KR102607200B1

KR102607200B1 - Voltage-Sense Current-Compensation Active Electromagnetic Interference filter

Info

Publication number: KR102607200B1
Application number: KR1020210008702A
Authority: KR
Inventors: 김진국; 정상영; 박준식
Original assignee: 이엠코어텍 주식회사; 울산과학기술원
Priority date: 2019-05-07
Filing date: 2021-01-21
Publication date: 2023-11-29
Also published as: KR20210013244A

Abstract

본 개시의 실시예들은 능동 EMI 필터에 관한 것으로, 특히, 공통 모드(Common Mode, CM) 노이즈를 저감하여 다른 장치에 대한 영향을 최소화 하는 전압을 센싱하는 VSCC 능동 EMI 필터에 관한 것이다. 본 개시의 실시예들은 능동 EMI 필터는 대전류 경로 상의 노이즈 전류에 대응되는 노이즈 전압이 감지되면, 노이즈 전압에 기초하여 센싱 전압을 생성하는 센싱부, 센싱 전압을 증폭하여 증폭 전압을 생성하는 증폭부, 증폭된 증폭 전압에 기초하여 보상 전압을 출력하는 보상부 및 보상 전압에 기초하여 노이즈 전류 중 적어도 일부의 전류를 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각으로부터 흡수하는 보상 커패시터부를 포함한다.Embodiments of the present disclosure relate to an active EMI filter, and in particular, to a VSCC active EMI filter that senses a voltage that reduces common mode (CM) noise and minimizes the impact on other devices. Embodiments of the present disclosure include an active EMI filter that includes a sensing unit that generates a sensing voltage based on the noise voltage when a noise voltage corresponding to a noise current on a high current path is detected, an amplification unit that amplifies the sensing voltage and generates an amplification voltage, It includes a compensation unit that outputs a compensation voltage based on the amplified amplification voltage, and a compensation capacitor unit that absorbs at least a portion of the noise current based on the compensation voltage from each of at least two large current paths.

Description

VSCC active EMI filter {Voltage-Sense Current-Compensation Active Electromagnetic Interference filter}

본 개시의 실시예들은 능동 EMI 필터에 관한 것으로, 특히, 공통 모드(Common Mode, CM) 노이즈를 저감시키기 위해 전압을 센싱하는 VSCC 능동 EMI 필터에 관한 것이다.Embodiments of the present disclosure relate to an active EMI filter, and in particular, to a VSCC active EMI filter that senses voltage to reduce common mode (CM) noise.

일반적으로 가전용, 산업용 전기 제품이나 전기 자동차와 같은 전기 기기들은 동작하는 동안 노이즈를 방출한다. 가령 전기 기기 내부의 스위칭 동작으로 인해 노이즈가 발생될 수 있다. 이러한 노이즈는 인체에 유해할 뿐만 아니라 연결된 다른 전자 기기의 오동작 또는 고장을 야기한다. In general, electrical devices such as home appliances, industrial electrical appliances, or electric vehicles emit noise during operation. For example, noise may be generated due to switching operations inside electrical devices. This noise is not only harmful to the human body, but also causes malfunction or failure of other connected electronic devices.

전자 기기가 다른 기기에 미치는 전자 장해를, EMI(Electromagnetic Interference)라고 하며, 그 중에서도, 와이어 및 기판 배선을 경유하여 전달되는 노이즈를 전도성 방출(Conducted Emission, CE) 노이즈라고 한다. The electromagnetic interference that electronic devices cause to other devices is called EMI (Electromagnetic Interference), and in particular, noise transmitted via wires and board wiring is called conducted emission (CE) noise.

전자 기기가 주변 부품 및 다른 기기에 고장을 일으키지 않고 동작하도록 하기 위해서, 모든 전자 제품에서 EMI 노이즈 방출량을 엄격히 규제하고 있다. 따라서 대부분의 전자 제품들은, 노이즈 방출량에 대한 규제를 만족하기 위해, EMI 노이즈를 저감시키는 EMI 필터와 같은 노이즈 저감 장치를 필수적으로 포함한다. In order to ensure that electronic devices operate without causing malfunctions in surrounding components and other devices, the amount of EMI noise emissions from all electronic products is strictly regulated. Therefore, most electronic products necessarily include noise reduction devices such as EMI filters that reduce EMI noise in order to satisfy regulations on noise emissions.

예를 들면, 에어컨과 같은 백색 가전, 전기차, 항공, 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS) 등에서, 노이즈 저감 장치는 필수적으로 포함된다. 종래의 능동 EMI 필터는, 전도성 방출(CE) 노이즈 중 공통 모드(Common Mode, CM) 노이즈를 저감시키기 위해 공통 모드 초크(CM choke)를 이용한다.For example, noise reduction devices are essential in white appliances such as air conditioners, electric vehicles, aviation, and energy storage systems (ESS). A conventional active EMI filter uses a common mode choke (CM choke) to reduce common mode (CM) noise among conducted emission (CE) noise.

한편, 고전력 제품들이 출시됨에 따라 고전력 시스템용 노이즈 저감 장치에 대한 니즈(needs)가 증가하고 있는 실정이다. 그런데 고전력/고전류 시스템에서 공통 모드(CM) 초크는, 자기 포화 현상에 의해 노이즈 저감 성능이 급격히 떨어지게 된다. Meanwhile, as high-power products are released, the needs for noise reduction devices for high-power systems are increasing. However, in high-power/high-current systems, the noise reduction performance of common mode (CM) chokes rapidly deteriorates due to magnetic saturation.

따라서 고전력/고전류 시스템에서 자기 포화를 방지하며 노이즈 저감 성능을 유지하기 위해서, 종래에는 공통 모드 초크의 사이즈를 키우거나 개수를 늘려야 하는데, 이로 인해 고전력 제품을 위한 능동 EMI 필터의 크기와 가격이 매우 증가하는 문제점이 발생하였다.Therefore, in order to prevent magnetic saturation and maintain noise reduction performance in high-power/high-current systems, conventionally it is necessary to increase the size or number of common mode chokes, which greatly increases the size and price of active EMI filters for high-power products. A problem arose.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로, 공통 모드(CM) 노이즈를 저감시키는 능동형 EMI 필터를 제공하고자 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is intended to improve the above problems and provide an active EMI filter that reduces common mode (CM) noise. However, these tasks are illustrative and do not limit the scope of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1 장치와 연결되는 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각에 공통 모드(Common Mode)로 입력되는 제1 전류를 능동적으로 저감하는 능동 EMI(Electro Magnetic Interference) 필터는 상기 대전류 경로 상의 제1 전류에 대응되는 노이즈 전압에 기초하여 센싱 전압을 생성하는 센싱부; 상기 센싱 전압을 증폭하여 증폭 전압을 생성하는 증폭부; 상기 증폭된 증폭 전압에 기초하여 보상 전압을 출력하는 보상부; 및 상기 보상 전압에 기초하여, 상기 제1 전류의 적어도 일부를 상기 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각으로부터 흡수하는 보상 커패시터부;를 포함할 수 있다. An active EMI (Electro Magnetic Interference) filter that actively reduces the first current input in common mode to each of at least two large current paths connected to the first device according to an embodiment of the present invention is an active EMI (Electro Magnetic Interference) filter that actively reduces the first current input to the high current path. A sensing unit that generates a sensing voltage based on the noise voltage corresponding to the first current in the phase; an amplification unit that amplifies the sensing voltage to generate an amplified voltage; a compensation unit that outputs a compensation voltage based on the amplified amplification voltage; and a compensation capacitor unit that absorbs at least a portion of the first current from each of the at least two high current paths based on the compensation voltage.

또한, 상기 센싱부는, 제1 차 측에 인가되는 상기 노이즈 전압에 기초하여 제2 차 측에서 상기 센싱 전압을 생성하는 센싱 변압기; 및 상기 센싱 변압기의 상기 제1 차 측에 상기 제1 전류에 대응되는 상기 노이즈 전압을 생성하는 센싱 커패시터부;를 포함할 수 있다.In addition, the sensing unit may include a sensing transformer that generates the sensing voltage on the secondary side based on the noise voltage applied to the primary side; and a sensing capacitor unit generating the noise voltage corresponding to the first current on the primary side of the sensing transformer.

또한, 상기 센싱 커패시터부는, 상기 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각과 상기 센싱 변압기의 상기 제1 차 측을 연결하는 적어도 둘 이상의 커패시터;를 포함할 수 있다. Additionally, the sensing capacitor unit may include at least two or more capacitors connecting each of the at least two high current paths and the primary side of the sensing transformer.

또한, 상기 보상 커패시터부는, 적어도 둘 이상의 보상 커패시터;를 포함하고, 상기 적어도 둘 이상의 보상 커패시터의 제1 단은 상기 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각에 연결되고, 상기 적어도 둘 이상의 커패시터의 제2 단은 상기 보상부의 상기 보상 전압을 출력하는 노드에 연결되고, 상기 적어도 둘 이상의 보상 커패시터는 상기 보상 전압에 기초하여 실효 임피던스가 감소되고, 상기 제1 전류 중 상기 실효 임피던스에 대응되는 일부 전류를 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각으로부터 흡수하는 것일 수 있다. In addition, the compensation capacitor unit includes at least two compensation capacitors, wherein first ends of the at least two compensation capacitors are connected to each of the at least two high current paths, and second ends of the at least two capacitors are connected to the at least two high current paths. It is connected to a node that outputs the compensation voltage of the compensation unit, and the at least two or more compensation capacitors have an effective impedance reduced based on the compensation voltage, and a portion of the current corresponding to the effective impedance among the first current is converted into at least two or more large currents. It may be absorbed from each route.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. Other aspects, features and advantages in addition to those described above will become apparent from the following drawings, claims and detailed description of the invention.

상술한 바와 같이 이루어진 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 고전력 시스템에서도 가격, 면적, 부피, 무게가 크게 증가하지 않는 능동 EMI 필터 또는 노이즈 저감 장치를 제공할 수 있다. According to various embodiments of the present invention as described above, it is possible to provide an active EMI filter or noise reduction device that does not significantly increase the price, area, volume, or weight even in a high-power system.

구체적으로, 다양한 실시예에 따른 능동 EMI 필터 또는 노이즈 저감 장치는, CM 초크를 포함하는 수동 보상 장치에 비하여 가격, 면적, 부피, 무게가 감소될 수 있다. Specifically, the active EMI filter or noise reduction device according to various embodiments may have reduced price, area, volume, and weight compared to a passive compensation device including a CM choke.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 능동 EMI 필터 또는 노이즈 저감 장치는, CM 초크에 기생하지 않고 독립적으로 동작할 수 있는 능동형 능동 EMI 필터를 제공할 수 있다. Additionally, the active EMI filter or noise reduction device according to various embodiments of the present invention can provide an active EMI filter that can operate independently without being parasitic on the CM choke.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 능동 EMI 필터 또는 노이즈 저감 장치는, 전력선으로부터 전기적으로 절연되는 능동 회로단을 가짐으로써, 능동 회로단에 포함된 소자들을 안정적으로 보호할 수 있다. Additionally, the active EMI filter or noise reduction device according to various embodiments of the present invention can stably protect elements included in the active circuit stage by having an active circuit stage that is electrically insulated from the power line.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 능동 EMI 필터 또는 노이즈 저감 장치는, 외부 과전압으로부터 보호될 수 있다.Additionally, the active EMI filter or noise reduction device according to various embodiments of the present invention can be protected from external overvoltage.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100)를 포함하는 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제2 선 시스템에 사용되는 능동 EMI 필터(100A)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100A)의 구체적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 보상 커패시터부의 임피던스 감소를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100A)상에서 제1 전류(I11, I12)의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 VSCC 능동 EMI 필터(100A) 및 VSCC 능동 EMI 필터(100A)와 동일한 커패시턴스 값을 가지는 수동 EMI 필터의 노이즈 저감 성능을 비교한 시뮬레이션 그래프이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100C)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 도 7에 도시된 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)가 사용되는 시스템의 구성을 구략적으로 도시한 도면이다.Figure 1 is a diagram schematically showing the configuration of a system including an active EMI filter 100 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of an active EMI filter 100A used in a second line system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram for explaining the specific operation of the active EMI filter (100A) according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram for explaining the impedance reduction of the compensation capacitor unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating the flow of first currents I11 and I12 on the active EMI filter 100A according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a simulation graph comparing the noise reduction performance of a VSCC active EMI filter (100A) and a passive EMI filter having the same capacitance value as the VSCC active EMI filter (100A) according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram schematically showing the configuration of an active EMI filter (100B) according to another embodiment of the present invention.
Figure 8 is a diagram schematically showing the configuration of an active EMI filter (100C) according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram schematically showing the configuration of a system in which the active EMI filter 100B according to the embodiment shown in FIG. 7 is used.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. Since the present invention can be modified in various ways and can have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. The effects and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. When describing with reference to the drawings, identical or corresponding components will be assigned the same reference numerals and redundant description thereof will be omitted. .

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 형태는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. In the following embodiments, terms such as first and second are used not in a limiting sense but for the purpose of distinguishing one component from another component. In the following examples, singular terms include plural terms unless the context clearly dictates otherwise. In the following embodiments, terms such as include or have mean that the features or components described in the specification exist, and do not exclude in advance the possibility of adding one or more other features or components. In the drawings, the sizes of components may be exaggerated or reduced for convenience of explanation. For example, the size and shape of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, so the present invention is not necessarily limited to what is shown.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100)를 포함하는 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. Figure 1 is a diagram schematically showing the configuration of a system including an active EMI filter 100 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100)는 제1 장치(300)와 연결되는 적어도 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각에 공통 모드(Common Mode)로 입력되는 제1 전류(I11, I12) 또는 노이즈 전류를 능동적으로 저감할 수 있다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100)는 적어도 둘 이상의 대전류 경로(111, 112), 센싱부(120), 증폭부(130), 보상부(140) 및 보상 커패시터부(150)를 포함할 수 있다.The active EMI filter 100 according to an embodiment of the present invention uses a first current (I11) input in common mode to each of at least two large current paths 111 and 112 connected to the first device 300. , I12) or the noise current can be actively reduced. To this end, the active EMI filter 100 according to an embodiment of the present invention includes at least two large current paths 111 and 112, a sensing unit 120, an amplification unit 130, a compensation unit 140, and a compensation capacitor unit ( 150) may be included.

둘 이상의 대전류 경로(111, 112)는 능동 EMI 필터(100) 내에서 제2 장치(200)에 의해 공급되는 제2 전류(I21, I22)를 제1 장치(300)에 전달하는 경로일 수 있는 데, 예컨대 전력선일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각은 라이브선(Live line)과 중성선(Neutral line)일 수 있다.The two or more large current paths 111 and 112 may be paths for transferring the second currents I21 and I22 supplied by the second device 200 within the active EMI filter 100 to the first device 300. For example, it may be a power line. According to one embodiment, each of the two or more high current paths 111 and 112 may be a live line and a neutral line.

본 명세서에서 제2 장치(200)는 제1 장치(300)에 전원을 전류 및/또는 전압의 형태로 공급하기 위한 다양한 형태의 장치일 수 있다. 가령 제2 장치(200)는 전원을 생산하여 공급하는 장치일 수도 있고, 다른 장치에 의해 생성된 전원을 공급하는 장치(예컨대 전기 자동차 충전 장치)일 수도 있다. 물론 제2 장치(200)는 저장된 에너지를 공급하는 장치일 수도 있다. 다만, 이는 예시적인것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.In this specification, the second device 200 may be a device of various types for supplying power to the first device 300 in the form of current and/or voltage. For example, the second device 200 may be a device that produces and supplies power, or it may be a device that supplies power generated by another device (for example, an electric vehicle charging device). Of course, the second device 200 may be a device that supplies stored energy. However, this is an example and the spirit of the present invention is not limited thereto.

본 명세서에서 제1 장치(300)는 전술한 제2 장치(200)가 공급하는 전원을 사용하는 다양한 형태의 장치일 수 있다. 가령 제1 장치(300)는 제2 장치(200)가 공급하는 전원을 이용하여 구동되는 부하일 수 있다. 또한, 제1 장치(300)는 제2 장치(200)가 공급하는 전원을 이용하여 에너지를 저장하고, 저장된 에너지를 이용하여 구동되는 부하(예컨대 전기 자동차)일 수 있다. 다만, 이는 예시적인것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.In this specification, the first device 300 may be a device of various types that uses power supplied by the above-described second device 200. For example, the first device 300 may be a load driven using power supplied by the second device 200. Additionally, the first device 300 stores energy using power supplied by the second device 200 and may be a load (eg, an electric vehicle) driven using the stored energy. However, this is an example and the spirit of the present invention is not limited thereto.

전술한 바와 같이 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각은 제2 장치(200)에 의해 공급되는 전원, 즉 제2 전류(I21, I22)를 제1 장치(300)에 전달하는 경로일 수 있는 데, 일 실시예에 따르면, 제2 전류(I21, I22)는 제2 주파수 대역의 주파수를 갖는 교류 전류일 수 있다. 이때 제2 주파수 대역은 가령 50Hz 내지 60Hz의 범위를 갖는 대역일 수 있다.As described above, each of the two or more large current paths 111 and 112 may be a path for transmitting the power supplied by the second device 200, that is, the second currents I21 and I22, to the first device 300. According to one embodiment, the second currents I21 and I22 may be alternating currents having a frequency in the second frequency band. At this time, the second frequency band may be, for example, a band ranging from 50Hz to 60Hz.

또한, 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각은 제1 장치(300)에서 발생한 노이즈, 즉 제1 전류(I11, I12)의 적어도 일부가 제2 장치(200)에 전달되는 경로일 수도 있다. 이때 제1 전류(I11, I12)는 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각에 대해 공통 모드(Common Mode)로 입력 될 수 있다. In addition, each of the two or more large current paths 111 and 112 may be a path through which at least a portion of the noise generated in the first device 300, that is, the first currents I11 and I12, is transmitted to the second device 200. At this time, the first currents I11 and I12 may be input in common mode to each of the two or more large current paths 111 and 112.

제1 전류(I11, I12)는 다양한 원인에 의해 제1 장치(300)에서 의도치 않게 발생되는 전류일 수 있다. 가령 제1 전류(I11, I12)는 제1 장치(300)와 주변 환경 사이의 가상의 커패시턴스(Capacitance)에 의해 발생되는 노이즈 전류일 수 있다. The first currents I11 and I12 may be currents unintentionally generated in the first device 300 due to various causes. For example, the first currents I11 and I12 may be noise currents generated by virtual capacitance between the first device 300 and the surrounding environment.

제1 전류(I11, I12)는 제1 주파수 대역의 주파수를 갖는 전류일 수 있다. 이때 제1 주파수 대역은 전술한 제2 주파수 대역보다 높은 주파수 대역을 가질 수 있는 데, 예컨대 150KHz 내지 30MHz의 범위를 갖는 대역일 수 있다. The first currents I11 and I12 may be currents having a frequency in the first frequency band. At this time, the first frequency band may have a higher frequency band than the above-described second frequency band, for example, it may be a band ranging from 150 KHz to 30 MHz.

한편, 둘 이상의 대전류 경로(111, 112)는 도 1에 도시된 바와 같이 두 개의 경로를 포함할 수도 있고, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 세 개의 경로 또는 네 개의 경로를 포함할 수도 있다. 대전류 경로(111, 112)의 수는 제1 장치(300) 및/또는 제2 장치(200)가 사용하는 전원의 종류 및/또는 형태에 따라 달라질 수 있다.Meanwhile, the two or more large current paths 111 and 112 may include two paths as shown in FIG. 1, or may include three paths or four paths as shown in FIGS. 7 and 8. . The number of high current paths 111 and 112 may vary depending on the type and/or type of power source used by the first device 300 and/or the second device 200.

센싱부(120)는 대전류 경로 상의 제1 전류(I11, I12)에 대응되는 노이즈 전압에 기초하여 센싱 전압을 생성할 수 있다. 이를 위하여 센싱부(120)는 대전류 경로(111, 112)에 각각에 전기적으로 연결될 수 있다. 바꾸어 말하면 센싱부(120)는 대전류 경로(111, 112) 상의 제1 전류(I11, I12)를 감지하는 수단을 의미할 수 있다.The sensing unit 120 may generate a sensing voltage based on the noise voltage corresponding to the first currents I11 and I12 on the high current path. To this end, the sensing unit 120 may be electrically connected to each of the high current paths 111 and 112. In other words, the sensing unit 120 may mean a means for detecting the first currents I11 and I12 on the large current paths 111 and 112.

일 실시예에 따르면, 센싱부(120)는 후술하는 증폭부(130)의 입력단과 차동(Differential)으로 연결될 수 있다. According to one embodiment, the sensing unit 120 may be differentially connected to the input terminal of the amplifying unit 130, which will be described later.

증폭부(130)는 센싱부(120)에 전기적으로 연결되어, 센싱부(120)가 출력한 센싱 신호를 증폭하여, 증폭 신호를 생성할 수 있다. 예를 들면, 증폭부(130)는 센싱부(130)에서 생성한 노이즈 전류에 대한 센싱 전압을 증폭하여 증폭 전압을 생성할 수 있다. 본 발명에서 증폭부(130)에 의한 '증폭'은 증폭 대상의 크기 및/또는 위상을 조절하는것을 의미할 수 있다. The amplification unit 130 is electrically connected to the sensing unit 120 and can amplify the sensing signal output by the sensing unit 120 to generate an amplified signal. For example, the amplification unit 130 may generate an amplified voltage by amplifying the sensing voltage for the noise current generated by the sensing unit 130. In the present invention, 'amplification' by the amplification unit 130 may mean adjusting the size and/or phase of the amplification target.

증폭부(130)의 증폭에 의해, 능동 EMI 필터(100)는 제1 전류(I11, I12)에 대응하는 노이즈 전압을 증폭하여 보상 커패시터부에서 흡수되는 제1 전류의 크기를 조절할 수 있다. 바꾸어 말하면, 능동 EMI 필터(100)는 증폭부(130)가 생성한 증폭 전압에 기초하여 보상 커패시터부의 커패시터의 유효 임피던스(effective impedance)를 감소시킴으로써, 제1 전류(I11, I12)의 적어도 일부가 능동 EMI 필터(100)로 유입되도록 할 수 있다. By amplifying the amplification unit 130, the active EMI filter 100 can amplify the noise voltage corresponding to the first currents I11 and I12 and adjust the size of the first current absorbed in the compensation capacitor unit. In other words, the active EMI filter 100 reduces the effective impedance of the capacitor of the compensation capacitor unit based on the amplification voltage generated by the amplification unit 130, so that at least a portion of the first currents I11 and I12 It can be allowed to flow into the active EMI filter (100).

증폭부(130)는 다양한 수단으로 구현될 수 있다. 일 실시예에에서 증폭부(130)는 OP-AMP를 포함할 수 있다. 다른 실시예에에서 증폭부(130)는 OP-AMP 이외에 저항과 커패시터 등 복수의 수동 소자들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예서, 증폭부(130)는 BJT(Bipolar Junction Transistor)를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예서, 증폭부(130)는 BJT 이외에 저항과 커패시터 등 복수의 수동 소자들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예서, 증폭부(130)는 반전 증폭기로 구현될 수 있고, 주파수에 따라 반전 증폭기의 이득(gain)을 조절할 수 있다. The amplifier 130 may be implemented by various means. In one embodiment, the amplifier 130 may include OP-AMP. In another embodiment, the amplifier 130 may include a plurality of passive elements such as a resistor and a capacitor in addition to the OP-AMP. In another embodiment, the amplifier 130 may include a Bipolar Junction Transistor (BJT). In another embodiment, the amplifier 130 may include a plurality of passive elements such as resistors and capacitors in addition to the BJT. In another embodiment, the amplifier 130 may be implemented as an inverting amplifier, and the gain of the inverting amplifier may be adjusted depending on the frequency.

다만 증폭부(130)의 위와 같은 구현 방식은 예시적인것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에서 설명하는 '증폭'을 위한 수단은 본 발명의 증폭부(130)로 제한 없이 사용될 수 있다.However, the above implementation method of the amplifying unit 130 is illustrative and the spirit of the present invention is not limited thereto, and the means for 'amplification' described in the present invention can be used without limitation as the amplifying unit 130 of the present invention. You can.

증폭부(130)는 제1 장치(300) 및/또는 제2 장치(200)와 구분되는 제3 장치(400)로부터 전원을 공급받아, 센싱부(120)가 출력한 센싱 전압을 증폭하여 증폭 전압을 생성할 수 있다. 이때 제3 장치(400)는 제1 장치(300) 및 제2 장치(200)와 무관한 전원으로부터 전원을 공급 받아 증폭부(130)의 입력 전원을 생성하는 장치일 수 있다. 선택적으로 제3 장치(400)는 제1 장치(300) 및 제2 장치(200) 중 어느 하나의 장치로부터 전원을 공급 받아 증폭부(130)의 입력 전원을 생성하는 장치일 수도 있다.The amplification unit 130 receives power from the third device 400, which is distinct from the first device 300 and/or the second device 200, and amplifies the sensing voltage output by the sensing unit 120. Voltage can be generated. At this time, the third device 400 may be a device that receives power from a power source unrelated to the first device 300 and the second device 200 and generates input power to the amplifier 130. Optionally, the third device 400 may be a device that receives power from any one of the first device 300 and the second device 200 to generate input power for the amplifier 130.

보상부(140)는 증폭부(130)에 전기적으로 연결되고, 전술한 증폭부(130)에 의해 생성된 증폭 전압에 기초하여 보상 전압를 생성할 수 있다.The compensation unit 140 is electrically connected to the amplification unit 130 and may generate a compensation voltage based on the amplification voltage generated by the amplification unit 130 described above.

일 실시예에서, 보상부(140)는 증폭부(130)와 전기적으로 연결되는 제1 차 측과 후술하는 보상 커패시터부(150)와 전기적으로 연결되는 제2 차 측을 포함하는 보상 변압기를 포함할 수 있다.In one embodiment, the compensation unit 140 includes a compensation transformer including a first side electrically connected to the amplification unit 130 and a second side electrically connected to a compensation capacitor section 150 to be described later. can do.

보상 커패시터부(150)는 전술한 보상부(140)가 생성한 보상 전압에 기초하여, 제1 전류(I11, I12)의 적어도 일부를 대전류 경로(111, 112)로부터 흡수할 수 있다. 바꾸어 말하면, 보상 커패시터부(150)는 제1 전류(I11, I12) 중 보상 전압에 대응되는 전류가 적어도 둘 이상의 대전류 경로(111, 112)로부터 유입되는 경로를 제공할 수 있다. The compensation capacitor unit 150 may absorb at least a portion of the first currents I11 and I12 from the large current paths 111 and 112 based on the compensation voltage generated by the above-described compensation unit 140. In other words, the compensation capacitor unit 150 may provide a path through which the current corresponding to the compensation voltage among the first currents I11 and I12 flows from at least two large current paths 111 and 112.

일 실시예에 따르면, 보상 커패시터부(150)는 둘 이상의 대전류 경로(111, 112)를 흐르는 노이즈 전류 중 보상 전압에 대응되는 전류가 각각 대전류 경로(111, 112) 별로 연결된 커패시터에 따라 유입되도록 구현될 수 있다. 이때 보상 커패시터부(150)는 능동 EMI 필터(100)의 기준전위(기준전위 1)와 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각을 연결하는 적어도 둘 이상의 보상 커패시터를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the compensation capacitor unit 150 is implemented so that the current corresponding to the compensation voltage among the noise currents flowing through the two or more large current paths 111 and 112 flows in according to the capacitors connected to each of the large current paths 111 and 112. It can be. At this time, the compensation capacitor unit 150 may include at least two or more compensation capacitors connecting the reference potential (reference potential 1) of the active EMI filter 100 and each of the two or more large current paths 111 and 112.

상기와 같이 구성된 능동 EMI 필터(100)는 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 상의 노이즈 전류에 대응하는 노이즈 전압을 감지하고, 이를 기초로 능동적으로 노이즈 전류를 저감할 수 있고, 장치(100)의 소형화에도 불구하고 고전류, 고전압 및/또는 고전력 시스템에 적용될 수 있다.The active EMI filter 100 configured as described above detects the noise voltage corresponding to the noise current on the two or more large current paths 111 and 112, and can actively reduce the noise current based on this, and the device 100 Despite miniaturization, it can be applied to high current, high voltage and/or high power systems.

이하에서는 도 2 내지 도 9를 도 1과 함께 참조하여, 다양한 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100)를 설명한다.Hereinafter, the active EMI filter 100 according to various embodiments will be described with reference to FIGS. 2 to 9 together with FIG. 1.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제2 선 시스템에 사용되는 능동 EMI 필터(100A)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of an active EMI filter 100A used in a second line system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100A)는 제1 장치(300A)와 연결되는 두 개의 대전류 경로(111A, 112A) 각각에 공통 모드로 입력되는 제1 전류(I11, I12)를 능동적으로 저감할 수 있다. The active EMI filter (100A) according to an embodiment of the present invention actively filters the first currents (I11 and I12) input in common mode to each of the two large current paths (111A and 112A) connected to the first device (300A). It can be reduced.

이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100A)는 두 개의 대전류 경로(111A, 112A), 센싱부(120A), 증폭부(130A), 보상 변압기(140A) 및 보상 커패시터부(150A)를 포함할 수 있다.To this end, the active EMI filter (100A) according to an embodiment of the present invention includes two large current paths (111A, 112A), a sensing unit (120A), an amplification unit (130A), a compensation transformer (140A), and a compensation capacitor unit (150A). ) may include.

본 발명의 일 실시예에 따른 센싱부(120A)는 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 상의 제1 전류(I11, I12)에 대응되는 노이즈 전압에 기초하여, 센싱 전압을 생성할 수 있다. The sensing unit 120A according to an embodiment of the present invention may generate a sensing voltage based on the noise voltage corresponding to the first currents I11 and I12 on the two or more large current paths 111 and 112.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전술한 센싱부(120A)는 센싱 커패시터(121A) 및 센싱 변압기(122A)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 센싱부(120A)는 제1 차 측에 인가되는 노이즈 전압에 기초하여 제2 차 측에서 센싱 전압을 생성하는 센싱 변압기(122A) 및 센싱 변압기의 제1 차 측에 연결되고, 상기 제1 전류에 대응되는 노이즈 전압을 생성하는 센싱 커패시터부(121A)를 포함할 수 있다. 이때, 센싱 변압기(122A)는 센싱 커패시터(121A)와 연결된 제1 차측(123A) 및 증폭부(130A)에 연결된 제2 차측(124A)를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the above-described sensing unit 120A may include a sensing capacitor 121A and a sensing transformer 122A. Specifically, the sensing unit 120A is connected to the sensing transformer 122A, which generates a sensing voltage on the secondary side based on the noise voltage applied to the primary side, and the primary side of the sensing transformer, and the It may include a sensing capacitor unit 121A that generates a noise voltage corresponding to 1 current. At this time, the sensing transformer 122A may include a first secondary side 123A connected to the sensing capacitor 121A and a second secondary side 124A connected to the amplifier 130A.

센싱 커패시터(121A)는 제1 전류(I11, I12) 또는 노이즈 전류에 대응하는 노이즈 전압을 감지하기 위한 수단일 수 있다. 이때, 센싱 커패시터(121A)는 대전류 경로의 수만큼의 커패시터를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 센싱 커패시터(121A)는 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다. The sensing capacitor 121A may be a means for detecting the first currents I11 and I12 or a noise voltage corresponding to the noise current. At this time, the sensing capacitor 121A may include as many capacitors as the number of high current paths. In this embodiment, the sensing capacitor 121A may include a first capacitor C1 and a second capacitor C2.

이때, 센싱 커패시터(121A)의 제1 커패시터(C1)는 제1 대전류 경로(111A)에 연결될 수 있고, 센싱 커패시터(121A)의 제2 커패시터(C2)는 제2 대전류 경로(112A)에 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)의 제1 단은 각각 제1 대전류 경로(111A) 및 제2 대전류 경로(112A)에 연결될 수 있고, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)의 제2 단은 하나의 노드로 접속되어 센싱 변압기(122A)의 제1 차측(123A)에 연결될 수 있다. 즉, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)는 상기 적어도 둘 이상의 대전류 경로(111A, 112A) 각각과 센싱 변압기(122A)의 제1 차 측(123A)을 연결할 수 있다. 이때 센싱 커패시터(121A)는 대전류 경로(111A, 112A)와 절연된 상태에서 대전류 경로(111A, 112A) 상의 제1 전류(I11, I12)에 대응하는 노이즈 전압을 감지하기 위한 수단일 수 있다.At this time, the first capacitor C1 of the sensing capacitor 121A may be connected to the first high current path 111A, and the second capacitor C2 of the sensing capacitor 121A may be connected to the second large current path 112A. there is. Specifically, the first ends of the first capacitor C1 and the second capacitor C2 may be connected to the first high current path 111A and the second high current path 112A, respectively, and the first capacitor C1 and the second capacitor C2 may be connected to the first high current path 111A and the second high current path 112A, respectively. 2 The second terminal of the capacitor C2 may be connected to one node and connected to the first secondary side 123A of the sensing transformer 122A. That is, the first capacitor C1 and the second capacitor C2 may connect each of the at least two high current paths 111A and 112A to the primary side 123A of the sensing transformer 122A. At this time, the sensing capacitor 121A may be a means for detecting the noise voltage corresponding to the first currents I11 and I12 on the high current paths 111A and 112A while being insulated from the high current paths 111A and 112A.

한편, 두 개의 대전류 경로(111A, 112A)에 흐르는 제1 전류(I11, I12) 중 능동 EMI 필터(100A)의 임피던스에 대응하는 미세 전류가 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 통해 흐를 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 센싱 커패시터(121A)는 1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 통해 흐르는 미세 전류를 감지하기 위한 센서를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, among the first currents (I11, I12) flowing in the two large current paths (111A, 112A), a micro current corresponding to the impedance of the active EMI filter (100A) connects the first capacitor (C1) and the second capacitor (C2). can flow through According to one embodiment of the present invention, the sensing capacitor 121A may further include a sensor for detecting a minute current flowing through the first capacitor C1 and the second capacitor C2.

센싱 커패시터(121A)의 제2 단과 센싱 변압기(122A) 사이의 노드에는 제1 전류(I11, I12)에 대응하는 노이즈 전압이 인가될 수 있다. 이후 센싱 변압기(122A)는 노이즈 전압에 기초하여 센싱 전압을 생성하여 출력할 수 있다. 즉, 센싱 변압기(122A)의 제2 차측(124A)과 증폭부(130A) 사이에는 센싱 전압이 인가될 수 있다. 이때, 센싱 변압기(122A)의 제2 차 측(124A)은 후술하는 증폭부(130A)의 입력단과 차동(Differential)으로 연결될 수 있다. A noise voltage corresponding to the first currents I11 and I12 may be applied to the node between the second terminal of the sensing capacitor 121A and the sensing transformer 122A. Thereafter, the sensing transformer 122A may generate and output a sensing voltage based on the noise voltage. That is, a sensing voltage may be applied between the second secondary side 124A of the sensing transformer 122A and the amplifier 130A. At this time, the secondary side 124A of the sensing transformer 122A may be differentially connected to the input terminal of the amplifier 130A, which will be described later.

본 발명의 증폭부(130A)는 전술한 센싱부(120A)가 출력한 센싱 전압을 증폭하여 증폭 전압을 생성할 수 있다. 본 발명에서 증폭부(130)에 의한 '증폭'은 증폭 대상의 크기 및/또는 위상 등을 조절하는 것을 의미할 수 있다. 가령 증폭부(130A)는 센싱 전압의 크기를 K배(K>=1) 만큼 증가시킨 증폭 전압을 생성할 수 있다.The amplifying unit 130A of the present invention can generate an amplified voltage by amplifying the sensing voltage output by the above-described sensing unit 120A. In the present invention, 'amplification' by the amplification unit 130 may mean adjusting the size and/or phase of the amplification target. For example, the amplification unit 130A may generate an amplification voltage that increases the magnitude of the sensing voltage by K times (K>=1).

증폭부(130A)는 전술한 센싱 변압기(120A)의 변압 비율 및 후술하는 보상부 (140)의 변압 비율을 고려하여 증폭 전압을 생성할 수 있다. 이때, 증폭부(130A)는 다양한 수단으로 구현될 수 있다. 가령 증폭부(130A)는 OP-AMP를 포함할 수 있다. 선택적으로 상기 증폭부(130A)는 OP-AMP 이외에 저항과 커패시터 등 복수의 수동 소자들을 포함할 수 있다. 또한 증폭부(130A)는 BJT(Bipolar Junction Transistor)를 포함할 수 있다. 선택적으로 상기 증폭부(130A)는 BJT 외에 복수의 수동 소자들을 포함할 수 있다. 다만 증폭부(130A)의 위와 같은 구현 방식은 예시적인것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에서 설명하는 '증폭'을 위한 수단은 본 발명의 증폭부(130A)로 제한 없이 사용될 수 있다.The amplification unit 130A may generate an amplification voltage by considering the transformation ratio of the above-described sensing transformer 120A and the transformation ratio of the compensation unit 140 described later. At this time, the amplification unit 130A may be implemented by various means. For example, the amplifier 130A may include OP-AMP. Optionally, the amplification unit 130A may include a plurality of passive elements such as resistors and capacitors in addition to the OP-AMP. Additionally, the amplifier 130A may include a Bipolar Junction Transistor (BJT). Optionally, the amplification unit 130A may include a plurality of passive elements in addition to the BJT. However, the above implementation method of the amplifying unit 130A is illustrative and the spirit of the present invention is not limited thereto, and the means for 'amplification' described in the present invention can be used without limitation as the amplifying unit 130A of the present invention. You can.

보상부(140)는 전술한 증폭부(130)에 의해 생성된 증폭 전압에 기초하여 보상 전압을 생성할 수 있다. 본 발명의 보상부(140)는 보상 변압기(140A)로 구현될 수 있다. 이때 보상 변압기(140A)는 전술한 대전류 경로(111A, 112A)와 절연된 상태에서, 증폭 전압에 기초하여 대전류 경로(111A, 112A) 측에(또는 후술하는 제2 차 측(142A)에) 보상 전압를 출력하기 위한 수단일 수 있다.The compensation unit 140 may generate a compensation voltage based on the amplification voltage generated by the amplification unit 130 described above. The compensation unit 140 of the present invention may be implemented as a compensation transformer 140A. At this time, the compensation transformer 140A is insulated from the above-mentioned large current paths 111A and 112A, and compensates the large current paths 111A and 112A (or the secondary side 142A, which will be described later) based on the amplification voltage. It may be a means for outputting voltage.

보다 구체적으로, 보상 변압기(140A)는 증폭부(130A)의 출력단과 차동으로 연결되는 제1 차 측(141A)에서, 증폭부(130A)가 생성한 증폭 전압에 대응하는 전류에 의해 유도되는 자속 밀도에 기초하여 제2 차 측(142A)에 유도 전류를 생성할 수 있다. 즉, 제2 차측(142A)에는 상술한 유도 전류에 대응하는 보상 전압이 인가될 수 있다. 이때 제2 차 측(142A)은 후술하는 보상 커패시터부(150A)와 능동 EMI 필터의 기준전위(기준전위 1)를 연결하는 경로상에 배치될 수 있다.More specifically, the compensation transformer 140A is a magnetic flux induced by the current corresponding to the amplification voltage generated by the amplification unit 130A at the first primary side 141A differentially connected to the output terminal of the amplification unit 130A. Based on the density, an induced current may be generated in the secondary side (142A). That is, a compensation voltage corresponding to the above-described induced current may be applied to the second side (142A). At this time, the second secondary side 142A may be placed on a path connecting the compensation capacitor unit 150A, which will be described later, and the reference potential (reference potential 1) of the active EMI filter.

한편, 보상 변압기(140A)의 제1 차 측(141A), 증폭부(130A) 및 센싱 변압기(120A)의 제2 차 측(122A)은 능동 EMI 필터(100A)의 나머지 구성요소들과 구분되는 기준전위(기준전위 2)와 연결될 수 있다. Meanwhile, the primary side 141A of the compensation transformer 140A, the amplifier 130A, and the secondary side 122A of the sensing transformer 120A are separated from the remaining components of the active EMI filter 100A. It can be connected to the reference potential (reference potential 2).

이와 같이 본 발명은 보상 전압을 생성하는 구성요소에 대해서 나머지 구성요소와 상이한 기준전위를 사용하고, 별도의 전원을 사용함으로써 보상 전압을 생성하는 구성요소가 절연된 상태에서 동작하도록 할 수 있으며, 이로써 능동 EMI 필터(100A)의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.As such, the present invention uses a different reference potential for the component that generates the compensation voltage from the remaining components and uses a separate power source, thereby allowing the component that generates the compensation voltage to operate in an insulated state. The reliability of the active EMI filter (100A) can be improved.

본 발명의 보상 커패시터부(150)는 전술한 바와 같이 두 개의 대전류 경로(111A, 112A)에 흐르는 제1 전류(I11, I12) 중 보상 변압기(140A)에 의해 생성된 보상 전압에 대응되는 일부 전류를, 두 개의 대전류 경로(111A, 112A) 각각으로부터 능동 EMI 필터(100A)로 흡수할 수 있다. As described above, the compensation capacitor unit 150 of the present invention is a partial current corresponding to the compensation voltage generated by the compensation transformer 140A among the first currents I11 and I12 flowing in the two large current paths 111A and 112A. Can be absorbed by the active EMI filter (100A) from each of the two large current paths (111A, 112A).

구체적으로, 보상 커패시터부(150)에 포함된 각각의 커패시터의 제1 단은 각각 제1 대전류 경로(111A) 및 제2 대전류 경로(112A)에 각각 연결될 수 있고, 보상 커패시터부(150)에 포함된 각각의 커패시터의 제2 단은 하나의 노드로 접속되어 보상 변압기(142A)의 제2 차측(142A)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 보상 커패시터부(150)에 포함된 각각의 커패시터는 두 개의 대전류 경로(111A, 112A) 각각으로부터 능동 EMI 필터(100A)로 흡수되는 전류가 흐르는 경로를 제공할 수 있다. Specifically, the first terminal of each capacitor included in the compensation capacitor unit 150 may be connected to the first high current path 111A and the second large current path 112A, respectively, and is included in the compensation capacitor unit 150. The second terminal of each capacitor may be connected to one node and connected to the second secondary side 142A of the compensation transformer 142A. Accordingly, each capacitor included in the compensation capacitor unit 150 can provide a path through which current absorbed from each of the two large current paths 111A and 112A flows to the active EMI filter 100A.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100A)의 구체적인 동작을 설명하기 위한 도면이다. Figure 3 is a diagram for explaining the specific operation of the active EMI filter (100A) according to an embodiment of the present invention.

센싱 커패시터부(121A)는 대전류 경로(111A, 112A)에 흐르는 노이즈 전류 또는 제1 전류(I11, I12)에 대응되는 노이즈 전압(Vn)을 감지할 수 있다. 구체적으로, 노이즈 전압(Vn)은 대전류 경로(111A, 112A)에 흐르는 제1 전류(I11, I12)로 인해 인가되는 전압이며, 센싱 커패시터(121A)의 제2 단과 센싱 변압기(122A) 사이의 노드(a)에 인가되는 전압은 노이즈 전압과 유사한 전압(Vn)일 수 있다. 이하에서는 편의를 위해 노드(a)에 인가되는 전압을 노이즈 전압(Vn)이라고 하기로 한다.The sensing capacitor unit 121A may sense the noise current flowing in the large current paths 111A and 112A or the noise voltage Vn corresponding to the first currents I11 and I12. Specifically, the noise voltage (Vn) is a voltage applied due to the first currents (I11 and I12) flowing in the large current paths (111A and 112A), and is a node between the second terminal of the sensing capacitor (121A) and the sensing transformer (122A). The voltage applied to (a) is a voltage similar to the noise voltage ( Vn). Hereinafter, for convenience, the voltage applied to node (a) will be referred to as noise voltage (Vn).

즉, 능동 EMI 필터(100A)의 노드(a) 또는 센싱 변압기(122A)의 제1 차측에 노이즈 전압(Vn)이 인가되면, 센싱 변압기(122A)는 노이즈 전압(Vn)을 기초로 센싱 전압을 생성할 수 있다. 구체적으로 센싱 변압기(122A)의 변압비가 1:N_sen이고, 제1 차측(123A) 인덕터의 인덕턴스가 L_sen이며, 완전결합인 것을 가정하면, 센싱 변압기(122A)의 제2 차측(124A) 인덕터의 인덕턴스는 N_sen ²* L_sen 일 수 있다. That is, when the noise voltage (Vn) is applied to the node (a) of the active EMI filter (100A) or the primary side of the sensing transformer (122A), the sensing transformer (122A) generates a sensing voltage based on the noise voltage (Vn). can be created. Specifically, assuming that the transformation ratio of the sensing transformer (122A) is 1:N _sen , the inductance of the first secondary side (123A) inductor is L _sen , and are perfectly coupled, the second secondary inductor (124A) of the sensing transformer (122A) The inductance may be N _sen ² * L _sen .

이때, 센싱 변압기(122A)를 통과한 노이즈 전압(V_n)은 센싱 전압으로 변환될 수 있고, 센싱 변압은 N_sen * V_n일 수 있다. 즉, 제2 차측(124A)과 증폭부(130A) 사이의 노드(b)에는 센싱 전압(N_sen * V_n)이 인가될 수 있다. At this time, the noise voltage (V _n ) passing through the sensing transformer 122A may be converted into a sensing voltage, and the sensing transformer may be N _sen * V _n . That is, the sensing voltage (N _sen * V _n ) may be applied to the node (b) between the second side (124A) and the amplification unit (130A).

증폭부(130A)는 OP-amp를 이용한 반전 증폭기일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제3 장치(400)를 통한 직류 전원을 통해 전원이 인가된 OP-amp를 이용하여 절연형 VSCC(voltage-sense Current-compensation) 토폴로지 AEF를 구현할 수 있다. The amplifier unit 130A may be an inverting amplifier using an OP-amp. According to one embodiment of the present invention, an isolated voltage-sense current-compensation (VSCC) topology AEF can be implemented using an OP-amp powered through direct current power through the third device 400.

증폭부(130A)는 R1, R2-를 포함하는 반전 증폭기일 수 있다. 반전 증폭기는 연산 증폭기의 기본적인 회로구조의 하나이다. A가 증폭기 본체의 전압 이득이고, =R₁/(R₁+R₂)인 경우, 폐루프 전압이득 A_v.amp는 수학식 1과 같다.The amplifier unit 130A may be an inverting amplifier including R1 and R2-. The inverting amplifier is one of the basic circuit structures of an operational amplifier. A is the voltage gain of the amplifier body, In the case of =R ₁ /(R ₁ +R ₂ ), the closed loop voltage gain A _v.amp is equal to Equation 1.

이때, 이면, 일 수 있고, 출력전압의 극성은 반전된다.At this time, If so, It can be, and the polarity of the output voltage is reversed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 증폭부(130A)는 C_O를 더 포함할 수 있다. C_O노이즈 저감 타겟 대상 대역 이하의 저주파에서 증폭부(130A)에 포함된 증폭기가 동작하는 것을 차단하기 위한 하이 패스 필터(high-pass filter)일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the amplification unit 130A may further include C _O . C _O It may be a high-pass filter to block the amplifier included in the amplifier 130A from operating at a low frequency below the noise reduction target band.

한편, 센싱 전압(N_sen * V_n)이 증폭부(130A)를 통해서 증폭되면, 증폭부(130A)와 보상 변압기(140A)의 제1 차측(141A) 사이의 노드(c)에는 증폭 전압이 인가될 수 있다. 이때, 증폭 전압은 -N_sen * A_v,amp * V_n 일 수 있다. On the other hand, when the sensing voltage (N _sen * V _n ) is amplified through the amplifier (130A), the amplification voltage is at the node (c) between the amplifier (130A) and the first side (141A) of the compensation transformer (140A). may be approved. At this time, the amplification voltage may be -N _sen * A _v,amp * V _n .

능동 EMI 필터(100A)의 노드(c)에 증폭 전압(-N_sen*A_v,amp*V_n)이 인가되면, 보상 변압기(140A)는 증폭 전압(-N_sen*A_v,amp*V_n)을 기초로 보상 전압을 생성할 수 있다. 구체적으로 보상 변압기(140A)의 변압비가 1:N_inj이고, 제1 차측(141A) 인덕터의 인덕턴스가 L_inj이며, 완전결합인 것을 가정하면, 보상 변압기(140A)의 제2 차측(142A) 인덕터의 인덕턴스는 N_inj ²* L_inj 일 수 있다. When the amplification voltage (-N _sen *A _v,amp *V _n ) is applied to the node (c) of the active EMI filter (100A), the compensation transformer (140A) applies the amplification voltage (-N _sen *A _v,amp *V A compensation voltage can be generated based on _n ). Specifically, assuming that the transformation ratio of the compensation transformer (140A) is 1:N _inj , the inductance of the first secondary (141A) inductor is L _inj , and are perfectly coupled, the second secondary (142A) inductor of the compensation transformer (140A) The inductance may be N _inj ² * L _inj .

이때, 보상 변압기(122A)를 통과한 증폭 전압(-N_sen*A_v,amp*V_n)은 보상 전압으로 변환될 수 있고, 보상 변압은 -N_sen*N_inj*A_v,amp*V_n일 수 있다. 즉, 보상 변압기 제2 차측(142A)과 보상 커패시터부(150A) 사이의 노드(d)에는 보상 전압(-N_sen*N_inj*A_v,amp*V_n)이 인가될 수 있다. At this time, the amplified voltage (-N _sen *A _v,amp *V _n ) passing through the compensation transformer (122A) can be converted to a compensation voltage, and the compensation transformer is -N _sen *N _inj *A _v,amp *V It can be _n . That is, a compensation voltage (-N _sen *N _inj *A _v,amp *V _n ) may be applied to the node d between the second secondary side 142A of the compensation transformer and the compensation capacitor unit 150A.

보상 커패시터부(150A)의 적어도 둘 이상의 보상 커패시터는 제1 단은 대전류 경로(111A, 112A)에 각각 연결될 수 있고, 보상 커패시터의 제 2단은 하나의 노드(d)로 보상 변압기(140A)에 연결될 수 있다. 보상 커패시터부(150A)에 포함된 각각의 커패시터는 대전류 경로(111A, 112A)에 인가된 전압 및 노드(d)에 인가된 전압에 의해 실효 임피던스값이 감소되게 된다. The first end of at least two compensation capacitors of the compensation capacitor unit 150A may be connected to the high current paths 111A and 112A, respectively, and the second end of the compensation capacitor may be connected to the compensation transformer 140A through one node d. can be connected The effective impedance value of each capacitor included in the compensation capacitor unit 150A is reduced by the voltage applied to the high current path 111A and 112A and the voltage applied to the node d.

이에 따라, 보상 커패시터부(150A)는 대전류 경로(111A, 112A)에 흐르는 제1 전류(I11, I12) 중 적어도 일부의 전류를 흡수할 수 있다. 즉, 노이즈 전류의 일부 전류가 능동 EMI 필터(100A)로 흡수 또는 유입됨에 따라 제2 장치(200A)로 전달되는 노이즈 전류를 저감 또는 보상할 수 있다. 이에 대하여 도 4 및 도 5를 통해 자세히 설명하기로 한다. Accordingly, the compensation capacitor unit 150A can absorb at least a portion of the first currents I11 and I12 flowing in the large current paths 111A and 112A. That is, as some of the noise current is absorbed or introduced into the active EMI filter (100A), the noise current transmitted to the second device (200A) can be reduced or compensated. This will be explained in detail with reference to FIGS. 4 and 5.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 보상 커패시터부의 임피던스 감소를 설명하기 위한 도면이다. Figure 4 is a diagram for explaining the impedance reduction of the compensation capacitor unit according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 임피던스-주파수 상 제1 그래프(얇은 직선)는 일반적인 커패시터의 주파수에 따른 임피던스 변화를 나타낸다. 반면, 제2 그래프(굵은 선)는 본 발명의 능동 EMI 필터(100A)에 포함된 보상 커패시터부의 주파수에 따른 임피던스 변화를 나타낸다.Referring to FIG. 4, the first impedance-frequency graph (thin straight line) shows the impedance change according to frequency of a general capacitor. On the other hand, the second graph (thick line) shows the impedance change according to the frequency of the compensation capacitor part included in the active EMI filter (100A) of the present invention.

일반적인 보상 커패시터부의 커패시터(C_inj)의 임피던스는 아래의 수학식 2에 따라 계산될 수 있다.The impedance of the capacitor (C _inj ) of the general compensation capacitor unit can be calculated according to Equation 2 below.

즉, 일반적인 커패시터의 주파수에 따른 임피던스 변화는 제1 그래프(얇은 직선)과 같이 도시될 수 있다. That is, the impedance change according to frequency of a general capacitor can be shown as the first graph (thin straight line).

반면, 본 발명의 능동 EMI 필터(100A)에 포함된 보상 커패시터부의 커패시터(C_inj)의 임피던스는 아래의 수학식 3에 따라 계산될 수 있다. On the other hand, the impedance of the capacitor C _inj of the compensation capacitor part included in the active EMI filter (100A) of the present invention can be calculated according to Equation 3 below.

다시 말하면, 수학식 3에서 커패시터(C_inj)의 실효 임피던스(Effective Impedacne)는 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.In other words, in Equation 3, the effective impedance of the capacitor (C _inj ) can be expressed as Equation 4.

수학식 3 또는 수학식 4에 따라, 본 발명의 보상 커패시터부(150A)에 포함된 커패시터(C_inj)에 대한 주파수에 따른 임피던스 변화는 제2 그래프(굵은 선)와 같이 도시될 수 있다. According to Equation 3 or Equation 4, the impedance change with frequency for the capacitor C _inj included in the compensation capacitor unit 150A of the present invention may be shown as a second graph (thick line).

구체적으로 수학식 4를 보면, N_senN_injA_v,amp 값은 능동 EMI 필터(100A)의 센싱 변압기(122A), 보상 변압기(140A) 및 증폭부(130A)의 설계에 따라 증가하거나 감소될 수 있으며, 주파수에 따라 다른 특성을 가질 수도 있다. 예를 들어 도 4를 참조하면, 주파수가 6MHz에서 가장 낮은 실효 임피던스를 가진다. Specifically, looking at Equation 4, the N _sen N _inj A _v,amp value may increase or decrease depending on the design of the sensing transformer (122A), compensation transformer (140A), and amplifier (130A) of the active EMI filter (100A). and may have different characteristics depending on the frequency. For example, referring to Figure 4, the lowest effective impedance is at a frequency of 6 MHz.

즉, 보상 커패시터부(150A)에 포함된 커패시터(C_inj)의 실효 임피던스가 감소하도록 설계함으로써, 대전류 경로(111A, 112A)로부터 보상 커패시터부(150A)로 제1 전류 또는 노이즈 전류가 흡수될 수 있다. 이와 관련하여 도 5에서 추가적으로 설명하기로 한다. That is, by designing the effective impedance of the capacitor C _inj included in the compensation capacitor unit 150A to decrease, the first current or noise current can be absorbed from the high current paths 111A and 112A to the compensation capacitor unit 150A. there is. In this regard, further explanation will be given in FIG. 5.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100A)상에서 제1 전류(I11, I12)의 흐름을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 5 is a diagram illustrating the flow of first currents I11 and I12 on the active EMI filter 100A according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 보상 커패시터부(150A)는 보상 커패시터를 통해 두 개의 대전류 경로(111A, 112A) 사이에 흐르는 전류(IL1)가 소정의 제1 전류 조건을 만족하도록 구성될 수 있다. 이때 소정의 제1 전류 조건은 전류(IL1)의 크기가 소정의 제1 임계 크기 미만인 조건일 수 있다.Referring to FIG. 5, the compensation capacitor unit 150A may be configured so that the current IL1 flowing between the two large current paths 111A and 112A through the compensation capacitor satisfies a predetermined first current condition. At this time, the predetermined first current condition may be a condition in which the size of the current IL1 is less than the predetermined first threshold size.

한편. 보상 커패시터부(150A)는 보상 커패시터를 통해 두 개의 대전류 경로(111A, 112A) 각각과 능동 EMI 필터(100A)의 기준전위(기준전위 1) 사이에 흐르는 전류(Il2)가 소정의 제2 조건을 만족하도록 구성될 수 있다. Meanwhile. The compensation capacitor unit 150A is configured such that the current Il2 flowing between each of the two large current paths 111A and 112A through the compensation capacitor and the reference potential (reference potential 1) of the active EMI filter 100A satisfies a predetermined second condition. It can be configured to be satisfactory.

구체적으로, 노드(d)에 인가되는 보상 전압은 -N_senN_injA_v,ampV_n일 수 있고, 이에 따라 보상 커패시터(C_inj)의 실효 임피던스는 1/(1+N_senN_injA_v,amp)배로 감소할 수 있다. Specifically, the compensation voltage applied to the node (d) may be -N _sen N _inj A _v,amp V _n , and accordingly, the effective impedance of the compensation capacitor (C _inj ) is 1/(1+N _sen N _inj A _{v, amp} ) can be reduced by two times.

두 개의 대전류 경로(111A, 112A)를 따라 흐르는 제1 전류(I11, I12) 또는 노이즈 전류는 능동 EMI 필터(100A)의 기준전위(기준전위 1)로 흐르도록 커패시터(C_inj)로 흡수 또는 유입될 수 있다. 즉, 커패시터(C_inj)의 실효 임피던스가 감소됨에 따라, 감소된 실효 임피던스에 대응하여 전류(Il2)는 증가할 수 있다. The first current (I11, I12) or noise current flowing along the two large current paths (111A, 112A) is absorbed or introduced into the capacitor (C _inj ) to flow to the reference potential (reference potential 1) of the active EMI filter (100A). It can be. That is, as the effective impedance of the capacitor C _inj decreases, the current Il2 may increase in response to the decreased effective impedance.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상술한 소정의 제2 전류 조건은 전류(IL2)의 크기가 소정의 제2 임계 크기 이상인 조건인 것일 수 있다. 이때, 전류(IL2)의 크기는 커패시터(C_inj)의 실효 임피던스의 크기에 따라 변할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100A)는 전류(Il2)가 제2 임계 크기 이상이 되도록 센싱 변압기(122A), 보상 변압기(140A) 및 증폭부(130A)가 설계될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the above-described second current condition may be a condition in which the magnitude of the current IL2 is greater than or equal to a predetermined second critical magnitude. At this time, the size of the current IL2 may vary depending on the size of the effective impedance of the capacitor C _inj . That is, in the active EMI filter (100A) according to an embodiment of the present invention, the sensing transformer (122A), the compensation transformer (140A), and the amplification unit (130A) may be designed so that the current (Il2) is greater than or equal to the second threshold size. there is.

상술한 실시예에 따르면, 보상 커패시터부(150A)를 따라 두 개의 대전류 경로(111A, 112A)로부터 제1 전류(I11, I22)가 유입됨에 따라, 제1 전류(I11, I22)가 제2 장치(200A)로 전달되는 것을 저감할 수 있다. According to the above-described embodiment, as the first currents I11 and I22 flow from the two large current paths 111A and 112A along the compensation capacitor unit 150A, the first currents I11 and I22 are transferred to the second device. (200A) can be reduced.

이로써 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100A)는 제1 장치(300A)와 연결되는 두 개의 대전류 경로(111A, 112A) 각각에 공통 모드로 입력되는 제1 전류(I11, I12)를 능동적으로 저감하여, 제2 장치(200A)의 오동작이나 파손을 방지할 수 있다.As a result, the active EMI filter (100A) according to an embodiment of the present invention transmits the first currents (I11, I12) input in common mode to each of the two large current paths (111A, 112A) connected to the first device (300A). By actively reducing it, malfunction or damage to the second device 200A can be prevented.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 VSCC 능동 EMI 필터(100A) 및 VSCC 능동 EMI 필터(100A)와 동일한 커패시턴스 값을 가지는 수동 EMI 필터의 노이즈 저감 성능을 비교한 시뮬레이션 그래프이다. Figure 6 is a simulation graph comparing the noise reduction performance of a VSCC active EMI filter (100A) and a passive EMI filter having the same capacitance value as the VSCC active EMI filter (100A) according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 그래프에서 가로축은 주파수를 나타내고, 세로축은 공통 모드(CM) 전도성 방출(CE)의 노이즈 레벨을 나타낸다. 실선은 EMI 노이즈 규격을 나타낸다. 즉, 실선(EMI 노이즈 규격)을 초과하는 경우, 제품 출하가 불가하다.Referring to FIG. 6, in the graph, the horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents the noise level of common mode (CM) conducted emission (CE). The solid line represents the EMI noise standard. In other words, if it exceeds the solid line (EMI noise standard), the product cannot be shipped.

상기 그래프에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 VSCC 능동 EMI 필터부(100A)를 사용한 경우의 노이즈 레벨은, 수동 EMI 필터를 사용한 경우에 비하여 EMI 노이즈 규격보다 안정적으로 낮게 나오는 것을 볼 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 VSCC 능동 EMI 필터부(100A)가 동작하는 경우, 10~30dB 의 추가적인 노이즈 저감이 나타나는 것으로 시뮬레이션에서 확인된다 As can be seen from the graph, the noise level when using the VSCC active EMI filter unit (100A) of the present invention is stably lower than the EMI noise standard compared to when using a passive EMI filter. Specifically, it is confirmed in simulation that when the VSCC active EMI filter unit (100A) of the present invention operates, an additional noise reduction of 10 to 30 dB occurs.

따라서, VSCC 능동 EMI 필터부(100A)는, 수동 EMI 필터에 비해 더 좋은 노이즈 저감 성능을 가지면서 면적과 무게를 감소시킬 수 있다.Therefore, the VSCC active EMI filter unit 100A can reduce area and weight while having better noise reduction performance compared to the passive EMI filter.

도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이하에서는 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 내용과 중복되는 내용의 설명은 생략한다.Figure 7 is a diagram schematically showing the configuration of an active EMI filter (100B) according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, descriptions of content that overlaps with the content described with reference to FIGS. 1 to 6 will be omitted.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)는 제1 장치(300B)와 연결되는 대전류 경로(111B, 112B, 113B) 각각에 공통 모드로 입력되는 제1 전류(I11, I12, I13)를 능동적으로 저감 또는 보상할 수 있다. The active EMI filter (100B) according to another embodiment of the present invention is a first current (I11, I12, I13) input in common mode to each of the high current paths (111B, 112B, and 113B) connected to the first device (300B). ) can be actively reduced or compensated.

이를 위해 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)는 세 개의 대전류 경로(111B, 112B, 113B), 센싱 변압기(120B), 증폭부(130B), 보상 변압기(140B), 보상 커패시터부(150B)를 포함할 수 있다.To this end, the active EMI filter (100B) according to another embodiment of the present invention includes three high current paths (111B, 112B, 113B), a sensing transformer (120B), an amplifier (130B), a compensation transformer (140B), and a compensation capacitor. It may include a unit 150B.

도 2 내지 도 6에서 설명한 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100A)와 대비하여 살펴보면, 도 7에 도시된 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)는 세 개의 대전류 경로(111B, 112B, 113B)를 포함하고, 이에 따라 센싱 커패시터(121B) 및 보상 커패시터부(150B)의 차이점이 있다. 따라서 이하에서는 상술한 차이점을 중심으로 능동 EMI 필터(100B)에 대해 설명한다. In contrast to the active EMI filter 100A according to the embodiment described in FIGS. 2 to 6, the active EMI filter 100B according to the embodiment shown in FIG. 7 has three high current paths 111B, 112B, and 113B. It includes, and accordingly, there is a difference between the sensing capacitor 121B and the compensation capacitor unit 150B. Therefore, the following will describe the active EMI filter (100B) focusing on the above-mentioned differences.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)는 서로 구분되는 제1 대전류 경로(111B), 제2 대전류 경로(112B) 및 제3 대전류 경로(113B)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 대전류 경로(111B)는 R상, 상기 제2 대전류 경로(112B)는 S상, 상기 제3 대전류 경로(113B)는 T상의 전력선일 수 있다. 제1 전류(I11, I12, I13)는 제1 대전류 경로(111B), 제2 대전류 경로(112B) 및 제3 대전류 경로(113B) 각각에 공통 모드로 입력될 수 있다.The active EMI filter 100B according to another embodiment of the present invention may include a first large current path 111B, a second large current path 112B, and a third large current path 113B that are distinct from each other. According to one embodiment, the first high-current path 111B may be an R-phase power line, the second high-current path 112B may be an S-phase power line, and the third high-current path 113B may be a T-phase power line. The first currents I11, I12, and I13 may be input in a common mode to each of the first large current path 111B, the second large current path 112B, and the third large current path 113B.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 센싱 커패시터(121B)는 제1 대전류 경로(111B), 제2 대전류 경로(112B) 및 제3 대전류 경로(113B) 각각에 연결되어 제1 전류에 대응하는 노이즈 전압을 감지할 수 있다. 제1 전류(I11, I12, I13)에 대응하는 노이즈 전압을 감지하는 과정은 이미 설명하였으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The sensing capacitor 121B according to another embodiment of the present invention is connected to each of the first large current path 111B, the second large current path 112B, and the third large current path 113B to generate a noise voltage corresponding to the first current. can be detected. Since the process of detecting the noise voltage corresponding to the first currents I11, I12, and I13 has already been described, detailed description thereof will be omitted.

한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 보상 커패시터부(150B)는 제1 전류(I11, I12, I13) 중 보상 변압기(140B)에 의해 생성된 보상 전압에 대응하는 적어도 일부의 전류가 흡수되어 흐르는 경로를 제공할 수 있다.Meanwhile, the compensation capacitor unit 150B according to another embodiment of the present invention absorbs at least a portion of the current corresponding to the compensation voltage generated by the compensation transformer 140B among the first currents I11, I12, and I13. A flowing path can be provided.

이와 같은 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)는 3상 3선의 전력 시스템의 부하에서 전원으로 이동하는 제1 전류(I11, I12, I13)를 저감시키기 위해(또는 차단하기 위해)사용될 수 있다.The active EMI filter 100B according to this embodiment can be used to reduce (or block) the first currents (I11, I12, and I13) moving from the load to the power source of a three-phase, three-wire power system.

도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100C)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이하에서는 도 1 내지 도 7를 참조하여 설명한 내용과 중복되는 내용의 설명은 생략한다.Figure 8 is a diagram schematically showing the configuration of an active EMI filter (100C) according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, descriptions of content that overlaps with the content described with reference to FIGS. 1 to 7 will be omitted.

실시예에 따른 능동 EMI 필터(100C)는 제1 장치(300C)와 연결되는 대전류 경로(111C, 112C, 113C, 114C) 각각에 공통 모드로 입력되는 제1 전류(I11, I12, I13, I14)를 능동적으로 저감 또는 보상할 수 있다. The active EMI filter (100C) according to the embodiment is a first current (I11, I12, I13, I14) input in common mode to each of the high current paths (111C, 112C, 113C, and 114C) connected to the first device (300C). can be actively reduced or compensated for.

이를 위해 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100C)는 네 개의 대전류 경로(111C, 112C, 113C, 114C), 센싱 변압기(120C), 증폭부(130C), 보상 변압기(140C), 보상 커패시터부(150C)를 포함할 수 있다.To this end, the active EMI filter (100C) according to the embodiment includes four high current paths (111C, 112C, 113C, 114C), a sensing transformer (120C), an amplifier (130C), a compensation transformer (140C), and a compensation capacitor unit (150C). ) may include.

도 2 내지 도 6에서 설명한 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100A) 및 도 7에서 설명한 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)와 대비하여 살펴보면, 도 8에 도시된 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100C)는 네 개의 대전류 경로(111C, 112C, 113C, 114C)를 포함하고, 이에 따라 센싱 커패시터(121C) 및 보상 커패시터부(150C)부 상의 차이점이 있다. 따라서 이하에서는 상술한 차이점을 중심으로 능동 EMI 필터(100C)에 대해 설명한다. In contrast to the active EMI filter 100A according to the embodiment described in FIGS. 2 to 6 and the active EMI filter 100B according to the embodiment described in FIG. 7, the active EMI filter according to the embodiment shown in FIG. 8 ( 100C) includes four large current paths (111C, 112C, 113C, 114C), and accordingly, there is a difference in the sensing capacitor (121C) and compensation capacitor portion (150C). Therefore, the following will describe the active EMI filter (100C) focusing on the above-mentioned differences.

먼저 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100C)는 서로 구분되는 제1 대전류 경로(111C), 제2 대전류 경로(112C), 제3 대전류 경로(113C) 및 제4 대전류 경로(114C)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 대전류 경로(111C)는 R상, 상기 제2 대전류 경로(112C)는 S상, 상기 제3 대전류 경로(113C는 T상, 상기 제4 대전류 경로(114C)는 N상의 전력선일 수 있다. 제1 전류(I11, I12, I13, I14)는 제1 대전류 경로(111C), 제2 대전류 경로(112C), 제3 대전류 경로(113C) 및 제4 대전류 경로(114C) 각각에 공통 모드로 입력될 수 있다.First, the active EMI filter (100C) according to the embodiment may include a first large current path (111C), a second large current path (112C), a third large current path (113C), and a fourth large current path (114C) that are distinct from each other. there is. According to one embodiment, the first large current path (111C) is the R phase, the second large current path (112C) is the S phase, the third large current path (113C) is the T phase, and the fourth large current path (114C) is the It may be an N-phase power line. The first currents (I11, I12, I13, I14) include the first large current path (111C), the second large current path (112C), the third large current path (113C), and the fourth large current path (114C). ) can be input to each in common mode.

실시예에 따른 센싱 커패시터(121C)는 제1 대전류 경로(111C), 제2 대전류 경로(112C), 제3 대전류 경로(113C) 및 제4 대전류 경로(114C) 각각에 연결되어 제1 전류(I11, I12, I13, I14)에 대응하는 노이즈 전압을 감지할 수 있다. 제1 전류(I11, I12, I13, I14)에 대응하는 노이즈 전압을 감지하는 과정은 이미 설명하였으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The sensing capacitor 121C according to the embodiment is connected to each of the first large current path 111C, the second large current path 112C, the third large current path 113C, and the fourth large current path 114C to generate the first current I11. , I12, I13, I14) can be detected. Since the process of detecting the noise voltage corresponding to the first current (I11, I12, I13, I14) has already been described, detailed description thereof will be omitted.

한편, 실시예에 따른 보상 커패시터부(150C)는 제1 전류(I11, I12, I13) 중 보상 변압기(140C)에 의해 생성된 보상 전압에 대응하는 적어도 일부의 전류가 흡수되어 흐르는 경로를 제공할 수 있다.Meanwhile, the compensation capacitor unit 150C according to the embodiment absorbs and provides a path through which at least a portion of the current corresponding to the compensation voltage generated by the compensation transformer 140C among the first currents I11, I12, and I13 flows. You can.

이와 같은 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100C)는 3상 4선의 전력 시스템의 부하에서 전원으로 이동하는 제1 전류(I11, I12, I13, I14)를 저감시키기 위해(또는 차단하기 위해)사용될 수 있다.The active EMI filter (100C) according to this embodiment can be used to reduce (or block) the first current (I11, I12, I13, I14) moving from the load to the power source in a three-phase, four-wire power system. there is.

도 9는 도 7에 도시된 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)가 사용되는 시스템의 구성을 구략적으로 도시한 도면이다.FIG. 9 is a diagram schematically showing the configuration of a system in which the active EMI filter 100B according to the embodiment shown in FIG. 7 is used.

실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)는 제2 장치(200B)와 제1 장치(300B)를 연결하는 대전류 경로 상에서 하나 이상의 다른 보상 장치(500)와 사용될 수 있다. The active EMI filter 100B according to the embodiment may be used with one or more other compensation devices 500 on a high current path connecting the second device 200B and the first device 300B.

가령 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)는 공통 모드(Common Mode)로 입력되는 제1 전류를 보상하는 보상 장치 1(510)과 함께 사용될 수 있다. 이때 보상 장치 1(510)은 능동 EMI 필터(100B)와 유사하게 능동 소자로 구현될 수도 있고, 수동 소자로만 구현될 수도 있다.For example, the active EMI filter 100B according to the embodiment may be used together with compensation device 1 (510) that compensates for the first current input in common mode. At this time, compensation device 1 510 may be implemented as an active element similar to the active EMI filter 100B, or may be implemented only as a passive element.

또한, 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)는 차동 모드(Differential Mode)로 입력되는 제3 전류를 보상하는 보상 장치 2(520)과 함께 사용될 수도 있다. 이때 보상 장치 2(520) 또한 능동 소자로 구현될 수도 있고, 수동 소자로만 구현될 수도 있다.Additionally, the active EMI filter 100B according to the embodiment may be used together with compensation device 2 520 that compensates for the third current input in differential mode. At this time, compensation device 2 (520) may also be implemented as an active element or may be implemented only as a passive element.

한편 도 9에서 설명하는 보상 장치(500)의 종류나 수량, 배치 순서는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 시스템의 설계에 따라 다양한 수량과 종류의 보상 장치가 시스템에 더 포함될 수 있다. 또한, 선택적으로 도 9에 도시된 실시예는 본 명세서의 다른 모든 실시예들에도 동일하게 적용될 수 있다.Meanwhile, the type, quantity, and arrangement order of the compensation device 500 described in FIG. 9 are exemplary and the spirit of the present invention is not limited thereto. Therefore, depending on the design of the system, various quantities and types of compensation devices may be further included in the system. Additionally, alternatively, the embodiment shown in FIG. 9 may be equally applied to all other embodiments of the present specification.

또한, 도 9의 보상 장치(500)는 전류를 보상하는 것뿐만 아니라, 능동 EMI 필터(100B)와 같이 제2 장치(200B)로 흐르는 노이즈를 저감하기 위한 장치일 수 있음은 물론이다. In addition, of course, the compensation device 500 of FIG. 9 may be a device for compensating current as well as reducing noise flowing into the second device 200B, like the active EMI filter 100B.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.The specific implementations described in the present invention are examples and do not limit the scope of the present invention in any way. For the sake of brevity of the specification, descriptions of conventional electronic components, control systems, software, and other functional aspects of the systems may be omitted. In addition, the connections or connection members of lines between components shown in the drawings exemplify functional connections and/or physical or circuit connections, and in actual devices, various functional connections or physical connections may be replaced or added. Can be represented as connections, or circuit connections. Additionally, if there is no specific mention such as “essential,” “important,” etc., it may not be a necessary component for the application of the present invention.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and the scope of the patent claims described below as well as all scopes equivalent to or equivalently changed from the scope of the claims are within the scope of the spirit of the present invention. It will be said to belong to

100: 능동 EMI 필터
111, 112: 대전류 경로
120: 센싱부
130: 증폭부
140: 보상부
150: 보상 커패시터부
200: 제2 장치
300: 제1 장치100: Active EMI filter
111, 112: High current path
120: Sensing unit
130: Amplification unit
140: Compensation unit
150: Compensation capacitor unit
200: second device
300: first device

Claims

In the active EMI (Electro Magnetic Interference) filter that actively reduces the first current input in common mode to each of at least two large current paths connected to the first device,
A sensing capacitor unit that generates a noise voltage corresponding to the first current on the high current path, a primary side connected to the sensing capacitor unit, and a sensing voltage based on the noise voltage applied to the primary side. A sensing unit including a sensing transformer formed on a secondary side;
an amplification unit that amplifies the sensing voltage to generate an amplified voltage;
a compensation transformer consisting of a first side electrically connected to the amplification unit and a second side that outputs a compensation voltage based on the amplified amplification voltage; and
a compensation capacitor unit absorbing at least a portion of the first current from each of the at least two large current paths based on the compensation voltage;
Including,
The compensation capacitor part
Includes at least two compensation capacitors,
First ends of the at least two compensation capacitors are connected to each of the at least two high current paths, and second ends of the at least two compensation capacitors are connected to the secondary side of the compensation transformer,
The at least two compensation capacitors have an effective impedance reduced based on the compensation voltage, and absorb a portion of the first current corresponding to the effective impedance from each of the at least two high current paths.

According to paragraph 1,
If the transformation ratio of the sensing transformer is 1:N _sen , the transformation ratio of the compensation transformer is 1:N _inj , the amplification unit includes an inverting amplifier, the closed-loop voltage gain is A _v,amp , and the noise voltage is V _n . ,
The compensation voltage is -N _sen N _inj A _v,amp V _n , and the value of the effective impedance of the compensation capacitor is reduced by a factor of 1/(1+N _sen N _inj A _v,amp ).

According to paragraph 2,
As the effective impedance decreases, the current flowing between each of the at least two high current paths and the first reference potential of the active EMI filter increases.

According to paragraph 3,
An active EMI filter, wherein the primary side of the compensation transformer, the amplifier, and the secondary side of the sensing transformer are connected to a second reference potential that is distinct from the first reference potential.

According to paragraph 1,
The amplifying unit includes an OP-AMP, and the OP-AMP receives power through a third device that is distinct from the first device.