KR102589292B1

KR102589292B1 - 전자기 간섭 필터

Info

Publication number: KR102589292B1
Application number: KR1020180007464A
Authority: KR
Inventors: 김유선; 배석; 김비이
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2018-01-22
Filing date: 2018-01-22
Publication date: 2023-10-13
Also published as: KR20190089255A

Abstract

본 발명은 EMI 필터에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 EMI 필터는 각각이 차동 모드 노이즈를 제거하기 위한 X 캡과 동상 모드 노이즈를 제거하기 위한 Y 캡을 포함하는 제1 내지 제3 복합 캐패시터와 각각이 상기 복합 캐패시터 사이에 배치되며 두 개의 전원선에 각각 직렬로 배치되는 두 개의 코일을 포함하는 제1 내지 제2 라인 필터를 포함하고, 상기 코일의 양단에 기생 캐패시터가 병렬로 연결될 수 있다. 따라서, 본 발명은 저가의 EMI 노이즈 감쇄 성능이 우수한 EIM 필터를 제공할 수 있는 장점이 있다.

Description

전자기 간섭 필터{Electromagnetic Interference Filter}

본 발명은 전자기 간섭 필터에 관한 것으로서, 상세하게, 병렬 기생 캐패시터를 이용하여 전자기파 간섭(Electromagnetic Interference, EMI) 차폐 성능을 개선하는 것이 가능한 전자기 간섭 필터에 관한 것이다.

일반 가전을 비롯한 자동차 전장 시스템에 포함되는 전력 모듈 또는 제어 모듈에는 전도성 잡음 및 방사성 잡음을 차단하기 위한 EMI 필터가 구비된다.

제품의 종류 및 규격에 따라 해당 제품에 요구되는 EMI 성능 규격이 정의된다.

제품 별 정의된 EMI 규격을 통과하기 위해서는 고성능의 EMI 필터가 요구된다. 일반적으로, 고성능의 EMI 필터를 구현하기 위해서는 하기의 2가지 방법이 적용될 수 있다. 그 하나는 고투자율의 자성 코어(Magnetic Core)를 적용하는 것이고, 나머지 하나는 코일에 감기는 도선의 직경 축소가 있다.

하지만, 전자의 경우, 개발 난이도가 높고 단가가 비싼 문제점이 있고, 후자의 경우, 도선 직경 축소에 따른 제품 발열 문제가 발생될 수 있다.

따라서, 낮은 인덕턴스 값을 가지는 저성능 저역통과필터를 이용하여 전자기파 간섭을 차단하는 것이 가능한 EMI 필터 구현 방법이 요구되고 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 EMI 성능이 개선된 EMI 필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 병렬 기생 캐패시터를 이용하여 EMI 성능이 개선된 EMI 필터를 제공하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 노이즈 감쇄 성능이 개선된 EMI 필터를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 EMI 필터는 각각이 차동 모드 노이즈를 제거하기 위한 X 캡과 동상 모드 노이즈를 제거하기 위한 Y 캡을 포함하는 제1 내지 제3 복합 캐패시터와 각각이 상기 복합 캐패시터 사이에 배치되며 두 개의 전원선에 각각 직렬로 배치되는 두 개의 코일을 포함하는 제1 내지 제2 라인 필터를 포함하고, 상기 코일의 양단에 기생 캐패시터가 병렬로 연결될 수 있다.

여기서, 상기 X 캡과 상기 Y 캡은 병렬로 연결되고, 상기 Y 캡은 직렬 연결된 2개의 캐패시터의 사이에서 분기된 선로가 접지에 연결될 수 있다.

또한, 상기 기생 캐패시터는 30pF 내지 100pF 일 수 있다.

또한, 상기 코일의 인덕턴스는 1 ~ 50mH일 수 있다.

또한, 상기 제1 내지 제2 라인 필터는 하나의 코어에 2개의 권선을 서로 반대 방향으로 감아 두 코일의 전류가 서로 반대 방향으로 흐르게 하는 동상 모드 초크를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 동상 모드 초크의 코어는 페라이트 재질의 토로이달 유형일 수 있다.

또한, AC 전원이 상기 제1 복합 캐패시터에 연결되고, 상기 제3 복합 캐패시터의 출력이 부하에 연결되며, 상기 제2 복합 캐패시터는 상기 제1 라인 필터와 상기 제2 라인 필터 사이에 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 EMI 필터는 각각이 차동 모드 노이즈를 제거하기 위한 X 캡과 동상 모드 노이즈를 제거하기 위한 Y 캡을 포함하는 제1 내지 제3 복합 캐패시터와 각각이 상기 복합 캐패시터 사이에 배치되며 두 개의 전원선에 각각 직렬로 배치되는 두 개의 코일을 포함하는 제1 내지 제2 라인 필터를 포함하고, 제1 내지 제2 라인 필터 중 적어도 하나에 포함된 두 개의 상기 코일 중 적어도 하나의 코일 양단에 기생 캐패시터가 병렬로 연결될 수 있다.

상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.

본 발명에 따른 방법, 장치 및 시스템에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 EMI 성능이 개선된 EMI 필터를 제공하는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 병렬 기생 캐패시터를 이용하여 EMI 성능이 개선된 EMI 필터를 제공하는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 병렬 기생 캐패시터를 포함하는 저가의 라인 필터를 활용하여 EMI 성능을 개선할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 라인 필터를 구성하는 코일에 기생 캐패시터를 병렬 연결함으로써, 회로 구성 차수를 증가시킬 수 있으며, 이를 통해 스커트(Skirt) 개선 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 EMI 필터의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2a는 일반적인 EMI 필터의 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 EMI 필터의 회로 구성를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 10은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 EMI 필터의 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 EMI 필터의 노이즈 감쇄 성능을 보여주는 실험 결과이다.
도 12는 상기 도 2a에 따른 EMI 필터의 노이즈 특성을 보여주는 EMI 테스트 결과이다. .
도 13은 상기 도 2b에 따른 EMI 필터의 노이즈 특성을 보여주는 EMI 테스트 결과이다.

이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 EMI 필터의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.

도 1을 참조하면, EMI 필터(100)는 제1 복합 캐패시터(110), 제1 라인 필터(Line Filter 1 : LF1, 120), 제2 복합 캐패시터(130), 제2 라인 필터(Line Filter 2 : LF2, 140) 및 제3 복합 캐패시터(150)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, EMI 필터(100)는 전원으로부터 AC 전원을 입력 받아, AC 전원에 포함된 노이즈를 제거한 후 부하에 전달할 수 있다.

제1 내지 제3 복합 캐패시터(110, 130, 150)는 각각 차동 모드 노이즈(DM(Differential Mode) Noise)를 차단하기 위한 캐패시터 X(CX)-이하, 간단히, “X 캡”과 혼용하여 사용함-와 동상 모드 노이즈(CM(Common Mode) Noise)를 차단하기 위한 캐패시터 Y(CY)-이하, 간단히, “Y 캡”과 혼용하여 사용함-를 포함하여 구성될 수 있다.

전자 장치 및 전원 시스템에서 사용되는 일반적인 전선은 단상 3선식이 사용된다.

여기서, 두 가닥의 선은 전원선이고, 나머지 한 가닥의 선은 접지에 연결되는 접지선이다.

DM은 두개의 전원선 사이에 나타나는 노이즈 전압이고, CM은 접지를 기준으로 두 가닥의 전원선에 나타나는 노이즈 전압을 의미한다.

CM은 실제 전원선에는 나타나지 않지만 전원에 연결되는 외부 기기에 치명적 영향을 줄 수 있다.

따라서, EMI 필터 설계에 있어서, DM 및 CM 노이즈를 모두 제거할 수 있도록 라인 필터 사이에 캐패시터를 배치하는 것이 중요하다.

DM 노이즈의 경우, 두 가닥의 전원선의 전류 방향이 서로 반대일 때, 자속이 상쇄되어 방사성 노이즈가 감소하게 된다.

CM 노이즈의 경우, 두 가닥의 전원선의 전류 방향이 서로 일치할 때, 자속이 발생되어 방사성 노이즈가 증가될 수 있다.

따라서, 실제 전원 시스템에서 방사성 노이즈의 주된 원인은 CM 노이즈이다.

도 1의 실시 예에서, 상호 연결된 복합 캐패시터와 라인 필터는 LC 필터를 구성하며, 저역 통과 필터(Low Pass Filter)로 동작할 수 있다.

CM 노이즈를 제거하기 위한 Y 캡의 경우, 방사성 노이즈를 차단하는 것도 중요하지만, Y 캡의 캐패시턴스가 너무 커지는 경우 누설 전류가 발생할 수 있다. 따라서, Y 캡은 적절한 한계 값을 가지도록 설계되어야 한다.

제1 라인 필터(120)와 제2 라인 필터(140)는 각각의 전원선에 연결된 인덕터-즉, 코일-를 포함할 수 있다. 즉, 제1 라인 필터(120)와 제2 라인 필터(140)는 각각 두 개의 코일을 포함하여 구성될 수 있다.

특히, 본 발명의 일 실시 예에 따른 EMI 필터(100)는 구비된 적어도 하나의 코일이 기생 캐패시터와 병렬 연결될 수 있다. 일 예로, 기생 캐패시터는 30 내지 100pF, 바람직하게는 40pF 내지 80pF 일 수 있다. 30pF 보다 작거나 100pF보다 클 경우 노이즈 감쇄 성능을 발현할 수 없을 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 즉, 제1 라인 필터(120)와 제2 라인 필터(140)는 하나의 코어에 2개의 권선을 서로 반대 방향으로 감아 두 개의 코일에 흐르는 전류가 서로 반대 방향으로 흐르게 함으로써 자속을 상쇄시키는 동상 모드 초크를 포함할 수 있다.

동상 모드 초크는 차동 모드 신호에 대하여 0(zero)의 임피던스를 가지게 되므로 감쇄없이 신호를 통과시킬 수 있다.

반면 동상 모드 초크는 라인 필터의 두 코일에 대해 같은 방향으로 흐르며 같은 크기와 같은 위상의 자기장을 발생시키는 동상 모드 신호에 대하여 매우 높은 임피던스를 가지게 된다.

따라서, 동상 모드 초크는 동상 모드 신호의 흐름을 감쇄시켜 억제한다. 실제 동상 모드 신호의 감쇄는 동상 모드 초크의 임피던스와 부하(load)의 임피던스의 관계에 의존한다.

일 실시 예에 따른 동상 모드 초크는 대개 매우 투과성이 큰 Mn-Zn 페라이트로 만들어질 수 있으며, 코일의 인덕턴스는 1 ~ 50mH일 수 있다. 동상 모드초크는 권선 극성 배열로 인해 두 세트의 코일을 통해 흐르는 부하 전류가 있더라도 코어 내부의 자속은 상쇄될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예로 동상 모드 초크에 사용되는 코어 유형은 투자율이 높은 토로이달(toroidal) 유형, UU 유형 (UU-9.8, UU-10.5 등), ET 유형 및 UT 유형 중 어느 하나일 수 있다.

높은 동상 모드 인덕턴스를 얻기 위해 두 세트의 코일은 잘 결합되어야 한다. 따라서, 바람직하게, 토로이달 코어 또는 ET 타입과 UT 타입의 원피스 코어가 사용될 수 있다.

도 2a는 일반적인 EMI 필터의 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.

종래의 EMI 필터(200-1)는 제1 복합 캐패시터(210), 제1 라인 필터(Line Filter 1 : LF1, 220-1), 제2 복합 캐패시터(230), 제2 라인 필터(Line Filter 2 : LF2, 240-1) 및 제3 복합 캐패시터(250)를 포함하여 구성될 수 있다.

도면 번호, 210을 참조하면, 제1 복합 캐패시터(210)는 하나의 차동 모드노이즈를 제거하기 위한 제1 캐패시터 X(CX1)과 CX1과 병렬 연결되어 동상 모드노이즈를 제거하기 위한 제1 내지 제2 캐패시터 Y(CY1, CY2)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 직렬 연결된 제1 내지 제2 캐패시터 Y(CY1, CY2)의 사이에서 분기된 선로가 접지 단자에 연결될 수 있다. AC 입력 전원에 포함된 전도성 노이즈는 접지로 흘려 보내져 제거될 수 있다.

제2 복합 캐패시터(230)과 제3 복합 캐패시터(250)는 상기 제1 복합 캐패시터(210)와 동일한 회로 구성을 가질 수 있다.

제1 복합 캐패시터(210)와 제2 복합 캐패시터(230) 사이에는 제1 라인 필터(220-1)가 배치될 수 있다.

또한, 제2 복합 캐패시터(230)와 제3 복합 캐패시터(250) 사이에는 제2 라인 필터(240-1)가 배치될 수 있다.

제1 라인 필터(Line Filter 1 : LF1, 220-1)는 두 개의 전원선(201, 202)에 각각 직렬로 연결된 제1 코일(L1) 및 제2 코일(L2)를 포함하여 구성될 수 있다.

제2 라인 필터(Line Filter 1 : LF1, 240-1)는 두 개의 전원선(201, 202)에 각각 직렬로 연결된 제3 코일(L3) 및 제4 코일(L4)를 포함하여 구성될 수 있다.

제3 복합 캐패시터(250)는 부하에 연결될 수 있다. 여기서, 부하는 전력의 세기를 변환하는 트랜스일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 제3 복합 캐패시터(250)의 출력은 정류기에 입력될 수도 있다.

또한, 제1 복합 캐패시터(210)는 AC 전원의 출력단과 연결될 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 다른 일 예는 제1 복합 캐패시터(210)가 퓨즈와 바리스터의 출력단에 연결될 수 있으며, 이때, EMI 필터(200-1)는 입력되는 상용 전원에 포함되어 있는 전도성 노이즈를 제거할 수 있다.

도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 EMI 필터의 회로 구성를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 실시 예에 따른 EMI 필터(200-2)는 제1 복합 캐패시터(210), 제1 라인 필터(Line Filter 1: LF1, 220-2), 제2 복합 캐패시터(230), 제2 라인 필터(Line Filter 2 : LF2, 240-2) 및 제3 복합 캐패시터(250)를 포함하여 구성될 수 있다.

제1 내지 제3 복합 캐패시터(210, 230, 250)에 대한 설명은 상기 도 2a의 설명으로 대체한다.

도2b에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제2 라인 필터(220-2, 240-2)는 상기 도 2a의 제1 내지 제2 라인 필터(220-1, 240-2)에 비해 제1 내지 제4 코일(L1/L2/L3/L4)의 양단에 병렬로 연결된 기생 캐패시터(CP1/CP2/CP3/CP4)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 일 예로, 기생 캐패시터는 100pF 미만인 것이 배치될 수 있다.

상기한 EMI 필터(200-2)는 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)상에 구현될 수 있다.

일 예로, 라인 필터에 추가 배치되는 기생 캐패시터는 코일 별 개별 실장 또는 탈/부착이 가능하도록 PCB상에 설계될 수 있다.

다른 일 예로, 별도의 실장 또는 탈/부착이 필요하지 않도록 PCB상에 기생 캐패시터 성분으로 동작하는 소정 패턴을 인쇄하여 라인 필터를 구현할 수도 있다.

특히, 본 발명에 따른 EMI 필터(200-2)는 병렬 기생 캐패시터 성분이 추가된 라인 필터를 구비함으로써, 회로 구성 차수가 증가될 수 있으며, 이에 따라 스커트(Skirt) 개선 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 EMI 필터(200-2)는 병렬 기생 캐패시터 성분이 추가된 라인 필터를 구비함으로써, 상기 도 2a의 제1 내지 제2 라인 필터(220-1, 240-2)가 구비된 EMI 필터(200-1)에 비해 EMI 성능을 개선시킬 수 있는 장점이 있다.

도 3은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 EMI 필터의 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 EMI 필터(300)는 제1 라인 필터(320)의 제1 코일(L1) 및 제2 코일(L2)에 병렬 연결된 기생 캐패시터를 포함하고, 제2 라인 필터(340)의 제3 코일(L3) 및 제4 코일(L4)에는 기생 캐패시터가 연결되지 않도록 구성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 EMI 필터의 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 실시 예에 따른 EMI 필터(400)는 제1 라인 필터(420)의 제1 코일(L1) 및 제2 코일(L2)에 기생 캐패시터가 연결되지 않고, 제2 라인 필터(440)의 제3 코일(L3) 및 제4 코일(L4)에는 기생 캐패시터가 병렬 연결되도록 구성될 수도 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 EMI 필터의 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 실시 예에 따른 EMI 필터(500)는 제1 라인 필터(520)의 제1 코일(L1) 및 제2 라인 필터(540)의 제4 코일(L4)에는 기생 캐패시터가 병렬 연결되고, 제1 라인 필터(520)의 제2 코일(L2) 및 제2 라인 필터(540)의 제3 코일(L3)에는 기생 캐패시터가 연결되지 않도록 구현될 수도 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 EMI 필터의 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 실시 예에 따른 EMI 필터(600)는 제1 라인 필터(620)의 제2 코일(L2) 및 제2 라인 필터(540)의 제3 코일(L3)에는 기생 캐패시터가 병렬 연결되고, 제1 라인 필터(620)의 제1 코일(L1) 및 제2 라인 필터(640)의 제4 코일(L4)에는 기생 캐패시터가 연결되지 않도록 구현될 수도 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 EMI 필터의 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 실시 예에 따른 EMI 필터(700)는 제1 라인 필터(720)의 제1 코일(L1)에만 기생 캐패시터가 병렬 연결되고, 제1 라인 필터(720)의 제2 코일(L2)와 제2 라인 필터(740)의 제3 내지 제4 코일(L3, L4)에는 기생 캐패시터가 연결되지 않도록 구현될 수도 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 EMI 필터의 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 실시 예에 따른 EMI 필터(800)는 제1 라인 필터(820)의 제2 코일(L2)에만 기생 캐패시터가 병렬 연결되고, 제1 라인 필터(820)의 제1 코일(L1)와 제2 라인 필터(840)의 제3 내지 제4 코일(L3, L4)에는 기생 캐패시터가 연결되지 않도록 구현될 수도 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 EMI 필터의 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 실시 예에 따른 EMI 필터(900)는 제2 라인 필터(940)의 제3 코일(L3)에만 기생 캐패시터가 병렬 연결되고, 제1 라인 필터(920)의 제1 내지 제2 코일(L1, L2)와 제2 라인 필터(940)의 제4 코일(L4)에는 기생 캐패시터가 연결되지 않도록 구현될 수도 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 EMI 필터의 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 10를 참조하면, 본 실시 예에 따른 EMI 필터(1000)는 제2 라인 필터(1040)의 제4 코일(L4)에만 기생 캐패시터가 병렬 연결되고, 제1 라인 필터(1020)의 제1 내지 제2 코일(L1, L2)와 제2 라인 필터(1040)의 제3 코일(L3)에는 기생 캐패시터가 연결되지 않도록 구현될 수도 있다.

도 11은 본 발명에 따른 EMI 필터의 노이즈 감쇄 성능을 보여주는 실험 결과이다.

상세하게 도 11은 상기한 도 2a와 같이, 병렬 기생 캐패시터가 사용되기 이전의 EMI 필터(200-1)와 상기한 도 2b와 같이, 병렬 기생 캐패시터가 사용된 EMI 필터(200-2)의 노이즈 감쇄 특성을 보여주는 그래프이다.

도 11의 도면 번호 1100을 참조하면, 스위칭 주파수 180KHz에 대한 병렬 기생 캐패시터 사용전과 병렬 기생 캐패시터 사용전의 노이즈 감쇄는 각각 -25dBm과 -60dBm으로 측정되었다.

따라서, 병렬 기생 캐패시터 사용하면, 사용전과 비교하여 약 35dBm의 추가적인 노이즈 감쇄 효과를 기대할 수 있다.

도 12는 상기 도 2a에 따른 EMI 필터의 노이즈 특성을 보여주는 EMI 테스트 결과이다.

상세하게 도 12는 150KHz에서 30MHz까지의 주파수 대역에 대한 QP(Quasi-Peak) 및 AV(Average Value) 측정 결과 및 각각의 한계치(Limit)에 대한 마진(Margin)을 보여준다.

일 예로, 상기 도 12의 도면 번호 1211 및 1220을 참조하면, 주파수 205KHz에서 Line Phase N에 대해 측정된 QP 값 및 AV 값은 각각 54.4dB(uV)와 53.1dB(uV)이고, QP와 AV 각각에 대한 마진(Margin)은 각각 9dB와 0.3dB인 것을 알 수 있다.

여기서, Margin QP는 해당 주파수에 대응되는 QP Limit에서 측정된 QP 값을 차감하여 계산될 수 있다. 즉, 205KHz에 대한 Margin QP는 205KHz에 대응되는 QP Limit인 63.4dB(uV)에서 205KHz에서 측정된 QP 값인 54.4 dB(uV)를 차감한 값인 9dB이다.

유사하게, Margin AV는 해당 주파수에 대응되는 AV Limit에서 측정된 AV 값을 차감하여 계산될 수 있다. 즉, 205KHz에 대한 Margin AV는 205KHz에 대응되는 AV Limit인 53.4dB(uV)에서 205KHz에서 측정된 AV 값인 53.1 dB(uV)를 차감한 값인 0.3dB이다.

도 13은 상기 도 2b에 따른 EMI 필터의 노이즈 특성을 보여주는 EMI 테스트 결과이다.

상세하게 도 13은 150KHz에서 30MHz까지의 주파수 대역에 대한 QP(Quasi-Peak) 및 AV(Average Value) 측정 결과 및 각각의 한계치(Limit)에 대한 마진(Margin)을 보여준다.

일 예로, 상기 도 13의 도면 번호 1311 및 1320을 참조하면, 주파수 205KHz에서 Line Phase N에 대해 측정된 QP 값 및 AV 값은 각각 46.7dB(uV)와 43.1dB(uV)이고, 이때, 측정된 QP와 AV 각각에 대해 계산된 마진(Margin)은 각각 16.7dB와 10.3dB인 것을 알 수 있다.

여기서, Margin QP는 해당 주파수에 대응되는 QP Limit에서 측정된 QP 값을 차감하여 계산될 수 있다. 즉, 205KHz에 대한 Margin QP는 205KHz에 대응되는 QP Limit인 63.4dB(uV)에서 205KHz에서 측정된 QP 값인 46.7dB(uV)를 차감한 값인 16.7dB이다.

유사하게, Margin AV는 해당 주파수에 대응되는 AV Limit에서 동일 주파수에 대해 측정된 AV 값을 차감하여 계산될 수 있다. 즉, 205KHz에 대한 Margin AV는 205KHz에 대응되는 AV Limit인 53.4dB(uV)에서 205KHz에서 측정된 AV 값인 43.1 dB(uV)를 차감한 값인 10.3dB이다.

상기 도 12와 도 13의 성능을 비교하면, 상기 도 2b의 병렬 기생 캐패시터가 추가된 EMI 필터(200-2)는 병렬 기생 캐패시터가 추가되기 이전의 상기 도 2a의 EMI 필터(200-2)에 비해, QP 마진에 있어서는, 7.7dB, AV 마진에 있어서는 10dB의 성능 개선이 있음을 알 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다.

본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims

각각이 차동 모드 노이즈를 제거하기 위한 X 캡과 동상 모드 노이즈를 제거하기 위한 Y 캡을 포함하는 제1 내지 제3 복합 캐패시터;
두 개의 전원선에 각각 직렬로 배치되는 두 개의 코일을 포함하며 상기 제1 및 제2 복합 캐패시터 사이에 위치하는 제1 라인 필터; 및
상기 제2 및 제3 복합 캐패시터 사이에 위치하는 제2 라인필터를 포함하고,
상기 제1 내지 제2 라인 필터 중 적어도 하나에 포함된 상기 두 개의 코일 중 적어도 하나의 코일 양단에 기생 캐패시터가 병렬로 연결되는 EMI 필터.
제1항에 있어서,
상기 X 캡과 상기 Y 캡은 병렬로 연결되고,
상기 Y 캡은 직렬 연결된 2개의 캐패시터의 사이에서 분기된 선로가 접지에 연결되는 EMI 필터.
제1항에 있어서,
상기 기생 캐패시터는 30pF 내지 100pF인 EMI 필터.
제1항에 있어서,
상기 코일의 인덕턴스는 1 ~ 50mH인 EMI 필터.
제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제2 라인 필터는 하나의 코어에 2개의 권선을 서로 반대 방향으로 감아 두 개의 상기 코일에 흐르는 전류가 서로 반대 방향으로 흐르는 동상 모드 초크를 포함하는 EMI 필터.
제5항에 있어서,
상기 동상 모드 초크의 코어는 페라이트 재질의 토로이달 유형인 EMI 필터.
제1항에 있어서,
AC 전원이 상기 제1 복합 캐패시터에 연결되고, 상기 제3 복합 캐패시터의 출력이 부하에 연결되며, 상기 제2 복합 캐패시터는 상기 제1 라인 필터와 상기 제2 라인 필터 사이에 배치되는 EMI 필터.
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