저주파는 차동 모드와 공통 모드 필터링의 두 부분으로 구성됩니다.

차동 모드 필터링은 전류 복귀 라인의 전력 라인에서 노이즈를 줄이려고 합니다.

이는 해당 전력선의 노이즈가 쉘과 리턴 라인에 존재함을 의미합니다. 따라서 필터링의 목적은 쉘을 떠나기 전에 루프로 전환하여 반환되어 측정할 수 없도록 하는 것입니다. 전원라인에 인덕터를 설치하여 전원이 나가는 것을 차단하고, 전원공급장치와 리턴라인 사이에 캐패시터를 설치하여 노이즈가 있는 저임피던스 채널을 제공합니다. 일반적으로 상용 테스트에는 LISN(Line Impedance Stabilization Network)이 사용됩니다. 테스트된 전원 공급 장치는 인덕터와 커패시터를 통해 LISN에 연결되어 50Ω 소스 임피던스를 제공합니다.

때로는 노이즈가 너무 작아서 인덕턴스가 필요하지 않을 수도 있습니다. 커패시터와 50Ω 저항기는 대부분의 잡음을 전달하기에 충분한 전압 분배기 경로를 형성합니다. 이 회로가 작동하려면 커패시터의 ESR이 제한되어야 합니다. 다층 커패시터와 금속화 플라스틱 커패시터를 사용해 보십시오.

숫자 값 선택

차동 모드 필터링은 다음 회로에 표시됩니다.

2차 LC 회로로 구성됩니다. 측정 결과에 따르면 필터링 전 잡음 스펙트럼을 알 수 있으며, 동시에 설계할 40차 필터가 XNUMXdB/Dec에서 잡음을 감쇠시키는 것을 알 수 있다. 필터의 전환점을 결정하는 시작점입니다.

먼저 가장 낮은 주파수 차동 모드 구성요소를 찾습니다. 예를 들어 20kHz에서 100dB입니다. 그러면 해당 별 주파수는 100kHz/ 10 = 30kHz입니다(두 극의 제곱근 때문에).

이제 30dB/Dec의 기울기로 노이즈 상단(40kHz)에 직선을 그립니다. 다른 피크 포인트가 없는 경우 필터의 공진 주파수는 30kHz입니다. LC 매개변수를 선택합니다. LC 매개변수에는 다양한 선택이 있으며, 인덕터의 가격은 커패시터의 가격보다 비싸며 선택에 따라 가격과 손실이 결정됩니다.

공통 모드 필터링

공통 모드 필터는 선택할 유형이 적기 때문에 차동 모드 필터보다 설계가 더 쉽습니다.
공통 모드 필터:공통 모드 커패시턴스(비즈니스에서는 Y 커패시턴스라고 함) X는 차동 모드 커패시턴스)+공통 모드 초크입니다.

아래 그림과 같이 :

공통 모드 커패시터는 라인을 접지로 분류하는 반면, 공통 모드 초크는 균형 잡힌 임피던스를 제공합니다. 즉, 소스와 리턴 라인에 동일한 임피던스를 제공하고 공통 모드 잡음에 대해 높은 임피던스 경로를 제공합니다. . 차동 모드 인덕턴스의 경우 0입니다.

수치선택

공통 모드 차동 모드 선택 요소와 달리 여기서 커패시터는 인덕터보다 더 비쌉니다.두 가지 이유가 있습니다:

1.커패시터 접지는 3kV 전압에서도 순간적으로 6kV를 견딜 수 있어야 하므로 부피가 매우 크다. 또한 흐르는 전류 값에 대한 엄격한 안전 제한이 있는데, 이는 공통 모드 커패시터에 적용할 수 있는 최대값(일반적으로 수 나노패럿)을 제한합니다.

그러므로,최대 허용 정전용량을 선택하고 이전에 결정된 것과 동일한 기술을 적용합니다. LC의 경우 동일한 단계를 사용하여 인덕턴스 값을 결정합니다. 큰 공통 모드 초크 값을 계산하는 경우 당황하지 마십시오. 공통 모드 초크의 두 코일에는 동일한 전류가 흐르지만 순 전류는 없는 것 같습니다. 포화 없이 회전이 많습니다.

2.필요한 인덕턴스를 계산할 때 공통 모드 커패시터 2개를 병렬로 연결하고(값이 2배가 됨) 공통 모드 초크 코일 2개를 직렬로 연결합니다.

따라서,2배의 회전과 4배의 인덕턴스를 얻습니다. 이를 통해 소음을 8배 더 억제할 수 있습니다. 커패시턴스는 9.4nF, 인덕턴스는 4mH, 차단 주파수는 26kHz이다.

커패시턴스 및 제한

이에 상응하는 커패시턴스의 주파수 제한이 있어 EMI 필터링에 적용이 제한됩니다. 전해 커패시터는 상당한 ESR을 갖고 있는데, 이는 RC 주파수 이상에서는 저항성으로 간주되어 더 이상 극이 아니라는 의미입니다.

예를 들어 커패시턴스 = 100μf ESR = 100mΩ이며 16kHz의 주파수에서 저항성이 있게 됩니다. 더 이상 EMI 제어에 사용되지 않습니다.

실제로 EMI 필터링에는 세라믹이나 플라스틱 커패시터가 자주 사용됩니다.

또한 리드 인덕턴스로 인해 제한됩니다.

1μF 커패시터는 1MHz 미만에서만 유효합니다.

1MHz 이상에서는 10nF 커패시터로 100MHz에 도달할 수 있습니다.

잡음을 억제하기 위해 1μF, 100nF 및 10nF를 병렬로 사용할 수 있습니다.

인덕턴스에도 제한이 있습니다(코일 저항은 전력 손실에는 좋지 않지만 잡음 억제에는 뚜렷한 영향을 미치지 않습니다).

가장 중요한 제한은 인덕터와 병렬로 연결될 수 있는 분산 커패시턴스입니다. 특정 주파수 이상에서는 용량성 리액턴스가 유도성 리액턴스보다 낮고, 이 주파수 이상에서는 인덕턴스가 더 이상 잡음을 차단하지 않습니다.

예: 1mH의 정전용량이 100pF라고 가정합니다. 그러면 유도 임피던스는 약 500kHz 이상에서 증가하는 것을 멈추고 실제로 감소합니다. 물론 인덕턴스가 작을수록 분산 커패시턴스는 작아지고 차단 주파수는 높아집니다.

인덕턴스를 높이기 위해 인덕터 2개를 직렬로 연결하고, 정전용량을 줄이기 위해 커패시터를 직렬로 연결하기 때문에 대형 인덕터 1개 대신 인덕터 2개를 직렬로 연결할 수 있지만 실제로는 결코 그렇게 하지 않는다.배리스터에는 용량이 있습니다. 많은 설계자들은 전력망의 과도 전압을 흡수하기 위해 배리스터가 필요합니다.배리스터는 용량이 작아 필터링의 일부로 사용할 수 있어 예상치 못한 이득을 얻을 수 있습니다.참고: 소스와 리턴 라인 사이에 배리스터를 접지에 추가하십시오. 배리스터에도 누설 전류가 있으므로 이에 따라 Y 정전 용량을 줄여야 합니다.

하나의 자기 코어가 있는 두 개의 인덕터: 공통 모드 및 차동 모드 인덕터로 비용과 부피를 절약합니다.그러나 설계 시 주의해야 할 점은 공통 모드 초크를 한쪽에 47바퀴 감고 소스 라인의 다른 쪽을 한 바퀴 더 감는 것입니다.이 인덕터는 여전히 공통 모드 초크이지만 현재는 (48 2 -47 2 )AL의 인덕턴스를 갖는 직렬 인덕터가 있는데, 이는 이러한 자기 코어에 XNUMX회 감는 것보다 훨씬 큽니다. 그러나 자기 코어의 합성 자기장은 0이 아니므로 최대 전류에서 자기 코어가 포화되지 않도록 주의해야 합니다.

100dB 감쇠가 가능합니까?

저주파 필터는 2극 필터만 사용하므로 고차 필터링을 위해 커패시터나 인덕터를 하나 더 추가하거나 인덕터와 커패시터를 하나 더 추가할 필요가 없습니다. 이러한 필터는 설계가 어렵기 때문입니다.

상업용 설계의 경우 고차 필터링에는 추가 인덕터가 필요하므로 생산이 어렵습니다. 특별한 경우를 제외하고는 이런 필터가 필요하지 않습니다. 4극 감쇠는 매우 빠르며 6극이 필요한 경우에는 더 나빠질 수 있습니다.인덕터가 저주파 영역에서 60~80dB 감쇠해야 한다고 계산되면 다시 돌아가 회로 배선을 연구하는 것이 가장 좋습니다.

가능한 방법: 필터링 요구 사항을 줄이기 위해 스위칭 주파수를 높입니다. 부품의 성능 제한이 있으며, 실제 PCB 레이아웃에서는 비아 간 누출 및 교차 간섭이 있습니다.하단 라인과 상단 라인 사이에서 100dB의 감쇠를 얻을 수 있습니다.상업용 필터를 구입할 수도 있습니다. 그 자체로 더 큰 감쇠를 제공하기 때문입니다.주요 상용 장치는 회로 레이아웃의 교차 간섭을 피하는 데 주의를 기울였으며 필터를 금속 쉘에 밀봉했기 때문입니다.물론 직접 할 수도 있지만 비용이 더 많이 듭니다.

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