안녕하세요. D.U.T 입니다.
방문해주셔서 감사합니다.
이전 포스팅에서 노이즈 대책 부품을 분류해봤습니다.
노이즈 대책 부품 분류
안녕하세요. D.U.T 입니다. 방문해주셔서 감사합니다. 이번 포스팅은 노이즈 대책 부품을 분류해보겠습니다. ● 먼저 노이즈란 무엇인가? 간단하게 전자공학 분야에서는 정상적인 동작을 방해하
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이번 포스팅은 노이즈 대책 부품 중 하나인 공통 모드 초크/필터 (Common Mode Choke/Filter)에 대한 정리 글입니다.
지칭 용어는 공통 모드 초크라고 부르는 사람도 있고 공통 모드 필터라고 부르는 사람이 있습니다.
저는 공통 모드 필터로 자주 부르지만 이번 포스팅에서는 공통 모드 초크/필터 용어를 함께 포함해서 부르겠습니다.
◈ 공통 모드 초크/필터(Common Mode Choke/Filter) 란?
먼저 간단하게 설명드리면 공통 모드 초크/필터는 DC 또는 저주파 신호는 통과시킵니다. 그리고 2개 이상의 데이터 또는 전력선에 공통에 고주파 노이즈를 차단하는 필터라고 이해하시면 됩니다.
공통 모드 노이즈 원인으로는 여러 가지가 있지만 간략하게 인버터 및 모터, 차폐되지 않은 전자 장비 등에서 발생할 수 있습니다.
◈ 공통 모드 초크/필터(Common Mode Choke/Filter) 원리는 무엇?
글로만 읽으면 잘 이해가 안 될 수 있으므로 저도 공부한 내용을 그림으로 간략하게 그려봤습니다.
먼저 공통 모드(Common Mode) 경우입니다.
공통 모드(Common Mode)를 이해하기 앞서 잠시 인덕터 원리를 살펴보겠습니다.
모두가 알고 계시는 앙페르의 오른손 법칙입니다. 직선 도선에 전류가 흐르면서 변화할 때 주변에 자기장이 발생합니다.
그러면 원형 도선에서는 어떻게 될까요?
동일하게 원형 도선에 전류가 흐르면서 변화할때 주변에 자기장이 발생합니다. 자기장의 방향은 들어가는 방향( X 표시 )이 있고 나오는 방향( ⊙ 표시 )이 있습니다.
인덕터 기호는 아래처럼 그려지며 전류 방향과 자기장의 방향을 알 수 있습니다.
앙페르의 오른손 법칙에서 알 수 있듯이 전류가 나사의 회전 방향으로 흐르면 자기장은 그 나사의 진행방향으로 생성됩니다. (마우스로 그리다 보니 그림이 조금 이상합니다.)
다시 공통 모드 초크/필터(Common Mode Choke/Filter) 그림을 보겠습니다.
공통 모드(Common Mode)에서는 전류가 동일한 방향으로 흐르면 코어에서 자기장은 같은 방향으로 생성됩니다. 따라서 자기장이 강해집니다.
자기장이 강하다는 말은 유도 능력이 더 뛰어나다는 말인데 즉, 인덕턴스가 크다라고 볼 수 있습니다.
그러므로 자기장이 강해지면 전류를 방해하는 힘이 커져 공통 모드(Common mode)에서는 전류가 흐르게 어렵게 됩니다.
다음은 차동 모드(Differential Mode) 경우입니다.
앞서 공통 모드(Common Mode)를 이해하셨으면 차동 모드는 더 쉽습니다. 반대로 생각하시면 됩니다.
Line 방향의 전류 방향은 동일하고 Return 방향의 전류는 반대로 흐릅니다.
그러므로 Return 방향의 자기장 방향은 공통모드(Common Mode)와 다르게 반대 방향이 되고 자기장은 서로 상쇄됩니다. 자기장이 상쇄되므로 자기장은 약해지면서 전류를 방해하는 힘이 작아집니다.
따라서 차동 모드(Diffenential Mode)에서는 전류가 쉽게 흐르게 됩니다.
◈ 공통 모드 초크/필터(Common Mode Choke/Filter) 선택 기준은?
마지막으로 실제 회로에 공통 모드 초크/필터를 적용하려면 선택 기준은 어떻게 될까요?
아래 3가지를 기준으로 잡으시면 됩니다.
1. 필요한 임피던스 확인 (Impedance)
노이즈(Noise) 감쇠가 얼마나 되는지 확인
2. 필요한 주파수 범위 확인 (Frequency)
실제 회로에서 문제가 되는 노이즈 주파수 범위를 확인하고 공통 모드 초크/필터 데이터 시트 확인
3. 필요한 전류 확인 (Current)
실제 회로에 흐르는 전류를 확인하고 동작 전류보다 큰 공통 모드 초크/필터 선택
위 3가지만 확인하시고 회로에 적용하면 고주파 노이즈를 차단할 수 있습니다.
인터넷 정보를 참조하면서 공부한 내용을 정리해봤습니다. 틀린 내용이 있을 수 있으니 참고해주시기 바랍니다.
긴 글 읽어주셔서 감사합니다.
궁금한 점은 댓글 부탁드립니다.
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