KR20080066254A - 전자파 개선을 위한 인쇄회로기판의 회로 패턴 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자파 개선을 위한 인쇄회로기판의 회로 패턴에 관한 것이다.

본 발명은 트랜스포머의 1차 측에 마련되는 회로를 통해서 트랜스포머의 2차 측으로 에너지를 전달하도록 회로가 설계되는 인쇄회로기판의 회로 패턴에 있어서, 전하의 흐름 경로 중, 트랜스포머의 1차 측 GND(그라운드)패턴라인과 2차 측 GND패턴라인을 분리시켜서 된 것이다.

본 발명은 트랜스포머의 1차 측 GND패턴라인과 2차 측 GND패턴라인을 분리시켜, 전자파 개선을 위해 쓰이는 Y-Cap 용량을 높이지 않고도, 분할된 개별 회로간에 전하의 흐름을 차단하여 전자파의 유입을 차단함으로써, 인쇄회로기판에 설계된 회로의 안정적인 동작을 유도하는 효과를 얻는다.

Description

전자파 개선을 위한 인쇄회로기판의 회로 패턴{CIRCUIT PATTERN OF PRINTED CIRCUIT BOARD FOR ELECTRO MAGNETIC INTERFERENCE IMPROVEMENT}

도 1은 본 발명이 적용되는 트랜스포머가 포함된 전기회로의 예시도.

도 2는 본 발명인 인쇄회로기판의 회로 패턴의 일 실시예시도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 회로 패턴의 일 실시예시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10 : 인쇄회로기판

11 : 1차 측 GND패턴라인

12 : 2차 측 GND패턴라인

13 : 분산경로

본 발명은 전자파 개선을 위한 인쇄회로기판의 회로 패턴에 관한 것이다.

일반적으로, 전자파(이하 EMI라 함.)라 함은 불필요한 전자기 신호 또는 전자기 잡음이 다른 기기나 시스템의 동작에 장애를 일으키는 것을 말하며, 전자파간섭이라고도 한다. 주로 전자파가 다른 기기의 작동에 장애를 일으키는 것을 말하며 인체에 미치는 영향에 대해서는 아직 연구가 진행 중이다.

EMI장애의 대표적인 예로는 가정에서 텔레비전을 보고 있을 때 전기면도기를 사용하면 화면 상태가 나빠지는 경우를 들 수 있다.

오늘날 정보통신산업의 발달, 특히 인터넷의 확산과 휴대전화의 대량 보급으로, 때와 장소를 가리지 않고 전자파가 방사되면서 전자파로 인한 각종 장애 사례가 늘고 있으며, 이에 따라 전자파를 차단시키는 각종 제품이 개발되고 있다.

상기와 같은 EMI는 불리는 EMI는 전원선을 타고 나가는 전도성분(CE: 150kHz~30MHz)과 공중으로 나가는 방사성분(RE: 30MHz~1GHz)으로 나뉘는데, 이중 특히, 전도성분 중 접지선을 포함한 입력 3단자에 흐르는 전류를 분석해보면, 동작전류 IOP에 두 가지 노이즈 전류가 중첩돼서 흐른다. 이러한 두 가지 종류의 노이즈 전류를 각각 공통모드(common-mode: CM) 노이즈 전류 ICM과 차동모드(differential-mode: DM) 노이즈 전류 IDM이라고 한다.

여기서, 차동모드는 다른 용어로 노멀모드(normal-mode)라고도 하며, 이러한 두 전류가 결합되어 전체 노이즈 전류가 되는데 이 노이즈 전류는 LISN(Line Impedance Stabilization Network: 의사 전원 회로망)을 통해서 전압으로 검출되고 각 규제에서 제시하는 한계선(limit line)을 넘으면 안 된다.

상기 EMI는 노이즈이며, 이러한 노이즈 발생원 대책에는 스위칭 회로에 스너버의 사용이나 게이트 드라이버 개선 등의 방법이 있는데 이러한 방법에 의해서는 주로 전도성분 중 10MHz 이상의 고주파 영역과 방사성분을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.

또 다른 노이즈 발생원 대책으로 PCB 및 각 부품의 배치에 관련된 사항과 기생 커패시터를 줄이고 경로를 바꿔주는 것이다. 종래에는 방열판과 트랜스포머의 Faraday Shield, 스위치의 재배치, 트랜스포머의 권선 방법 개선 등 많은 것들을 제시하고 있으나, 이 중 가장 중요한 것이 접지방법이다. 즉, 충분히 노이즈 전류를 빼줄 수 있는 섀시 접지를 확보하고 노이즈 전류가 잘 빠지도록 접지를 시키는 것이 가장 바람직하다.

또한, 접지 이전에 인쇄회로기판의 회로 상에서 분할된 개별 회로 간에 EMI 간섭을 최소화 내지는 방지하는 것이 요구되고 있다. 즉, 인쇄회로기판의 그라운드(Ground)는 유효신호의 귀로인 동시에 노이즈에 대해서도 전류 귀로로 되기 때문에 Ground의 임피던스가 크게 되면, 노이즈 전류에 의해 Ground내에 전위차가 발생하고, Ground가 안테나가 되어 노이즈를 공간에 방사하게 되는데, 이러한, 노이즈의 제거방법으로는 콘덴서 소자를 내장한 EMI Filter를 사용하여 노이즈를 제거하는 것이 있지만, Ground가 노이즈의 환류귀로로써 사용되기 때문에 Ground에 임피 던스가 있으면 노이즈를 By-pass하는 것이 충분하게 되지 않고, EMI Filter의 효과도 떨어지게 되는 문제점을 일으킨다.

한편, 이상적인 전자기기의 Ground라는 것은 Ground 도체의 전체 Point 간의 임피던스가 Zero의 전위차가 되는 것을 의미하나, 실제의 전자기기내의 Ground내에는 약간의 저항과 인덕턴스가 존재하고 있어서 노이즈의 Return 전류가 흐르게 되어 전위차가 생기고, 안테나가 되어 노이즈를 공간으로 방사시킨다. 이와 같이, 상기 EMI 필터로 분리된 노이즈 성분이 노이즈의 발생원으로 귀로되는데 있어서, Ground의 임피던스는 Return 전류를 억제하는 작용을 하여 노이즈의 제거효과를 저해시키는 문제점이 있었다.

최근에는 회로의 안전에 직접적인 영향을 주는 부분인 전기적인 1차회로와 2차회로 사이에 XㅇY축전기(캐패시터)를 배치 설계하여 순간적인 과전압 또는 과전류에 의한 전기적인 충격을 방지하도록 하는데, 이때, XㅇY축전기(커패시터)의 용량이 변경되는 경우에는 노이즈 발생으로 인한 전자파에 영향을 미치므로, 기본모델로서 안전인증을 받아야 하며, 회로에 따라 일정 용량 이상을 확보하여야 하며, 이는 회로의 동작에 오히려 역효과를 주는 문제점이 있었다.

본 발명은 인쇄회로기판에 설계된 회로의 안정적인 동작을 유도하는 EMI 개선을 위한 인쇄회로기판의 회로 패턴을 제공한다.

본 발명은 트랜스포머의 1차 측에 마련된 회로를 통해서 트랜스포머의 2차 측으로 에너지를 전달하도록 회로가 설계되는 인쇄회로기판의 회로 패턴에 있어서, 전하의 흐름 경로 중, 트랜스포머의 1차 측 GND패턴라인과 2차 측 GND패턴라인을 분리시켜서 된 것이다.

이와 같이 된 본 발명은 트랜스포머의 1차 측 GND패턴라인과 2차 측 GND패턴라인을 분리시켜, 전자파 개선을 위해 쓰이는 Y-Cap(Live/Neutral Line과 접지 Line에 연결) 용량을 높이지 않고도, 분할된 개별 회로간에 전하의 흐름을 차단하여 전자파의 유입을 차단할 수 있다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 아래와 같다.

도 1은 본 발명이 적용되는 트랜스포머가 포함된 전기회로의 예시도이고, 도 2는 본 발명인 인쇄회로기판의 회로 패턴의 일 실시예시도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 회로 패턴의 일 실시예시도이다.

먼저, 본 발명은 첨부 도면 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 트랜스포머의 1차 측에 마련된 회로를 통해서 트랜스포머의 2차 측으로 에너지를 전달하도록 회로가 설계되는 인쇄회로기판의 회로 패턴(10)에 있어서, 전하의 흐름 경로 중, 트랜스포머(T)의 1차 측 GND패턴라인(11)과 2차 측 GND패턴라인(12)을 분리시켜서 된 것이다.

여기서, 본 발명 중 전술한 트랜스포머(T)의 1차 측 GND패턴라인(11)과 2차 측 GND패턴라인(12)의 분리된 부분은 각각 접지된다.

한편, 본 발명 중 전술한 상기 트랜스포머(T)의 1차 측에 마련되는 회로는 입력 전원을 스위칭하면서 제어하는 전력 반도체 소자를 갖는 스위칭회로를 포함한 인버터회로일 수 있으며, 트랜스포머(T)의 2차 측에 마련되는 회로는 인버터의 제어 동작에 의해 점등되는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL)와 같은 램프 부품을 포함한 램프 점등회로일 수 있다.

한편, 상기 1차 측 GND패턴라인(11)과 2차 측 GND패턴라인(12)은 연결 라인의 분리는 단선을 통해 이루어질 수 있다.

이와 같이 되면, 1차 측 회로에서 발생된 노이즈 또는 2차 측 회로에서 발생된 노이즈 또는 1차 측 회로와 2차 측 회로 사이에서 순간적으로 과전압 또는 과전류에 의한 전기적인 충격이 발생되더라도, 상호 회로에 노이즈 또는 전기적 충격이 도전되지 않게 되어, 각각의 회로가 안정적으로 동작한다.

이때, 상기 1차 측 GND패턴라인(11)과 2차 측 GND패턴라인(12)의 단선된 단부는 첨부 도면 도 3에 도시된 바와 같이, 전하의 흐름을 분산시키는 분산경로(13)가 형성될 수 도 있다. 여기서, 상기 분산경로(13)는 메쉬일 수 도 있고, 다수개의 통공일 수 있다.

이와 같이 되면, 상기 1차 측 GND패턴라인(11)과 2차 측 GND패턴라인(12)으로 전류(I)가 흘러 들어가면, 상기 분산경로(13)를 중심으로 전류는 나누어지고, 분산된 전류의 방향은 서로 교차하게 된다. 즉, 상기 분산경로(13)의 주위에 생성된 자기장의 방향은 서로 반대가 되고, 인쇄회로기판(10)의 주위에 유기되는 기전 력은 서로 상쇄된다.

여기서, 상기 분산경로(13)의 간격은 전류가 저주파 대역일 경우에는 넓게 형성하고, 고주파 대역일 경우에는 저주파일 때보다 상대적으로 좁게 형성할 수 있다. 이때, 저주파 대역일 경우, 분산경로(13)의 간격은 예컨대, 2.5mm를 초과할 수 있고, 고주파 대역일 경우, 2.5mm 미만일 수 있으며, 그 한계는 회로 전체에 흐르는 전류의 량에 따라 설계 가능하다.

또한, 상기 1차 측 GND패턴라인(11)과 2차 측 GND패턴라인(12)의 단선된 단부는 각각 점차 확장시켜서 될 수 도 있다.

이와 같이, 상기 각각의 GND패턴라인(11)(12)의 임피던스를 조절하여 흐르는 전류를 감쇄시킬 수 있으며, 1차 측 GND패턴라인(11)과 2차 측 GND패턴라인(12)의 단선된 단부를 각각 점차 감축시켜서 필요하다면, 발생된 EMI를 외부로 방사시킬 수 도 있으며, 별도의 수신 장치를 이용하여 유입 접지부로 배출시킬 수 도 있다.

이와 같이 되는 본 발명은 종래와 같이, X/Y-CAP(커패시터)를 회로에 배치 설계하여, 회로의 안전에 직접적인 영향을 주는 부분인 전기적인 1차 회로와 2차회로 사이에서 순간적인 과전압 또는 과전류에 의한 전기적인 충격을 방지하도록 함에 있어서도, 단락 시에 감전의 위험이 있는 곳에 적용하는 것으로, 통상 충전부와 접지 사이에 설치되는 Y-CAP의 용량을 높이지 않고도, EMI를 개선할 수 있게 된다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.

오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

본 발명은 트랜스포머의 1차 측 GND패턴라인과 2차 측 GND패턴라인을 분리시켜, 전자파 개선을 위해 쓰이는 Y-Cap 용량을 높이지 않고도, 분할된 개별 회로간에 전하의 흐름을 차단하여 전자파의 유입을 차단함으로써, 인쇄회로기판에 설계된 회로의 안정적인 동작을 유도하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 트랜스포머의 1차 측에 마련된 회로를 통해서 트랜스포머의 2차 측으로 에너지를 전달하도록 회로가 설계되는 인쇄회로기판의 회로 패턴에 있어서,

   전하의 흐름 경로 중, 트랜스포머의 1차 측 GND패턴라인과 2차 측 GND패턴라인을 분리시켜서 된 전자파 개선을 위한 인쇄회로기판의 회로 패턴.
2. 제 1항에 있어서, 상기 1차 측 GND패턴라인과 2차 측 GND패턴라인은 연결 라인의 분리는 단선을 통해 이루어진 전자파 개선을 위한 인쇄회로기판의 회로 패턴.
3. 제 2항에 있어서, 상기 1차 측 GND패턴라인과 2차 측 GND패턴라인의 단선된 단부는 전하의 흐름을 분산시키는 분산경로가 형성되어서 이루어진 전자파 개선을 위한 인쇄회로기판의 회로 패턴.
4. 제 3항에 있어서, 상기 분산경로는 메쉬로 이루어진 전자파 개선을 위한 인쇄회로기판의 회로 패턴.
5. 제 3항에 있어서, 상기 분산경로(13)는 다수개의 통공으로 이루어진 전자파 개선을 위한 인쇄회로기판의 회로 패턴.

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