도 4a는 도 2b의 제2 프로브에 대한 주파수 별 임피던스의 크기의 일 예를 나타내는 그래프이다.FIG. 4A is a graph showing an example of the magnitude of impedance per frequency for the second probe of FIG. 2B.

도 4b는 도 2b의 제2 프로브에 대한 주파수 별 임피던스의 위상의 일 예를 나타내는 그래프이다.FIG. 4B is a graph showing an example of a phase of impedance per frequency for the second probe of FIG. 2B.

도 5는 제1 등가 회로의 일 예를 나타내는 회로도이다.5 is a circuit diagram showing an example of a first equivalent circuit.

도 1 내지 도 4b를 참조하면, 도 3a에는 전류 주입 프로브(또는, BCI 프로브)인 제1 프로브(PRB1)에 대해 측정한 주파수 별 임피던스의 크기를 나타내는 제1 그래프가 도시되어 있고, 도 3b에는 전류 주입 프로브(또는, BCI 프로브)인 제1 프로브(PRB1)에 대해 측정한 주파수 별 임피던스의 위상을 나타내는 제2 그래프가 도시되어 있으며, 도 4a에는 모니터링 프로브(또는, 측정 프로브)인 제2 프로브(PRB2)에 대해 측정한 주파수 별 임피던스의 크기를 나타내는 제3 그래프가 도시되어 있고, 도 4b에는 모니터링 프로브(또는, 측정 프로브)인 제2 프로브(PRB2)에 대해 측정한 주파수 별 임피던스의 위상을 나타내는 제4 그래프가 도시되어 있다. 예를 들어, 도 3a 내지 도 4b에 도시된 제1 그래프 내지 제4 그래프는 각각 1MHz 내지 400MHz의 주파수 대역에 대한 제1 프로브(PRB1)의 임피던스의 크기 및 위상과 제2 프로브(PRB2)의 임피던스의 크기 및 위상을 나타낸다.Referring to FIGS. 1 to 4B, FIG. 3A shows a first graph showing the magnitude of impedance per frequency measured for the first probe PRB1, which is a current injection probe (or BCI probe), and FIG. 3B shows A second graph showing the phase of the impedance per frequency measured for the first probe PRB1, which is a current injection probe (or BCI probe), is shown. In FIG. 4A, the second probe, which is a monitoring probe (or measuring probe), is shown. A third graph showing the magnitude of impedance per frequency measured for PRB2 is shown, and FIG. 4B shows the phase of impedance per frequency measured for the second probe PRB2, which is a monitoring probe (or measurement probe). A fourth graph is shown. For example, the first to fourth graphs shown in FIGS. 3A to 4B show the magnitude and phase of the impedance of the first probe PRB1 and the impedance of the second probe PRB2 for a frequency band of 1 MHz to 400 MHz, respectively. represents the magnitude and phase of

한편, 도 3a 내지 도 4b에 도시된 제1 프로브(PRB1)와 제2 프로브(PRB2) 각각의 임피던스의 크기 및 위상은 모두 측정치일 수 있다. 예를 들어, 도 3a 내지 도 4b에 도시된 제1 프로브(PRB1)와 제2 프로브(PRB2) 각각의 임피던스의 크기 및 위상은, 벡터 네트워크 분석기(Vector Network Analyzer; VNA)를 이용하여 제1 프로브(PRB1)와 제2 프로브(PRB2) 각각의 S-파라미터(예를 들어, 산란계수)를 측정하고, 이를 임피던스로 변환하여 도출된 것일 수 있다.Meanwhile, both the magnitude and phase of the impedances of the first and second probes PRB1 and PRB2 shown in FIGS. 3A to 4B may be measured values. For example, the magnitude and phase of the impedance of each of the first and second probes PRB1 and PRB2 shown in FIGS. 3A and 4B are determined by using a Vector Network Analyzer (VNA). It may be derived by measuring S-parameters (eg, scattering coefficients) of each of PRB1 and the second probe PRB2 and converting them into impedances.

예를 들어, 제1 프로브(PRB1)와 제2 프로브(PRB2) 각각의 임피던스는 아래의 [수학식 1]을 이용하여 도출될 수 있다.For example, the impedance of each of the first probe PRB1 and the second probe PRB2 may be derived using Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112023024333936-pat00001
Figure 112023024333936-pat00001

상기 [수학식 1]에서, "Zprobe"는 제1 프로브(PRB1)의 임피던스 또는 제2 프로브(PRB2)의 임피던스를 나타내며, "S11"는 벡터 네트워크 분석기에 의해 측정된 제1 프로브(PRB1)의 S-파라미터(예를 들어, S11 파라미터) 또는 제2 프로브(PRB2)의 S-파라미터(예를 들어, S11 파라미터)를 나타낼 수 있다.In [Equation 1], “Z probe ” represents the impedance of the first probe PRB1 or the second probe PRB2, and “S11” represents the first probe PRB1 measured by the vector network analyzer. may indicate an S-parameter (eg, S11 parameter) of or an S-parameter (eg, S11 parameter) of the second probe PRB2.

한편, 벡터 네트워크 분석기란 설계 시뮬레이션을 검증하기 위해 사용되는 분석 장치로서 S-파라미터, 예를 들어, 반사(reflection) 및 전송(transmission)된 신호를 측정할 수 있는 분석 장치이다. 예를 들어, 벡터 네트워크 분석기는 S11 파라미터(예를 들어, 반사계수) 및 S21 파라미터(예를 들어, 전달계수)를 측정할 수 있으나, 이는 단순히 예시적인 것으로, 벡터 네트워크 분석기는 다양한 S-파라미터(예를 들어, S12 파라미터, S22 파라미터 등)를 측정할 수 있다.On the other hand, a vector network analyzer is an analysis device used to verify design simulation, and is an analysis device capable of measuring S-parameters, for example, reflected and transmitted signals. For example, the vector network analyzer can measure the S11 parameter (eg, reflection coefficient) and the S21 parameter (eg, transmission coefficient), but this is merely exemplary, and the vector network analyzer can measure various S-parameters (eg, For example, S12 parameter, S22 parameter, etc.) may be measured.

도 3a 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 프로브(PRB1)와 제2 프로브(PRB2)의 임피던스의 크기 및 위상은 주파수에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 3a 및 도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 프로브(PRB1)와 제2 프로브(PRB2) 각각의 임피던스 크기는, 저주파수 대역에서 특정 주파수 대역까지는 제1 프로브(PRB1)와 제2 프로브(PRB2) 각각에 포함되며, 주파수에 따라 임피던스가 증가하는 인덕터의 특성에 의해 전체적으로 선형적으로 증가하다가, 특정 주파수 대역을 초과하는 고주파수 대역에서는 페라이트 손실에 해당하는 성분(예를 들어, 저항 성분)에 의해 감소하는 경향을 보일 수 있다. 또한, 도 3b 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 프로브(PRB1)와 제2 프로브(PRB2) 각각의 임피던스 위상은, 저주파수 대역에서 특정 주파수 대역까지는 전체적으로 90°로 유지되다가, 특정 주파수 대역을 초과하는 고주파수 대역에서는 페라이트 손실에 해당하는 성분에 의해 임피던스 위상이 전체적으로 감소하는 경향을 보일 수 있다.As shown in FIGS. 3A to 4B , the magnitude and phase of the impedances of the first and second probes PRB1 and PRB2 may vary according to frequency. For example, as shown in FIGS. 3A and 4A, the impedance of each of the first and second probes PRB1 and PRB2 varies from a low frequency band to a specific frequency band. It is included in each probe (PRB2), and increases linearly as a whole due to the characteristics of the inductor, whose impedance increases with frequency. ) may show a decreasing trend. In addition, as shown in FIGS. 3B and 4B, the impedance phase of each of the first probe PRB1 and the second probe PRB2 is maintained at 90° as a whole from a low frequency band to a specific frequency band, and then In the exceeding high frequency band, the impedance phase may tend to decrease as a whole due to a component corresponding to ferrite loss.

이와 같이, BCI 테스트 시스템(BCIT)에 사용되는 프로브(예를 들어, 제1 프로브(PRB1) 또는 제2 프로브(PRB2))는 주파수에 따라 변화하는 임피던스를 가질 수 있다.In this way, a probe (eg, the first probe PRB1 or the second probe PRB2) used in the BCI test system BCIT may have an impedance that changes according to a frequency.

여기서, 도 5를 더 참조하면, 도 5에는 BCI 테스트 시스템(BCIT)에 사용되는 프로브에 대한 등가 회로(ECT_C)(이하, "제1 등가 회로(ECT1)"라 함)가 도시되어 있다. 여기서, 상술한 바와 같이, BCI 테스트 시스템(BCIT)에 사용되는 프로브는 전류 주입 프로브(또는, BCI 프로브)인 제1 프로브(PRB1) 및 모니터링 프로브(또는, 측정 프로브)인 제2 프로브(PRB2) 중 어느 하나일 수 있다. 즉, 이하에서 언급되는 "프로브"는 BCI 테스트 시스템(BCIT)에 사용되는 프로브로서, 상술한 제1 프로브(PRB1) 또는 제2 프로브(PRB2)를 지칭하는 것으로서 이해될 수 있다.Here, further referring to FIG. 5 , FIG. 5 illustrates an equivalent circuit ECT_C (hereinafter, referred to as a “first equivalent circuit ECT1”) for a probe used in the BCI test system BCIT. Here, as described above, the probes used in the BCI test system (BCIT) include the first probe PRB1 as a current injection probe (or BCI probe) and the second probe PRB2 as a monitoring probe (or measurement probe). can be any one of That is, a “probe” referred to below is a probe used in the BCI test system (BCIT), and may be understood as referring to the above-described first probe PRB1 or second probe PRB2.

도 5를 참조하면, 프로브에 대응하는 제1 등가 회로(ECT1)는 프로브 저항부(DC_C), 페라이트 코어부(FRC_C), 및 커넥터부(CNT_C)가 직렬 연결된 회로 구조를 가질 수 있다.Referring to FIG. 5 , a first equivalent circuit ECT1 corresponding to a probe may have a circuit structure in which a probe resistance unit DC_C, a ferrite core unit FRC_C, and a connector unit CNT_C are connected in series.

여기서, 프로브 저항부(DC_C)는 프로브의 DC 저항 성분으로서, 프로브에 포함되는 부재들에 의한 DC 저항 성분을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 프로브 저항부(DC_C)는 DC 저항(Rdc)을 포함할 수 있다.Here, the probe resistance part DC_C is a DC resistance component of the probe and may represent a DC resistance component by members included in the probe. For example, the probe resistance unit DC_C may include a DC resistance Rdc.

또한, 페라이트 코어부(FRC_C)는 프로브에 포함되는 토로이드 구조의 페라이트 코어에 대한 임피던스를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 페라이트 코어부(FRC_C)는 프로브에 포함되는 토로이드 구조의 페라이트 코어의 토로이드 저항(Rt), 토로이드 인덕터(Lt), 및 토로이드 커패시터(Ct)를 포함하며, 상기 페라이트 코어의 토로이드 저항(Rt), 토로이드 인덕터(Lt), 및 토로이드 커패시터(Ct)가 병렬 연결된 회로 구조를 가질 수 있다.In addition, the ferrite core part FRC_C may represent the impedance of the toroidal ferrite core included in the probe. For example, the ferrite core part (FRC_C) includes a toroid resistance (Rt), a toroid inductor (Lt), and a toroid capacitor (Ct) of a ferrite core having a toroid structure included in the probe. may have a circuit structure in which a toroid resistor (Rt), a toroid inductor (Lt), and a toroid capacitor (Ct) are connected in parallel.

또한, 커넥터부(CNT_C)는 케이블과 연결되기 위한 프로브의 커넥터에 대한 임피던스를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 커넥터부(CNT_C)는 커넥터 인덕터(Lc) 및 커넥터 커패시터(Cc)를 포함하며, 상기 커넥터 인덕터(Lc) 및 커넥터 커패시터(Cc)가 병렬 연결된 회로 구조를 가질 수 있다.Also, the connector part CNT_C may indicate impedance of a connector of a probe to be connected to a cable. For example, the connector unit CNT_C may include a connector inductor Lc and a connector capacitor Cc, and may have a circuit structure in which the connector inductor Lc and the connector capacitor Cc are connected in parallel.

이에 따라, BCI 테스트 시스템(BCIT)에 사용되는 프로브에 대한 임피던스는 아래의 [수학식 2]와 같이 표현될 수 있다.Accordingly, the impedance of the probe used in the BCI test system (BCIT) can be expressed as in [Equation 2] below.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112023024333936-pat00002
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Figure 112023024333936-pat00003
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Figure 112023024333936-pat00004
Figure 112023024333936-pat00004

상기 [수학식 2]에서, "Zprobe"는 프로브(예를 들어, 제1 프로브(PRB1) 또는 제2 프로브(PRB2))의 임피던스를 나타내며, "ZDC"는 프로브 저항부(DC_C)의 임피던스(예를 들어, DC 저항(Rdc))를 나타내고, "Ztoroid"는 페라이트 코어부(FRC_C)의 임피던스를 나타내며, "Zcon"는 커넥터부(CNT_C)의 임피던스를 나타낼 수 있다. 또한, 상기 [수학식 2]에서, "Rtoroid", "Ltoroid", 및 "Ctoroid" 각각은 페라이트 코어부(FRC_C)의 토로이드 저항(Rt), 토로이드 인덕터(Lt), 및 토로이드 커패시터(Ct)의 성분을 나타내며, "Lcon" 및 "Ccon" 각각은 커넥터부(CNT_C)의 커넥터 인덕터(Lc) 및 커넥터 커패시터(Cc)의 성분을 나타낼 수 있다.In [Equation 2], “Z probe ” represents the impedance of the probe (eg, the first probe PRB1 or the second probe PRB2), and “Z DC ” represents the resistance of the probe resistance unit DC_C. It may represent impedance (eg, DC resistance Rdc), “Z toroid ” may represent the impedance of the ferrite core part FRC_C, and “Z con ” may represent the impedance of the connector part CNT_C. In addition, in [Equation 2], "R toroid ", "L toroid ", and "C toroid " respectively represent the toroid resistance (Rt) of the ferrite core part (FRC_C), the toroid inductor (Lt), and the toroid Indicates components of the Lloyd capacitor Ct, and “L con ” and “C con ” may respectively represent components of the connector inductor Lc and the connector capacitor Cc of the connector unit CNT_C.

이와 같이, 상술한 프로브의 구조, 형상 등에 의해 하나의 프로브에는 다양한 성분이 포함되어 있을 수 있다.In this way, one probe may include various components due to the above-described structure, shape, and the like of the probe.

한편, 상술한 바와 같이, BCI 테스트 시스템(BCIT)을 등가 회로로 대체하여 모델링할 경우, BCI 테스트 시스템(BCIT)에 포함되는 프로브와 케이블 간에 존재하는 커플링 등 실제로 측정된 테스트 셋업(test setup)에 포함된 전자기적 현상을 반영하는 데에 한계가 있다. 따라서, BCI 테스트 시스템(BCIT)에 포함되는 각 구성품의 구조를 3D 형상으로 모델링하여 Full wave - EM 시뮬레이션을 진행할 필요가 있다.On the other hand, as described above, when modeling by replacing the BCI test system (BCIT) with an equivalent circuit, actually measured test setup such as coupling between probes and cables included in the BCI test system (BCIT) There is a limit to reflecting the electromagnetic phenomena included in Therefore, it is necessary to model the structure of each component included in the BCI test system (BCIT) in a 3D shape to perform full wave-EM simulation.

여기서, BCI 테스트 시스템(BCIT)에 포함되는 각 구성품의 구조를 3D 형상으로 모델링하여 Full wave - EM 시뮬레이션을 수행하기 위해서는, BCI 테스트 시스템(BCIT)에 사용되는 프로브 내부에 포함되어 있는 페라이트 코어의 전 주파수 대역(예를 들어, 1MHz 내지 400MHz)에서 주파수 별 상대 투자율을 선행적으로 확보할 필요가 있다.Here, in order to model the structure of each component included in the BCI test system (BCIT) in 3D shape and perform the full wave-EM simulation, the ferrite core included in the probe used in the BCI test system (BCIT) In a frequency band (eg, 1 MHz to 400 MHz), it is necessary to secure relative magnetic permeability for each frequency in advance.

이를 위해, 기존에는 페라이트 코어의 주파수에 대한 상대 투자율을 추출하기 위해, 다양한 방식에 대한 연구가 진행되어 왔다. 예를 들어, 5차 Debye 모델을 기반으로 iterative fitting을 수행함으로써 측정된 프로브의 임피던스에 포함된 모든 성분들 중 페라이트 고유의 투자율을 도출하는 방식, 이와 같은 과정을 Lorentz 모델을 통해 진행하는 방식, 커넥터, 토로이드의 형상 등 모든 성분이 포함된 측정 데이터를 Lorentz 모델에 적용하여 투자율을 추출하고 이를 기반으로 1차 Debye 모델을 통해 페라이트 고유의 투자율을 도출하여 두 결과를 비교 및 분석하는 방식 등이 있었다.To this end, in the past, research on various methods has been conducted in order to extract the relative magnetic permeability with respect to the frequency of the ferrite core. For example, by performing iterative fitting based on the 5th-order Debye model, a method of deriving the inherent permeability of ferrite among all components included in the measured probe impedance, a method of performing this process through the Lorentz model, and a connector , the measurement data including all components, such as the shape of the toroid, was applied to the Lorentz model to extract the magnetic permeability, and based on this, the specific magnetic permeability of ferrite was derived through the first-order Debye model, and the two results were compared and analyzed. .

다만, 이와 같은 기존의 방식들은 BCI 테스트 시스템에 사용되는 프로브에 대해 측정된 임피던스 데이터에 대해 저항, 인덕터, 및 커패시터 등 여러 기생 성분들을 다양한 방식으로 치환하고 치환된 성분들을 다시 주파수에 의한 변수로 함수화하는 등의 수치 해석적 방식을 사용하고 있어, 단순히 근사치를 도출하는 것에 불과하다. 즉, 기존의 방식들의 경우, 상술한 다양한 방식들을 거쳐야 하므로 상대 투자율을 추출하는데 있어서 복잡하고 상대적으로 시간이 오래 걸리며, 페라이트 코어의 주파수 별 상대 투자율을 추출하는데 있어 그 결과값이 상대적으로 부정확할 수 있다.However, these existing methods substitute various parasitic components such as resistors, inductors, and capacitors in various ways for the impedance data measured for the probe used in the BCI test system, and convert the replaced components into variables by frequency again. Since it uses a numerical analysis method such as That is, in the case of the existing methods, it is complicated and takes a relatively long time to extract the relative permeability because the above-mentioned various methods must be performed, and the resultant value may be relatively inaccurate in extracting the relative permeability for each frequency of the ferrite core. there is.

이에 따라, 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법 및 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 시스템은, BCI 테스트 시스템(BCIT)에 사용되는 프로브(예를 들어, 제1 프로브(PRB1) 또는 제2 프로브(PRB2))에 대응하는 등가 회로(예를 들어, 제1 등가 회로(ECT1))에 대해, 프로브의 DC 저항 성분, 커넥터의 임피던스 성분, 및 프로브에 포함되는 토로이드 구조의 페라이트 코어에 대한 토로이드 커패시터 성분(즉, 프로브의 코일 형상에 기인한 커패시턴스 성분)을 제외하여 변환한 등가 회로(예를 들어, 제2 등가 회로(ECT2))를 이용하여 페라이트 코어의 주파수 별 상대 투자율을 추출할 수 있다.Accordingly, the method for extracting the relative permeability of a ferrite core and the system for extracting the relative permeability of a ferrite core according to embodiments of the present invention include a probe (eg, a first probe PRB1 or With respect to the equivalent circuit (eg, the first equivalent circuit ECT1) corresponding to the second probe PRB2), the DC resistance component of the probe, the impedance component of the connector, and the toroidal ferrite core included in the probe Relative magnetic permeability for each frequency of the ferrite core is calculated using an equivalent circuit converted by excluding the toroidal capacitor component (ie, the capacitance component due to the coil shape of the probe) for (eg, the second equivalent circuit ECT2). can be extracted.

또한, 여기서, 페라이트 코어의 상대 투자율에 영향을 주는 성분, 즉, 토로이드 인덕터(Lt) 및 토로이드 저항(Rt)과 관련하여, 하기의 [수학식 3]과 같이, 토로이드 인덕터(Lt)의 임피던스 값은 선형 증가 주파수 대역(예를 들어, 1MHz 내지 10MHz)에서 주파수에 따라 임피던스가 증가하는 인덕터의 특성에 의해 결정될 수 있으며, 토로이드 저항(Rt)의 값은 리액턴스의 값이 0이 되는 최대 임피던스의 값(즉, 임피던스 정합시의 임피던스 값)으로 근사화될 수 있다.In addition, here, in relation to the components that affect the relative magnetic permeability of the ferrite core, that is, the toroid inductor (Lt) and the toroid resistance (Rt), as shown in [Equation 3] below, the toroid inductor (Lt) The impedance value of may be determined by the characteristics of an inductor in which impedance increases with frequency in a linearly increasing frequency band (eg, 1 MHz to 10 MHz), and the value of the toroid resistance (Rt) is such that the value of reactance becomes zero. It can be approximated with the value of maximum impedance (ie, the impedance value at the time of impedance matching).

[수학식 3][Equation 3]

Figure 112023024333936-pat00005
Figure 112023024333936-pat00005

Figure 112023024333936-pat00006
Figure 112023024333936-pat00006

상기 [수학식 3]에서 "Ltoroid"는 토로이드 인덕터(Lt)의 인덕터 성분을 나타내고, "Zinductive"는 토로이드 인덕터(Lt)의 임피던스 값을 나타내며, "Rtoroid"는 토로이드 저항(Rt)의 저항 성분을 나타내고, "Zmax"는 최대 임피던스 값을 나타내며, "f"는 주파수를 나타낼 수 있다.In [Equation 3], "L toroid " represents the inductor component of the toroid inductor Lt, "Z inductive " represents the impedance value of the toroid inductor Lt, and "R toroid " represents the toroid resistance ( Rt), "Zmax" may represent a maximum impedance value, and "f" may represent a frequency.

이하에서는 도 6 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법 및 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 시스템에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for extracting relative permeability of a ferrite core and a system for extracting relative permeability of a ferrite core according to embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 6 to 13 .

도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 시스템을 개략적으로 나타내는 블록도이다.6 is a block diagram schematically illustrating a system for extracting relative permeability of a ferrite core according to embodiments of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 시스템(100)은 통신부(110), 프로세서(120) 및 데이터베이스(130)를 포함할 수 있다. 한편, 도 6에서는 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 시스템(100)이 데이터베이스(130)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 단순히 예시적인 것으로, 본 발명의 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 실시예에 따라, 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 시스템(100)은 데이터베이스(130)를 포함하지 않고 구성될 수도 있다.Referring to FIG. 6 , a ferrite core relative permeability extraction system 100 according to embodiments of the present invention may include a communication unit 110 , a processor 120 and a database 130 . Meanwhile, in FIG. 6 , the system 100 for extracting relative permeability of a ferrite core is illustrated as including the database 130, but this is merely illustrative, and embodiments of the present invention are not limited thereto. For example, according to embodiments, the relative permeability extraction system 100 of a ferrite core may be configured without including the database 130 .

페라이트 코어의 상대 투자율 추출 시스템(100)은 통신부(110)를 통해 외부와 정보를 송수신할 수 있다. 이를 위해, 통신부(110)는 다양한 통신 기술로 구현될 수 있다. 예를 들어, 통신부(110)에 와이파이(WIFI), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), HSPA(High Speed Packet Access), 모바일 와이맥스(Mobile WiMAX), 와이브로(WiBro), LTE(Long Term Evolution), 5G, 블루투스(bluetooth), 적외선 통신(IrDA, infrared data association), NFC(Near Field Communication), 지그비(Zigbee), 무선랜 기술 등이 적용될 수 있다. 또한, 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 시스템(100)이 인터넷과 연결되어 해당 서비스를 제공하는 경우, 통신부(110)는 인터넷에서 정보전송을 위한 표준 프로토콜인 TCP/IP를 따를 수도 있으며, GPS(Global Positioning System) 기술을 이용할 수도 있다. 한편, 실시예에 따라, 통신부(110)는 생략될 수도 있다.The ferrite core relative permeability extraction system 100 may transmit and receive information with the outside through the communication unit 110 . To this end, the communication unit 110 may be implemented with various communication technologies. For example, in the communication unit 110, WIFI, Wideband CDMA (WCDMA), High Speed Downlink Packet Access (HSDPA), High Speed Uplink Packet Access (HSUPA), High Speed Packet Access (HSPA), Mobile WiMAX WiMAX), WiBro, LTE (Long Term Evolution), 5G, Bluetooth, infrared data association (IrDA), NFC (Near Field Communication), Zigbee, and wireless LAN technologies will be applied. can In addition, when the ferrite core relative permeability extraction system 100 is connected to the Internet to provide a corresponding service, the communication unit 110 may follow TCP/IP, which is a standard protocol for information transmission on the Internet, and GPS (Global Positioning System) technology may be used. Meanwhile, according to embodiments, the communication unit 110 may be omitted.

데이터베이스(130)는 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출하기 위한 정보 등을 저장할 수 있다. 예를 들어, 데이터베이스(130)는 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출하는 데 있어서 사용되는 다양한 수식 등에 대한 정보 등을 저장할 수 있다.The database 130 may store information for extracting the relative magnetic permeability of the ferrite core. For example, the database 130 may store information on various formulas used in extracting the relative magnetic permeability of the ferrite core.

프로세서(120)는 통신부(110)를 통해 데이터베이스(130)에 접근할 수 있다. 한편, 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 시스템(100)이 상술한 바와 같이 데이터베이스(130)를 포함하지 않고 외부의 데이터베이스를 이용하는 경우, 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 시스템(100)은 통신부(110)를 통해 상기 외부의 데이터베이스에 접근할 수 있을 것이다.The processor 120 may access the database 130 through the communication unit 110 . Meanwhile, when the system 100 for extracting the relative permeability of a ferrite core uses an external database without including the database 130 as described above, the system for extracting the relative permeability of a ferrite core 100 via the communication unit 110 You will be able to access external databases.

페라이트 코어의 상대 투자율 추출 시스템(100)은 이하에서 설명되는 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법의 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 7의 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법은 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 시스템(100)의 프로세서(120) 상에서 수행될 수 있다.The ferrite core relative permeability extraction system 100 may perform the operation of the ferrite core relative permeability extraction method described below. For example, the ferrite core relative permeability extraction method of FIG. 7 may be performed on the processor 120 of the ferrite core relative permeability extraction system 100 .

도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법을 나타내는 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of extracting relative magnetic permeability of a ferrite core according to embodiments of the present invention.

도 8은 제2 등가 회로의 일 예를 나타내는 회로도이다.8 is a circuit diagram showing an example of a second equivalent circuit.

도 9는 도 8의 제2 등가 회로에 대한 주파수 별 임피던스의 일 예를 나타내는 그래프이다.FIG. 9 is a graph showing an example of impedance per frequency for the second equivalent circuit of FIG. 8 .

도 10은 페라이트 코어의 일 예를 나타내는 도면이다.10 is a diagram showing an example of a ferrite core.

도 11a는 도 7의 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법에 의해 추출된 제1 프로브에 대한 주파수 별 상대 투자율의 일 예를 나타내는 그래프이다.FIG. 11A is a graph showing an example of relative permeability for each frequency of the first probe extracted by the method of extracting the relative permeability of the ferrite core of FIG. 7 .

도 11b는 도 7의 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법에 의해 추출된 제2 프로브에 대한 주파수 별 상대 투자율의 일 예를 나타내는 그래프이다.FIG. 11B is a graph showing an example of the relative permeability for each frequency of the second probe extracted by the method of extracting the relative permeability of the ferrite core of FIG. 7 .

도 12a 및 도 12b는 도 7의 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법에 의해 추출된 상대 투자율에 비례 상수를 적용하여 보정 상대 투자율을 산출하는 일 예를 설명하기 위한 그래프들이다.12A and 12B are graphs for explaining an example of calculating a corrected relative permeability by applying a proportional constant to the relative permeability extracted by the method for extracting the relative permeability of the ferrite core of FIG. 7 .

도 13은 도 7의 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법에 의해 추출된 상대 투자율에 비례 상수를 적용하여 산출된 보정 상대 투자율을 이용한 경우 프로브의 전달 특성에 대한 정합성을 설명하기 위한 그래프이다.FIG. 13 is a graph for explaining the consistency of transfer characteristics of a probe when a corrected relative permeability calculated by applying a proportional constant to the relative permeability extracted by the method of extracting the relative permeability of the ferrite core of FIG. 7 is used.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법은 프로브에 대응하는 제1 등가 회로를 제2 등가 회로로 변환(S710)하고, 제2 등가 회로의 임피던스를 산출(S720)하며, 제2 등가 회로의 임피던스를 이용하여 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출(S730)하고, 페라이트 코어의 상대 투자율에 비례 상수를 적용하여 페라이트 코어의 보정 상대 투자율을 산출(S740)할 수 있다. 1 to 7, in the method for extracting the relative permeability of a ferrite core according to embodiments of the present invention, a first equivalent circuit corresponding to a probe is converted into a second equivalent circuit (S710), and the second equivalent circuit The impedance is calculated (S720), the relative permeability of the ferrite core is extracted using the impedance of the second equivalent circuit (S730), and the corrected relative permeability of the ferrite core is calculated by applying a proportional constant to the relative permeability of the ferrite core (S740). )can do.

예를 들어, 도 5 및 도 8을 더 참조하면, 먼저, 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법의 프로브에 대응하는 제1 등가 회로를 제2 등가 회로로 변환(S710)하는 단계는, 프로브(예를 들어, 도 1을 참조하여 설명한 제1 프로브(PRB1) 또는 제2 프로브(PRB2))에 대응하는 제1 등가 회로(ECT1)에 대해, 프로브의 DC 저항 성분(예를 들어, 프로브 저항부(DC_C)의 DC 저항(Rdc)), 커넥터부(CNT_C)의 임피던스 성분(예를 들어, 커넥터 인덕터(Lc) 및 커넥터 커패시터(Cc)가 병렬 연결된 회로의 임피던스 성분), 및 페라이트 코어부(FRC_C)의 토로이드 커패시터(Ct)의 커패시턴스 성분을 제외시킴으로써, 제1 등가 회로(ECT1)를 제2 등가 회로(ECT2)로 변환할 수 있다.For example, further referring to FIGS. 5 and 8 , first, the first equivalent circuit corresponding to the probe of the method for extracting the relative magnetic permeability of a ferrite core according to embodiments of the present invention is converted into a second equivalent circuit (S710) The step of doing is, for the first equivalent circuit ECT1 corresponding to the probe (eg, the first probe PRB1 or the second probe PRB2 described with reference to FIG. 1), the DC resistance component (eg, For example, the DC resistance (Rdc) of the probe resistance part (DC_C)), the impedance component of the connector part (CNT_C) (eg, the impedance component of a circuit in which the connector inductor (Lc) and the connector capacitor (Cc) are connected in parallel), The first equivalent circuit ECT1 may be converted into the second equivalent circuit ECT2 by excluding the capacitance component of the toroid capacitor Ct of the ferrite core FRC_C.

이에 따라, 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 등가 회로(ECT2)는 페라이트 코어부(FRC)로만 이루어진 회로 구조를 가질 수 있다. 즉, 제2 등가 회로(ECT2)는 페라이트 코어부(FRC)의 토로이드 저항(Rt)과 토로이드 인덕터(Lt)가 병렬 연결된 회로 구조를 가질 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 8 , the second equivalent circuit ECT2 may have a circuit structure including only the ferrite core part FRC. That is, the second equivalent circuit ECT2 may have a circuit structure in which the toroidal resistance Rt of the ferrite core part FRC and the toroidal inductor Lt are connected in parallel.

보다 구체적으로 설명하면, 프로브의 임피던스 성분들 중 프로브의 DC 저항 성분(예를 들어, 프로브 저항부(DC_C)의 DC 저항(Rdc))의 경우 전 주파수 대역(예를 들어, 1MHz 내지 400MHz)에서 무시할 만큼 작은 값을 가질 수 있다. 즉, 상대 투자율을 추출하는데 있어서, 실제 프로브의 DC 저항 성분(예를 들어, 프로브 저항부(DC_C)의 DC 저항(Rdc))은 그 값에 영향을 끼치지 않을 만큼 작은 값을 가지므로, 실제 프로브의 임피던스 값은 하기의 [수학식 4]와 같이 페라이트 코어부(FRC_C)의 임피던스 값과 커넥터부(CNT_C)의 임피던스 값의 합으로 표현될 수 있다.More specifically, in the case of the probe's DC resistance component (eg, the DC resistance (Rdc) of the probe resistance part DC_C) among the impedance components of the probe, in the entire frequency band (eg, 1 MHz to 400 MHz) It can have a value small enough to be ignored. That is, in extracting the relative permeability, the DC resistance component of the actual probe (eg, the DC resistance (Rdc) of the probe resistance part DC_C) has a value small enough not to affect the value, The impedance value of the probe may be expressed as the sum of the impedance value of the ferrite core part FRC_C and the impedance value of the connector part CNT_C as shown in [Equation 4] below.

[수학식 4][Equation 4]

Figure 112023024333936-pat00007
Figure 112023024333936-pat00007

상기 [수학식 4]에서, "Zprobe"는 프로브(예를 들어, 제1 프로브(PRB1) 또는 제2 프로브(PRB2))의 임피던스를 나타내며, "ZDC"는 프로브 저항부(DC_C)의 임피던스(예를 들어, DC 저항(Rdc))를 나타내고, "Ztoroid"는 페라이트 코어부(FRC_C)의 임피던스를 나타내며, "Zcon"는 커넥터부(CNT_C)의 임피던스를 나타낼 수 있다.In [Equation 4], “Z probe ” represents the impedance of the probe (eg, the first probe PRB1 or the second probe PRB2), and “Z DC ” represents the resistance of the probe resistance unit DC_C. It may represent impedance (eg, DC resistance Rdc), “Z toroid ” may represent the impedance of the ferrite core part FRC_C, and “Z con ” may represent the impedance of the connector part CNT_C.

또한, 프로브의 임피던스 성분들 중 페라이트 코어부(FRC_C)의 커패시터 성분(예를 들어, 토로이드 커패시터(Ct)의 커패시턴스)은 프로브의 페라이트 코어를 감싸고 있는 코일 간의 간격 등 형상으로 인해 발생하는 기생 성분에 해당할 수 있으며, 프로브의 임피던스 성분들 중 커넥터부(CNT_C)의 임피던스 성분(예를 들어, 커넥터 인덕터(Lc)와 커넥터 커패시터(Cc)가 병렬 연결된 회로의 임피던스 성분)은 페라이트 코어와 무관한 프로브의 커넥터에 기인한 성분일 수 있다.In addition, among the impedance components of the probe, the capacitor component of the ferrite core part FRC_C (for example, the capacitance of the toroid capacitor Ct) is a parasitic component generated due to the shape of the gap between the coils surrounding the ferrite core of the probe. , and among the impedance components of the probe, the impedance component of the connector part CNT_C (for example, the impedance component of a circuit in which the connector inductor Lc and the connector capacitor Cc are connected in parallel) is independent of the ferrite core. It may be a component due to the probe's connector.

여기서, 프로브의 임피던스 성분들 중 프로브 내부에 포함되는 페라이트 코어부(FRC_C)의 손실 성분, 즉, 토로이드 저항(Rt)의 성분과 주파수에 따라 페라이트 코어부(FRC_C)의 임피던스 값을 변화시키는 토로이드 인덕터(Lt)의 성분만이 실제 페라이트 코어의 주파수 별 상대 투자율에 영향을 끼치는 성분에 해당할 수 있다. 즉, 프로브의 임피던스 성분들 중 토로이드 저항(Rt)과 토로이드 인덕터(Lt)의 성분을 제외한 커넥터부(CNT_C)의 임피던스 성분 및 토로이드 커패시터(Ct)의 커패시턴스 성분은 페라이트 코어를 제외한 프로브를 구성하는 각종 구성품에 의해 기인한 것으로서, 실제 페라이트 코어의 주파수 별 상대 투자율의 값에 영향을 끼치지 않는 성분에 해당할 수 있다.Here, among the impedance components of the probe, the loss component of the ferrite core part (FRC_C) included in the probe, that is, the component of the toroid resistance (Rt) and the impedance value of the ferrite core part (FRC_C) are changed according to the frequency. Only the components of the Loid inductor Lt may correspond to components that affect the relative magnetic permeability per frequency of the actual ferrite core. That is, among the impedance components of the probe, the impedance component of the connector part (CNT_C) and the capacitance component of the toroid capacitor (Ct) excluding the component of the toroid resistance (Rt) and the toroid inductor (Lt) excluding the ferrite core of the probe It is caused by various constituent components, and may correspond to a component that does not affect the value of the relative permeability per frequency of the actual ferrite core.

다시 말해, 프로브의 임피던스 성분들 중 상술한 프로브의 DC 저항 성분(예를 들어, DC 저항(Rdc))을 포함하여 커넥터부(CNT_C)의 임피던스 성분 및 토로이드 커패시터(Ct)의 커패시턴스 성분의 경우, 추출된 페라이트 코어의 상대 투자율을 이용하여 EM 시뮬레이션을 수행할 때 프로브를 3D 형상으로 모델링하여 반영될 성분일 수 있다. 즉, 프로브를 3D 형상으로 모델링할 때, 프로브의 DC 저항 성분(예를 들어, DC 저항(Rdc))을 포함하여 커넥터부(CNT_C)의 임피던스 성분 및 토로이드 커패시터(Ct)의 커패시턴스 성분은 페라이트 코어의 상대 투자율과 무관하게 3D 형상으로 모델링할 때 페라이트 코어를 제외한 프로브를 구성하는 각종 구성품의 형상 내지 구조 등에 기인한 것으로서, 3D 모델링시 반영되는 성분에 해당할 수 있다. 이에 따라, 3D 모델링시 프로브의 형상, 구조를 실물 프로브와 동일하도록 세팅하여 모델링을 진행할 경우, 프로브의 DC 저항 성분(예를 들어, DC 저항(Rdc))을 포함하여 커넥터부(CNT_C)의 임피던스 성분 및 토로이드 커패시터(Ct)의 커패시턴스 성분은 페라이트 코어의 상대 투자율과 무관하게 항상 동일한 값으로 도출되는 성분들에 해당할 수 있다.In other words, in the case of the impedance component of the connector unit CNT_C and the capacitance component of the toroid capacitor Ct, including the DC resistance component (eg, DC resistance Rdc) of the probe among the impedance components of the probe, , may be a component to be reflected by modeling the probe in a 3D shape when performing EM simulation using the extracted relative permeability of the ferrite core. That is, when the probe is modeled in a 3D shape, the impedance component of the connector part CNT_C and the capacitance component of the toroid capacitor Ct, including the DC resistance component (eg, DC resistance Rdc) of the probe, are ferrite When modeling in 3D shape regardless of the relative permeability of the core, it is due to the shape or structure of various components constituting the probe except for the ferrite core, and may correspond to a component reflected in 3D modeling. Accordingly, when modeling is performed by setting the shape and structure of the probe to be the same as that of the actual probe during 3D modeling, the impedance of the connector part CNT_C including the DC resistance component (for example, DC resistance Rdc) of the probe The component and the capacitance component of the toroid capacitor Ct may correspond to components that always have the same value regardless of the relative magnetic permeability of the ferrite core.

이에 따라, 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법(예를 들어, 도 7의 프로브에 대응하는 제1 등가 회로를 제2 등가 회로로 변환(S710)하는 단계)은, 먼저, 상대 투자율을 추출하는데 있어서 페라이트 코어의 임피던스 성분을 표현하기 위해, 프로브 전체에 대한 임피던스를 표현하는 제1 등가 회로(ECT1)에 대해 상술한 프로브의 DC 저항 성분(예를 들어, DC 저항(Rdc)), 커넥터부(CNT_C)의 임피던스 성분 및 토로이드 커패시터(Ct)의 커패시턴스 성분을 제외하여 제2 등가 회로(ECT2)로 변환할 수 있다.Accordingly, in the method of extracting the relative permeability of a ferrite core according to embodiments of the present invention (eg, converting a first equivalent circuit corresponding to the probe of FIG. 7 into a second equivalent circuit (S710)), first , DC resistance component (eg, DC resistance (Rdc )), the impedance component of the connector unit CNT_C and the capacitance component of the toroid capacitor Ct may be excluded to convert into the second equivalent circuit ECT2.

이후, 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법의 제2 등가 회로의 임피던스를 산출(S720)하는 단계는, 제2 등가 회로(ECT2)에 포함되는 성분 값을 이용하여 페라이트 코어(예를 들어, 도 8의 페라이트 코어부(FRC))의 임피던스 값을 산출할 수 있다.Thereafter, the step of calculating the impedance of the second equivalent circuit of the method for extracting the relative permeability of the ferrite core according to embodiments of the present invention (S720) is the ferrite core using component values included in the second equivalent circuit ECT2. (For example, the impedance value of the ferrite core part (FRC) of FIG. 8 ) may be calculated.

예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 등가 회로(ECT2)는 하기의 [수학식 5]와 같이 프로브 내부에 포함되는 페라이트 코어의 임피던스를 표현할 수 있다.For example, as shown in FIG. 8 , the second equivalent circuit ECT2 may express the impedance of the ferrite core included in the probe as shown in [Equation 5] below.

[수학식 5][Equation 5]

Figure 112023024333936-pat00008
Figure 112023024333936-pat00008

상기 [수학식 5]에서, "Zferrite"는 페라이트 코어(예를 들어, 도 8의 페라이트 코어부(FRC))의 임피던스를 나타내고, "Rtoroid"는 페라이트 코어부(FRC)의 토로이드 저항(Rt)의 성분을 나타내며, "Ltoroid"는 페라이트 코어부(FRC)의 토로이드 인덕터(Lt)의 성분을 나타낼 수 있다.In [Equation 5], “Z ferrite ” represents the impedance of the ferrite core (eg, the ferrite core part (FRC) of FIG. 8), and “R toroid ” represents the toroid resistance of the ferrite core part (FRC). (Rt), and "L toroid " may indicate a component of the toroid inductor (Lt) of the ferrite core (FRC).

즉, 페라이트 코어, 예를 들어, 도 8의 제2 등가 회로(ECT2)에 포함되는 페라이트 코어부(FRC)의 임피던스인 "Zferrite"를 토로이드 인덕터(Lt)의 값과 토로이드 저항(Rt)의 값으로 표현할 수 있다. 여기서, 토로이드 인덕터(Lt)의 값과 토로이드 저항(Rt)의 값은, 상기 [수학식 3]에 계산될 수 있으므로 해당 값들을 상기 [수학식 5]에 적용하는 경우, 페라이트 코어부(FRC)의 임피던스인 "Zferrite"의 값을 추출할 수 있다(즉, 페라이트 코어부(FRC)의 임피던스인 "Zferrite"에 대한 실수부 및 허수부의 값을 모두 추출함).That is, the impedance of the ferrite core, for example, the ferrite core part (FRC) included in the second equivalent circuit (ECT2) of FIG. ) can be expressed as a value of Here, the value of the toroid inductor (Lt) and the value of the toroid resistance (Rt) can be calculated in [Equation 3], so when the corresponding values are applied to [Equation 5], the ferrite core part ( It is possible to extract the value of "Z ferrite ", which is the impedance of the ferrite core part (FRC) (ie, extract both real and imaginary part values for "Z ferrite ", which is the impedance of the ferrite core part (FRC)).

이에 따라, 제2 등가 회로의 임피던스를 산출(S720)하는 단계는, 상기 [수학식 3]과 상기 [수학식 5]를 이용하여 제2 등가 회로(ECT2)의 임피던스 값, 즉, 제2 등가 회로(ECT2)에 포함되는 페라이트 코어부(FRC)의 임피던스인 "Zferrite" 값을 추출할 수 있다.Accordingly, the step of calculating the impedance of the second equivalent circuit (S720) is the impedance value of the second equivalent circuit ECT2, that is, the second equivalent circuit, using [Equation 3] and [Equation 5]. The "Z ferrite " value, which is the impedance of the ferrite core part (FRC) included in the circuit (ECT2), can be extracted.

예를 들어, 도 9를 더 참조하면, 프로브가 상술한 제1 프로브(PRB1)(예를 들어, 전류 주입 프로브, BCI 프로브)인 경우 토로이드 인덕터(Lt)의 값과 토로이드 저항(Rt)의 값은 각각 0.6μH 및 259.17Ω로 추출되며, 이에 따라, 도 9에 점선으로 도시된 그래프와 같은 페라이트 코어부(FRC)의 임피던스(도 9에 "Zferrite"로 도시됨)의 값을 추출할 수 있다. 다른 예로, 프로브가 상술한 제2 프로브(PRB2)(예를 들어, 모니터링 프로브, 측정 프로브)인 경우 토로이드 인덕터(Lt)의 값과 토로이드 저항(Rt)의 값은 각각 1.6μH 및 2.75KΩ으로 추출되며, 이에 따라, 도 9에 실선으로 도시된 그래프와 같은 페라이트 코어부(FRC)의 임피던스(도 9에 "Zferrite"로 도시됨)의 값을 추출할 수 있다. 다만, 여기서, 토로이드 인덕터(Lt)와 토로이드 저항(Rt)의 값을 단순히 예시적인 것으로, 프로브의 모델, 형상, 구조 등에 따라 그 값은 달라질 수 있다.For example, further referring to FIG. 9 , when the probe is the aforementioned first probe PRB1 (eg, current injection probe, BCI probe), the value of the toroid inductor (Lt) and the toroid resistance (Rt) The values of are extracted as 0.6 μH and 259.17 Ω, respectively, and accordingly, the value of the impedance of the ferrite core part (FRC) (shown as “Z ferrite ” in FIG. 9) as shown in the graph shown by the dotted line in FIG. 9 is extracted. can do. As another example, when the probe is the aforementioned second probe PRB2 (eg, monitoring probe, measurement probe), the value of the toroid inductor (Lt) and the value of the toroid resistance (Rt) are 1.6 μH and 2.75 KΩ, respectively. , and accordingly, the value of the impedance (shown as “Z ferrite ” in FIG. 9) of the ferrite core part (FRC) as shown in the graph shown by the solid line in FIG. 9 can be extracted. However, here, the values of the toroid inductor (Lt) and the toroid resistance (Rt) are simply illustrative, and the values may vary depending on the model, shape, and structure of the probe.

이후, 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법의 제2 등가 회로의 임피던스를 이용하여 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출(S730)하는 단계는, 상기 [수학식 3]과 상기 [수학식 5]를 이용하여 산출한 제2 등가 회로(ECT2), 즉, 페라이트 코어부(FRC)의 임피던스 값을 통해 페라이트 코어의 주파수 별 상대 투자율을 추출할 수 있다.Thereafter, in the step of extracting the relative permeability of the ferrite core using the impedance of the second equivalent circuit of the method for extracting the relative permeability of the ferrite core according to the embodiments of the present invention (S730), the [Equation 3] and the [ The relative magnetic permeability for each frequency of the ferrite core may be extracted through the impedance value of the second equivalent circuit ECT2, that is, the ferrite core part FRC, calculated using Equation 5.

예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 프로브(PRB1)와 제2 프로브(PRB2)에서 모두, 페라이트 코어부(FRC)의 임피던스 값은 저주파수 대역에서는 토로이드 인덕터(Lt)의 특성에 따라 주파수 증가에 따라 그 크기가 선형적으로 증가하지만, 특정 주파수(예를 들어, 수십 MHz) 이상의 고주파 대역에서는 페라이트 손실에 해당하는 성분인, 토로이드 저항(Rt)의 특성에 인해 기울기가 점차 감소하는 경향을 보이고 있다.For example, as shown in FIG. 9, in both the first probe PRB1 and the second probe PRB2, the impedance value of the ferrite core part FRC depends on the characteristics of the toroid inductor Lt in the low frequency band. Although the magnitude increases linearly as the frequency increases, the slope gradually decreases due to the characteristics of the toroid resistance (Rt), which is a component corresponding to ferrite loss, in the high-frequency band above a certain frequency (eg, tens of MHz) is showing a tendency to

이와 같은 손실을 배제한 토로이드 인덕터(Lt)의 특성만이 반영된 상대 투자율은 하기의 [수학식 6]과 같이 토로이드 인덕터(Lt)의 임피던스 값으로 전개할 수 있다.The relative magnetic permeability reflecting only the characteristics of the toroid inductor Lt excluding such a loss can be developed as an impedance value of the toroid inductor Lt as shown in [Equation 6] below.

[수학식 6][Equation 6]

Figure 112023024333936-pat00009
Figure 112023024333936-pat00009

Figure 112023024333936-pat00010
Figure 112023024333936-pat00010

Figure 112023024333936-pat00011
Figure 112023024333936-pat00011

상기 [수학식 6]에서, "Ltoroid"는 토로이드 인덕터(Lt)의 인덕턴스 성분을 나타내고, "μ"는 절대 투자율을 나타내고, "μ0"은 진공의 투자율을 나타내며, "μr"은 페라이트 코어의 주파수 별 상대 투자율을 나타내고, "N"은 토로이드 코어에 감겨 있는 코일의 권선수를 나타내며, "h"는 도 10에 도시된 페라이트 코어부(FRC)(즉, 페라이트 코어)의 두께(h)를 나타내고, "a"와 "b"는 각각 도 10에 도시된 페라이트 코어부(FRC)(즉, 페라이트 코어)의 내경(a)과 외경(b)을 나타내며, "w"는 2πf(여기서, "f"는 주파수)를 나타내고, "Zinductive"는 토로이드 인덕터(Lt)의 임피던스를 나타낼 수 있다.In [Equation 6], "L toroid " represents the inductance component of the toroid inductor (Lt), "μ" represents the absolute magnetic permeability, "μ 0 " represents the magnetic permeability of vacuum, "μ r " Represents the relative magnetic permeability for each frequency of the ferrite core, "N" represents the number of windings of the coil wound around the toroid core, and "h" represents the thickness of the ferrite core part (FRC) (ie, ferrite core) shown in FIG. 10 (h), "a" and "b" respectively represent the inner diameter (a) and outer diameter (b) of the ferrite core portion (FRC) (ie, ferrite core) shown in FIG. 10, and "w" is 2πf (Here, "f" represents frequency), and "Z inductive " may represent the impedance of the toroid inductor (Lt).

여기서, [수학식 6]에 포함되는 토로이드 인덕터(Lt)의 임피던스를 나타내는 "Zinductive"의 경우, 상술한 바와 같이, 페라이트 손실에 해당하는 성분을 배제한 토로이드 인덕터(Lt)의 특성만을 반영한 임피던스에 해당할 수 있다. 여기서, [수학식 6]에 포함되는 "Zinductive"를 페라이트 코어(즉, 페라이트 코어부(FRC))의 임피던스를 나타내는 "Zferrite"로 치환하는 경우, 손실 성분(예를 들어, 토로이드 저항(Rt)의 성분)을 포함하여 페라이트 코어의 주파수 별 상대 투자율에 실질적으로 기여하는 모든 성분들이 반영된 임피던스 값으로 페아리트 코어의 주파수 별 상대 투자율을 표현할 수 있다. 이에 따라 도출된 [수학식 7]은 아래와 같다.Here, in the case of "Z inductive " representing the impedance of the toroid inductor Lt included in [Equation 6], as described above, only the characteristics of the toroid inductor Lt excluding the component corresponding to ferrite loss are reflected. It may correspond to impedance. Here, when “Z inductive ” included in [Equation 6] is replaced with “Z ferrite ” representing the impedance of the ferrite core (ie, the ferrite core part (FRC)), the loss component (eg, toroid resistance The relative permeability per frequency of the ferrite core may be expressed as an impedance value in which all components substantially contributing to the relative permeability per frequency of the ferrite core, including the component of (Rt), are reflected. [Equation 7] derived accordingly is as follows.

[수학식 7][Equation 7]

Figure 112023024333936-pat00012
Figure 112023024333936-pat00012

상기 수학식에서, "μr(w)"은 페라이트 코어의 상대 투자율을 나타내고, "Zferrite"는 제2 등가 회로(ECT2)(예를 들어, 페라이트 코어부(FRC))의 임피던스를 나타내며, "w"는 2π*주파수를 나타내고, "μ0"는 진공의 투자율을 나타내며, "N"은 토로이드 코어에 감겨 있는 코일의 권선수를 나타내며, "h"는 도 10에 도시된 페라이트 코어부(FRC)(즉, 페라이트 코어)의 두께(h)를 나타내고, "a"와 "b"는 각각 도 10에 도시된 페라이트 코어부(FRC)(즉, 페라이트 코어)의 내경(a)과 외경(b)을 나타낼 수 있다.In the above equation, “μ r (w)” represents the relative permeability of the ferrite core, “Z ferrite” represents the impedance of the second equivalent circuit ECT2 (eg, the ferrite core part FRC), and “ "w" represents 2π* frequency, "μ 0 " represents the magnetic permeability of vacuum, "N" represents the number of windings of the coil wound around the toroid core, and "h" represents the ferrite core portion shown in FIG. 10 ( FRC) (ie, ferrite core) represents the thickness (h), and "a" and "b" are respectively the inner diameter (a) and outer diameter ( b) can be represented.

여기서, 상술한 바와 같이, 제2 등가 회로의 임피던스를 산출(S720)하는 단계에서, 페라이트 코어(예를 들어, 도 8의 페라이트 코어부(FRC))의 임피던스의 값은 이미 산출된 값에 해당한다.Here, as described above, in the step of calculating the impedance of the second equivalent circuit (S720), the value of the impedance of the ferrite core (eg, the ferrite core part (FRC) of FIG. 8) corresponds to the already calculated value. do.

이에 따라, 제2 등가 회로의 임피던스를 이용하여 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출(S730)하는 단계는, 페라이트 코어(예를 들어, 도 8의 페라이트 코어부(FRC))의 임피던스의 값(예를 들어, "Zferrite")을 상기 [수학식 7]에 대입함으로써, 페라이트 코어(예를 들어, 페라이트 코어부(FRC))의 상대 투자율의 값을 추출할 수 있다. 이에 따라, 실수부와 허수부를 포함하는 주파수 별 상대 투자율의 값이 추출될 수 있다.Accordingly, in the step of extracting the relative magnetic permeability of the ferrite core using the impedance of the second equivalent circuit (S730), the value of the impedance of the ferrite core (eg, the ferrite core portion FRC of FIG. 8) (eg, For example, by substituting “Z ferrite ” into Equation 7, the relative permeability value of the ferrite core (eg, the ferrite core part (FRC)) can be extracted. Accordingly, a relative magnetic permeability value for each frequency including a real part and an imaginary part may be extracted.

예를 들어, 도 11a 및 도 11b를 더 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법에 의해 추출된 페라이트 코어의 주파수 별 상대 투자율에 대한 실수부 및 허수부가 도시되어 있다. 예를 들어, 도 11a에는 제1 프로브(PRB1)(예를 들어, 전류 주입 프로브, BCI 프로브)에 대해 추출된 페라이트 코어의 실수부(도 11a에 'REL1'로 도시됨) 및 허수부(도 11a에 'IMA1'로 도시됨)가 도시되어 있으며, 도 11b에는 제2 프로브(PRB2)(예를 들어, 모니터링 프로브, 측정 프로브)에 대해 추출된 페라이트 코어의 실수부(도 11b에 'REL2'로 도시됨) 및 허수부(도 11b에 'IMA2'로 도시됨)가 도시되어 있다.For example, further referring to FIGS. 11A and 11B , real and imaginary parts of the relative permeability for each frequency of the ferrite core extracted by the method for extracting the relative permeability of the ferrite core according to embodiments of the present invention are shown. . For example, in FIG. 11A, the real part (shown as 'REL1' in FIG. 11A) and the imaginary part (shown as 'REL1' in FIG. In FIG. 11a, 'IMA1') is shown, and in FIG. 11b, the real part of the extracted ferrite core for the second probe PRB2 (eg, monitoring probe, measurement probe) ('REL2' in FIG. 11b) is shown. ) and an imaginary part (shown as 'IMA2' in FIG. 11B) are shown.

이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법의 경우, 복잡한 수치 해석적 방식을 사용하지 않고 비교적 단순하며 보다 정확한 상대 투자율을 추출할 수 있다.As such, in the case of the relative permeability extraction method of the ferrite core according to the embodiments of the present invention, relatively simple and more accurate relative permeability can be extracted without using a complicated numerical analysis method.

한편, 이와 같이 추출된 페라이트 코어의 상대 추출율을 이용하여 3D 형상을 모델링하더라도, 프로브에 대한 EM 모델과 실물 모델 간의 S-파라미터(예를 들어, S21 파라미터) 사이에는 일부 오차가 발생할 수 있다. 여기서, 해당 오차의 경우, 프로브에 대한 EM 모델과 실물 모델의 차이에 기인한 것으로서, S-파라미터 상에서 일정한 비율로 상기 오차가 발생할 수 있다.Meanwhile, even if the 3D shape is modeled using the relative extraction rate of the ferrite core extracted in this way, some errors may occur between S-parameters (eg, S21 parameters) between the EM model of the probe and the actual model. Here, in the case of the error, it is due to the difference between the EM model and the real model for the probe, and the error may occur at a constant rate on the S-parameter.

예를 들어, 도 13을 더 참조하면, 프로브에 대한 EM 모델에 대한 S-파라미터(S21)의 크기와 실물 모델에 대해 측정한 S-파라미터(S21)의 크기는 주파수에 따라 그 값이 변할 수 있다(예를 들어, 상술한 내용에 따라 페라이트 코어부(FRC)의 토로이드 인덕터(Lt)와 토로이드 저항(Rt)의 영향에 따라 변화함). 여기서, 전체 주파수 대역(예를 들어, 1MHz 내지 400MHz)에서의 프로브에 대한 EM 모델에 대한 S-파라미터(S21)의 크기에 대한 실물 모델에 대해 측정한 S-파라미터(S21)의 크기의 비율을 산출하는 경우, 이는 프로브에 대한 EM 모델에 대한 S-파라미터(S21)의 크기와 실물 모델에 대해 측정한 S-파라미터(S21)의 크기에 대한 비례 상수로서 설정될 수 있다.For example, further referring to FIG. 13, the size of the S-parameter (S21) for the EM model of the probe and the size of the S-parameter (S21) measured for the real model may change depending on the frequency. (For example, it changes according to the influence of the toroidal inductor (Lt) and toroidal resistance (Rt) of the ferrite core part (FRC) according to the above description). Here, the ratio of the size of the S-parameter (S21) measured for the real model to the size of the S-parameter (S21) for the EM model for the probe in the entire frequency band (eg, 1 MHz to 400 MHz) In the case of calculation, it may be set as a proportional constant for the size of the S-parameter (S21) for the EM model of the probe and the size of the measured S-parameter (S21) for the real model.

이에 따라, 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법의 페라이트 코어의 상대 투자율에 비례 상수를 적용하여 페라이트 코어의 보정 상대 투자율을 산출(S740)하는 단계는, 상기 제2 등가 회로의 임피던스를 이용하여 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출(S730)하는 단계에서 추출된 페라이트 코어의 상대 투자율의 실수부 및 허수부에 각각 상기 비례 상수를 적용함으로써(예를 들어, 곱함으로써), 보정 상대 투자율을 산출할 수 있다.Accordingly, calculating the corrected relative permeability of the ferrite core by applying a proportional constant to the relative permeability of the ferrite core in the method of extracting the relative permeability of the ferrite core according to the embodiments of the present invention (S740), the second equivalent circuit By applying (for example, by multiplying) the proportional constant to the real part and imaginary part of the relative permeability of the ferrite core extracted in the step of extracting the relative permeability of the ferrite core using the impedance of (S730), respectively, the correction relative permeability can be calculated.

예를 들어, 도 12a에 도시된 바와 같이, 상대 투자율의 실수부(도 12a에 "REL"로 도시됨)에 비례 상수를 곱함으로써 보정된 실수부(도 12a에 "REL_1"로 도시됨)가 산출될 수 있으며, 도 12b에 도시된 바와 같이, 상대 투자율의 허수부(도 12b에 "IMA"로 도시됨)에 비례 상수를 곱함으로써 보정된 허수부(도 12b에 "IMA _1"로 도시됨)가 산출될 수 있다.For example, as shown in FIG. 12A, the real part (shown as “REL_1” in FIG. 12A) corrected by multiplying the real part of the relative permeability (shown as “REL” in FIG. 12A) by a proportional constant is It can be calculated, and as shown in FIG. 12B, the corrected imaginary part (shown as “IMA_1” in FIG. 12B) by multiplying the imaginary part of the relative permeability (shown as “IMA” in FIG. 12B) by a proportional constant ) can be calculated.

이와 같은 경우, 도 13을 더 참조하면, EM 모델의 프로브에 대한 S-파라미터(S21)의 크기의 경우, 보정 전 상대 투자율을 이용하여 모델링을 수행한 EM 모델에 대한 그래프(도 13에서 "EM"으로 도시됨)보다 보정된 상대 투자율을 이용하여 모델링을 수행한 EM 모델에 대한 그래프(도 13에서 "EM_1"로 도시됨)의 경우에서 실물 모델에 대해 측정된 S-파라미터(S21)와의 정합성이 보다 우수한 것을 확인할 수 있다. 즉, 본원발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법은, 상대 투자율(예를 들어, 상대 투자율의 실수부 및 허수부)의 값에 대해 일정 비율을 가지는 오차 범위를 보정하도록, 비례 상수를 적용함으로써 보다 정확한 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출할 수 있다.In this case, further referring to FIG. 13, in the case of the size of the S-parameter (S21) for the probe of the EM model, a graph of the EM model modeled using the relative permeability before correction (in FIG. 13, "EM Consistency with S-parameters (S21) measured for the real model in the case of a graph (shown as "EM_1" in FIG. You can see that it is better than this. That is, the relative permeability extraction method of the ferrite core according to the embodiments of the present invention is proportional to correct the error range having a certain ratio to the value of the relative permeability (eg, the real part and the imaginary part of the relative permeability). By applying a constant, a more accurate relative permeability of the ferrite core can be extracted.

도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 전자기 시뮬레이션 방법을 나타내는 순서도이다.14 is a flowchart illustrating an electromagnetic simulation method according to embodiments of the present invention.

도 1 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 전자기 시뮬레이션 방법은, BCI(Bulk Current Injection) 테스트에 사용되는 프로브에 포함되는 페라이트 코어의 상대 투자율을 이용하여, 프로브를 전자기 모델(EM)로 구현하여 전자기 시뮬레이션(EM 시뮬레이션)을 수행할 수 있다.1 to 14, the electromagnetic simulation method according to embodiments of the present invention uses the relative permeability of a ferrite core included in a probe used for a Bulk Current Injection (BCI) test to model the probe as an electromagnetic model ( EM) to perform electromagnetic simulation (EM simulation).

예를 들어, 본 발명의 실시예들에 따른 전자기 시뮬레이션 방법은, 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출(S1410)하고, 페라이트 코어의 상대 투자율을 이용하여 프로브의 전자기 모델을 구현(S1420)할 수 있다.For example, the electromagnetic simulation method according to embodiments of the present invention may extract the relative magnetic permeability of the ferrite core (S1410) and implement an electromagnetic model of the probe using the relative magnetic permeability of the ferrite core (S1420).

여기서, 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출(S1410)하는 단계는 도 7 내지 도 13을 참조하여 설명한, 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법과 실질적으로 동일하거나 유사하므로, 설명의 편의상 중복되는 설명은 반복하지 않기로 한다.Here, the step of extracting the relative permeability of the ferrite core (S1410) is substantially the same as or similar to the method of extracting the relative permeability of the ferrite core described with reference to FIGS. do.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Embodiments according to the present invention described above may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded on a computer-readable recording medium. The computer readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and usable to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. media), and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like as well as machine language codes such as those produced by a compiler. The hardware device may be configured to act as one or more software modules to perform processing according to the present invention and vice versa.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법 및 이를 이용한 전자기 시뮬레이션 방법은, EM 시뮬레이션을 수행할 때 프로브를 3D 형상으로 모델링하여 반영될 성분을 제외하고, 실질적으로 페라이트 코어의 상대 투자율에 기여하는 성분을 이용한 등가 회로(제2 등가 회로)를 이용하여 상대 투자율을 추출하므로, 기존의 방식에 비해 보다 간편하고 정확하게 페라이트 코어의 주파수 별 상대 투자율을 추출할 수 있다.As described above, the relative permeability extraction method of the ferrite core and the electromagnetic simulation method using the same according to the embodiments of the present invention, except for components to be reflected by modeling the probe in a 3D shape when performing the EM simulation, substantially Since the relative permeability is extracted using an equivalent circuit (second equivalent circuit) using components contributing to the relative permeability of the ferrite core, the relative permeability per frequency of the ferrite core can be extracted more simply and accurately than the conventional method. .

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법 및 이를 이용한 전자기 시뮬레이션 방법의 경우, 오차에 상응하는 비례 상수를 이용하여 추출된 상대 투자율을 보정하여 보정 상대 투자율을 추가적으로 산출함으로써, 보다 정확하게 페라이트 코어의 주파수 별 상대 투자율을 추출할 수 있다.In addition, in the case of the relative permeability extraction method of the ferrite core and the electromagnetic simulation method using the method according to the embodiments of the present invention, the extracted relative permeability is corrected using a proportional constant corresponding to the error to additionally calculate the corrected relative permeability, It is possible to more accurately extract the relative magnetic permeability for each frequency of the ferrite core.

본 발명의 다양한 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법은 다음과 같이 설명될 수 있다.A method for extracting relative permeability of a ferrite core according to various embodiments of the present invention can be described as follows.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법은, BCI(Bulk Current Injection) 테스트에 사용되는 프로브에 포함되는 페라이트 코어의 상대 투자율(relative permeability) 추출 방법에서, 상기 프로브에 대응하는 제1 등가 회로를 제2 등가 회로로 변환하는 단계, 상기 제2 등가 회로의 임피던스를 산출하는 단계, 상기 제2 등가 회로의 임피던스를 이용하여 상기 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출하는 단계, 및 상기 페라이트 코어의 상대 투자율에 비례 상수를 적용하여 상기 페라이트 코어의 보정 상대 투자율을 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제2 등가 회로는 저항과 인덕터가 병렬 연결된 회로일 수 있다.In order to solve the above problems, a method for extracting the relative permeability of a ferrite core according to embodiments of the present invention is a relative permeability of a ferrite core included in a probe used for a Bulk Current Injection (BCI) test. In the extraction method, converting a first equivalent circuit corresponding to the probe into a second equivalent circuit, calculating an impedance of the second equivalent circuit, and using the impedance of the second equivalent circuit to determine the relative value of the ferrite core. The method may include extracting magnetic permeability and calculating a corrected relative magnetic permeability of the ferrite core by applying a proportional constant to the relative magnetic permeability of the ferrite core. The second equivalent circuit may be a circuit in which a resistor and an inductor are connected in parallel.

일 실시예에서, 상기 프로브에 포함되는 토로이드 구조의 상기 페라이트 코어는, 토로이드 저항, 토로이드 인덕터, 및 토로이드 커패시터가 병렬 연결된 등가 회로 구조를 가지며, 상기 제2 등가 회로는, 상기 토로이드 저항 및 상기 토로이드 인덕터가 병렬 연결된 회로 구조를 가질 수 있다.In one embodiment, the ferrite core of the toroid structure included in the probe has an equivalent circuit structure in which a toroid resistor, a toroid inductor, and a toroid capacitor are connected in parallel, and the second equivalent circuit includes the toroid A resistor and the toroid inductor may have a circuit structure connected in parallel.

일 실시예에서, 상기 제2 등가 회로의 임피던스를 산출하는 단계는, 하기의 수학식을 이용하여 상기 제2 등가 회로의 임피던스를 산출할 수 있다.In an embodiment, in the step of calculating the impedance of the second equivalent circuit, the impedance of the second equivalent circuit may be calculated using the following equation.

[수학식][mathematical expression]

Figure 112023024333936-pat00013
Figure 112023024333936-pat00013

상기 수학식에서, Zferrite는 상기 제2 등가 회로의 임피던스이며, Rtoroid는 상기 토로이드 저항의 저항값이고, Ltoroid는 상기 토로이드 인덕터의 인덕턴스임.In the above equation, Zferrite is the impedance of the second equivalent circuit, Rtoroid is the resistance value of the toroid resistance, and Ltoroid is the inductance of the toroid inductor.

일 실시예에서, 상기 제1 등가 회로는, 프로브 저항부, 페라이트 코어부, 및 커넥터부가 직렬 연결된 회로 구조를 가지며, 상기 프로브 저항부는, 상기 프로브의 DC 저항을 포함하고, 상기 페라이트 코어부는, 상기 프로브에 포함되는 토로이드 구조의 상기 페라이트 코어에 대한 토로이드 저항, 토로이드 인덕터, 및 토로이드 커패시터가 병렬 연결된 등가 회로 구조를 가지며, 상기 커넥터부는, 상기 프로브에 포함되는 커넥터에 대한 커넥터 인덕터 및 커넥터 커패시터가 병렬 연결된 등가 회로 구조를 가질 수 있다.In one embodiment, the first equivalent circuit has a circuit structure in which a probe resistance part, a ferrite core part, and a connector part are connected in series, the probe resistance part includes a DC resistance of the probe, and the ferrite core part comprises the A toroid resistor, a toroid inductor, and a toroid capacitor for the ferrite core of the toroid structure included in the probe have an equivalent circuit structure connected in parallel, and the connector unit includes a connector inductor and a connector for the connector included in the probe. Capacitors may have an equivalent circuit structure connected in parallel.

일 실시예에서, 상기 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출하는 단계는, 하기의 수학식을 이용하여 상기 상대 투자율을 추출할 수 있다.In one embodiment, in the step of extracting the relative permeability of the ferrite core, the relative permeability may be extracted using the following equation.

[수학식][mathematical expression]

Figure 112023024333936-pat00014
Figure 112023024333936-pat00014

상기 수학식에서, μr(w)은 상기 상대 투자율이고, Zferrite는 상기 제2 등가 회로의 임피던스이며, w는 2π*주파수이고, μ0는 진공의 투자율이며, N은 상기 페라이트 코어의 권선수이고, h는 상기 페라이트 코어의 두께이며, a는 상기 페라이트 코어의 내경이고, b는 상기 페라이트 코어의 외경임.In the above equation, μ r (w) is the relative permeability, Z ferrite is the impedance of the second equivalent circuit, w is 2π*frequency, μ0 is the permeability of vacuum, N is the number of turns of the ferrite core, , h is the thickness of the ferrite core, a is the inner diameter of the ferrite core, and b is the outer diameter of the ferrite core.

일 실시예에서, 상기 페라이트 코어의 보정 상대 투자율을 산출하는 단계는, 상기 페라이트 코어의 상대 투자율에 포함되는 실수부 및 허수부에 각각 상기 비례 상수를 곱하여 상기 보정 상대 투자율을 산출할 수 있다.In an embodiment, in the calculating of the corrected relative permeability of the ferrite core, the corrected relative permeability may be calculated by multiplying a real part and an imaginary part included in the relative permeability of the ferrite core by the proportional constant, respectively.

일 실시예에서, 상기 프로브는, 상기 BCI 테스트에 사용되는 BCI 프로브 및 상기 BCI 테스트에 사용되는 모니터링 프로브 중 어느 하나일 수 있다.In one embodiment, the probe may be any one of a BCI probe used for the BCI test and a monitoring probe used for the BCI test.

본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자기 시뮬레이션 방법은 다음과 같이 설명될 수 있다.An electromagnetic simulation method according to various embodiments of the present invention can be described as follows.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 전자기 시뮬레이션 방법은, BCI(Bulk Current Injection) 테스트에 사용되는 프로브에 포함되는 페라이트 코어의 상대 투자율(relative permeability)을 이용하여, 상기 프로브를 전자기 모델로 구현하여 전자기 시뮬레이션을 수행하는 방법에서, 상기 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출하는 단계, 및 상기 페라이트 코어의 상대 투자율을 이용하여 상기 프로브의 전자기 모델을 구현하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출하는 단계는, 상기 프로브에 대응하는 제1 등가 회로를 제2 등가 회로로 변환하는 단계, 상기 제2 등가 회로의 임피던스를 산출하는 단계, 상기 제2 등가 회로의 임피던스를 이용하여 상기 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출하는 단계, 및 상기 페라이트 코어의 상대 투자율에 비례 상수를 적용하여 상기 페라이트 코어의 보정 상대 투자율을 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제2 등가 회로는 저항과 인덕터가 병렬 연결된 회로일 수 있다.In order to solve the above problems, the electromagnetic simulation method according to embodiments of the present invention uses the relative permeability of a ferrite core included in a probe used for a Bulk Current Injection (BCI) test, The method of implementing electromagnetic simulation by implementing the probe as an electromagnetic model may include extracting a relative magnetic permeability of the ferrite core, and implementing an electromagnetic model of the probe using the relative magnetic permeability of the ferrite core. there is. The extracting of the relative permeability of the ferrite core may include converting a first equivalent circuit corresponding to the probe into a second equivalent circuit, calculating an impedance of the second equivalent circuit, and impedance of the second equivalent circuit. The method may include extracting the relative permeability of the ferrite core using , and calculating a corrected relative permeability of the ferrite core by applying a proportional constant to the relative permeability of the ferrite core. The second equivalent circuit may be a circuit in which a resistor and an inductor are connected in parallel.

본 발명의 다양한 실시예들에 따른 컴퓨터 프로그램은 다음과 같이 설명될 수 있다.A computer program according to various embodiments of the present invention may be described as follows.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 컴퓨터 프로그램은, 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 명령어를 포함하며, 컴퓨터 시스템에 의해 실행될 때, 상기 명령어는 상기 컴퓨터 시스템이 상기 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법 및 상기 전자기 시뮬레이션 방법 중 어느 하나를 수행하도록 할 수 있다.In order to solve the above problems, a computer program according to embodiments of the present invention is a computer program stored in a computer readable medium, the computer program includes instructions, and when executed by a computer system, the instructions may cause the computer system to perform any one of the ferrite core relative permeability extraction method and the electromagnetic simulation method.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the embodiments of the present invention, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims. You will be able to.

100: 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 시스템
110: 통신부
120: 프로세서
130: 데이터베이스
BCIT: BCI 테스트 시스템
DUT: 테스트 대상 장치
ECT1: 제1 등가 회로
ECT2: 제2 등가 회로
FRC: 페라이트 코어부
RFG: RF 제너레이터
PRB1: 제1 프로브
PRB2: 제2 프로브
PS: 파워 서플라이
100: relative permeability extraction system of ferrite core
110: communication department
120: processor
130: database
BCIT: BCI Test System
DUT: device under test
ECT1: first equivalent circuit
ECT2: second equivalent circuit
FRC: ferrite core
RFG: RF Generator
PRB1: first probe
PRB2: second probe
PS: power supply

Claims (8)

BCI(Bulk Current Injection) 테스트에 사용되는 프로브에 포함되는 페라이트 코어의 상대 투자율(relative permeability) 추출 방법에서,
상기 프로브에 대응하는 제1 등가 회로를 제2 등가 회로로 변환하는 단계;
상기 제2 등가 회로의 임피던스를 산출하는 단계;
상기 제2 등가 회로의 임피던스를 이용하여 상기 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출하는 단계; 및
상기 페라이트 코어의 상대 투자율에 비례 상수를 적용하여 상기 페라이트 코어의 보정 상대 투자율을 산출하는 단계를 포함하며,
상기 제2 등가 회로는 저항과 인덕터가 병렬 연결된 회로인, 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법.
In the relative permeability extraction method of the ferrite core included in the probe used for the BCI (Bulk Current Injection) test,
converting a first equivalent circuit corresponding to the probe into a second equivalent circuit;
calculating an impedance of the second equivalent circuit;
extracting the relative magnetic permeability of the ferrite core using the impedance of the second equivalent circuit; and
Calculating a corrected relative permeability of the ferrite core by applying a proportional constant to the relative permeability of the ferrite core;
The second equivalent circuit is a circuit in which a resistor and an inductor are connected in parallel, a relative permeability extraction method of a ferrite core.
제1 항에 있어서, 상기 프로브에 포함되는 토로이드 구조의 상기 페라이트 코어는, 토로이드 저항, 토로이드 인덕터, 및 토로이드 커패시터가 병렬 연결된 등가 회로 구조를 가지며,
상기 제2 등가 회로는, 상기 토로이드 저항 및 상기 토로이드 인덕터가 병렬 연결된 회로 구조를 가지는, 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법.
The method of claim 1, wherein the ferrite core of the toroid structure included in the probe has an equivalent circuit structure in which a toroid resistor, a toroid inductor, and a toroid capacitor are connected in parallel,
The second equivalent circuit has a circuit structure in which the toroid resistor and the toroid inductor are connected in parallel.
제2 항에 있어서, 상기 제2 등가 회로의 임피던스를 산출하는 단계는, 하기의 수학식을 이용하여 상기 제2 등가 회로의 임피던스를 산출하는, 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법.
[수학식]
Figure 112023024333936-pat00015

상기 수학식에서, Zferrite는 상기 제2 등가 회로의 임피던스이며, Rtoroid는 상기 토로이드 저항의 저항값이고, Ltoroid는 상기 토로이드 인덕터의 인덕턴스임.
The method of claim 2, wherein the calculating of the impedance of the second equivalent circuit calculates the impedance of the second equivalent circuit using the following equation.
[mathematical expression]
Figure 112023024333936-pat00015

In the above equation, Z ferrite is the impedance of the second equivalent circuit, R toroid is the resistance value of the toroid resistance, and L toroid is the inductance of the toroid inductor.
제1 항에 있어서, 상기 제1 등가 회로는, 프로브 저항부, 페라이트 코어부, 및 커넥터부가 직렬 연결된 회로 구조를 가지며,
상기 프로브 저항부는, 상기 프로브의 DC 저항을 포함하고,
상기 페라이트 코어부는, 상기 프로브에 포함되는 토로이드 구조의 상기 페라이트 코어에 대한 토로이드 저항, 토로이드 인덕터, 및 토로이드 커패시터가 병렬 연결된 등가 회로 구조를 가지며,
상기 커넥터부는, 상기 프로브에 포함되는 커넥터에 대한 커넥터 인덕터 및 커넥터 커패시터가 병렬 연결된 등가 회로 구조를 가지는, 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법.
The method of claim 1, wherein the first equivalent circuit has a circuit structure in which a probe resistor unit, a ferrite core unit, and a connector unit are connected in series,
The probe resistance part includes a DC resistance of the probe,
The ferrite core part has an equivalent circuit structure in which a toroid resistor, a toroid inductor, and a toroid capacitor are connected in parallel to the ferrite core of the toroid structure included in the probe,
The connector part has an equivalent circuit structure in which a connector inductor and a connector capacitor for a connector included in the probe are connected in parallel.
제1 항에 있어서, 상기 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출하는 단계는, 하기의 수학식을 이용하여 상기 상대 투자율을 추출하는, 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법.
[수학식]
Figure 112023024333936-pat00016

상기 수학식에서, μr(w)은 상기 상대 투자율이고, Zferrite는 상기 제2 등가 회로의 임피던스이며, w는 2π*주파수이고, μ0는 진공의 투자율이며, N은 상기 페라이트 코어의 권선수이고, h는 상기 페라이트 코어의 두께이며, a는 상기 페라이트 코어의 내경이고, b는 상기 페라이트 코어의 외경임.
The method of claim 1 , wherein in the extracting of the relative permeability of the ferrite core, the relative permeability is extracted using the following equation.
[mathematical expression]
Figure 112023024333936-pat00016

In the above equation, μ r (w) is the relative permeability, Z ferrite is the impedance of the second equivalent circuit, w is 2π*frequency, μ 0 is the permeability of vacuum, and N is the number of turns of the ferrite core , h is the thickness of the ferrite core, a is the inner diameter of the ferrite core, and b is the outer diameter of the ferrite core.
제1 항에 있어서, 상기 페라이트 코어의 보정 상대 투자율을 산출하는 단계는, 상기 페라이트 코어의 상대 투자율에 포함되는 실수부 및 허수부에 각각 상기 비례 상수를 곱하여 상기 보정 상대 투자율을 산출하는, 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법.The ferrite core of claim 1 , wherein the calculating of the corrected relative permeability of the ferrite core calculates the corrected relative permeability by multiplying a real part and an imaginary part included in the relative permeability of the ferrite core by the proportional constant, respectively. Relative permeability extraction method of . 제1 항에 있어서, 상기 프로브는, 상기 BCI 테스트에 사용되는 BCI 프로브 및 상기 BCI 테스트에 사용되는 모니터링 프로브 중 어느 하나인, 페라이트 코어의 상대 투자율 추출 방법.The method of claim 1 , wherein the probe is any one of a BCI probe used in the BCI test and a monitoring probe used in the BCI test. BCI(Bulk Current Injection) 테스트에 사용되는 프로브에 포함되는 페라이트 코어의 상대 투자율(relative permeability)을 이용하여, 상기 프로브를 전자기 모델로 구현하여 전자기 시뮬레이션을 수행하는 방법에서,
상기 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출하는 단계; 및
상기 페라이트 코어의 상대 투자율을 이용하여 상기 프로브의 전자기 모델을 구현하는 단계를 포함하며,
상기 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출하는 단계는,
상기 프로브에 대응하는 제1 등가 회로를 제2 등가 회로로 변환하는 단계;
상기 제2 등가 회로의 임피던스를 산출하는 단계;
상기 제2 등가 회로의 임피던스를 이용하여 상기 페라이트 코어의 상대 투자율을 추출하는 단계; 및
상기 페라이트 코어의 상대 투자율에 비례 상수를 적용하여 상기 페라이트 코어의 보정 상대 투자율을 산출하는 단계를 포함하며,
상기 제2 등가 회로는 저항과 인덕터가 병렬 연결된 회로인, 전자기 시뮬레이션 방법.
In a method of performing electromagnetic simulation by implementing the probe as an electromagnetic model using the relative permeability of a ferrite core included in a probe used for a Bulk Current Injection (BCI) test,
extracting the relative magnetic permeability of the ferrite core; and
Implementing an electromagnetic model of the probe using the relative permeability of the ferrite core,
The step of extracting the relative magnetic permeability of the ferrite core,
converting a first equivalent circuit corresponding to the probe into a second equivalent circuit;
calculating an impedance of the second equivalent circuit;
extracting the relative magnetic permeability of the ferrite core using the impedance of the second equivalent circuit; and
Calculating a corrected relative permeability of the ferrite core by applying a proportional constant to the relative permeability of the ferrite core;
The second equivalent circuit is a circuit in which a resistor and an inductor are connected in parallel.
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