전력 전자 장치용 공통 모드 초크 선택 방법

작성 날짜: 이월 5, 2021
업데이트 날짜: 유월 25, 2023

전원 공급 장치에 있는 큰 코일들은 단순히 전압/전류를 라인 값에서 올리거나 내리는 것 이상의 역할을 합니다. 배터리나 다른 DC 소스에서 전력을 가져오는 전원 공급/관리 장치에 대해서도 마찬가지입니다. EMI 필터링은 하류 구성 요소에 깨끗한 전력을 제공하고 강력한 전도성 EMI로 인한 신호 무결성 문제를 방지하는 것의 단지 하나의 측면일 뿐입니다.

전원 시스템의 공급 라인에 EMI 필터를 배치해야 할 때, 공통 모드 전도성 EMI를 시스템으로부터 억제하기 위해 공통 모드 초크를 사용할 수 있습니다. 공통 모드 초크는 전력 필터링 외에도 방사된 EMI에 의해 유도된 모든 공통 모드 전류를 필터링할 수 있으므로 다른 용도로도 사용됩니다. 전원 시스템을 다룰 때 몇 가지 지침을 제시할 것이며, 이러한 지침은 EMI 필터링을 위해 공통 모드 초크를 선택할 때마다 적용될 수 있습니다.

공통 모드 초크를 이용한 EMI 필터링

전원 시스템을 AC 라인에 연결할 때, 노이즈가 전도성 EMI로 시스템에 유입되어 전력 전자 및 이 시스템이 전력을 공급하는 구성 요소의 정상적인 기능에 방해가 될 수 있습니다. 공통 모드 초크는 자기 유도를 활용하여 전력 조절, 조건 설정 또는 변환 시스템의 입력 전력 라인에서 공통 모드 노이즈를 상쇄합니다. 공통 모드 초크를 찾을 때 데이터시트에서 확인해야 할 몇 가지 기본 사양은 다음과 같습니다:

DC 저항. 코일은 와이어의 두께와 길이로 인해 일정한 DC 저항을 가집니다. 전력 전자 애플리케이션의 경우, 이는 전력 손실을 방지하고 코일에서 발생하는 과도한 열을 줄이기 위해 가능한 한 낮아야 합니다.

전압 및 전류 등급. 이러한 전기적 등급은 특정 애플리케이션에서 초과되어서는 안 됩니다. 전류 등급은 DC 저항과 함께 스케일링되는 경향이 있으며, 두꺼운 코일은 너무 뜨거워지지 않고 더 큰 전류를 처리할 수 있습니다.

공통 모드 감쇠. 이는 다른 주파수에서 공통 모드가 얼마나 감쇠되는지 알려줍니다. 이상적인 공통 모드 초크는 선형 감쇠 스펙트럼을 가질 것입니다; 실제 초크에서는 그렇지 않습니다. 초크의 기생 와인딩 용량은 감쇠 스펙트럼에 공진 피크를 생성합니다.

와인딩 용량. 일부 공통 모드 초크는 이 값을 명시할 것이지만, 데이터시트에서 항상 찾을 수 있는 것은 아닙니다. 고속 설계의 경우, 초크의 출력에 공통 모드로 인접한 반환 전류 노이즈가 결합되는 것을 방지하기 위해 작은 와인딩 용량이 바람직합니다.

ESD 등급. 이러한 초크가 고전압 시스템에서 사용될 때, ESD 등급은 안전을 위해 중요해집니다. 또한 고전압/통신/산업 제품에 대해 흔히 있는 UL 및 IEC 표준 준수 여부를 확인하는 것도 도움이 됩니다.

고전력 시스템을 위한 공통 모드 초크

고전압/전류 시스템용 초크는 대형 인덕터와 같은 방식으로 포장되며 저역통과 필터처럼 기능합니다. 위에서 언급한 사항들은 차동 모드 초크와 IC에 통합된 초크에도 적용됩니다. 이러한 초크는 종종 배열로 제공되며 고속 카메라(예: HDMI 또는 MIPI), LVDS 또는 대역 가장자리에서의 필터링이 필요한 유사한 애플리케이션과 같은 고대역폭 애플리케이션을 위해 설계되었습니다.

고전력 시스템의 경우, 이러한 유형의 패키지를 찾을 수 없습니다; 고전력 애플리케이션용 공통 모드 초크는 대형 페라이트 또는 대형 구리 코일이 있는 강자성 재료로 만들어집니다. 시장에서 찾을 수 있는 몇 가지 예시 공통 모드 초크 옵션은 다음과 같습니다:

Schaffner, RB6122-50-0M3

Schaffner의 RB6122-50-0M3 공통 모드 초크는 최대 600V AC까지 평가된 고전압 AC 전력 시스템이나 최대 1000V DC까지 평가된 고전압 DC 시스템(예: 태양광 설치 또는 배터리 뱅크)에 이상적입니다. 오픈 코일 디자인은 코일을 따라 대류 냉각을 허용하고 상대적으로 낮은 권선 용량을 보장합니다. 이 코일은 최대 400Hz 운영 주파수에서 60°C에서 최대 50A까지 평가됩니다. 오픈 디자인과 낮은 권선 용량은 이 코일의 감쇠 공진을 약 500kHz에 둡니다. 아래에는 RB6XXX 및 RB5XXX 시리즈 구성 요소의 전형적인 공진 곡선이 표시되어 있습니다.

Schaffner의 다른 공통 모드 초크의 감쇠 공진 곡선. RB6122-50-0M3 데이터시트에서.

Bourns, 7105

Bourns의 4.25 mH 공통 모드 초크 코일은 최대 1A DC 전류와 3750 RMS AC 절연 강도를 평가받았습니다. 이 구성 요소는 고전압 전력 변환기의 입력 필터링에 탁월합니다. Bournes의 71XX 시리즈의 다른 초크는 최대 50 mH 인덕턴스(7121, 최대 2A 전류) 또는 최대 10A 최대 전류(7124, 3 mH 인덕턴스)를 제공합니다. 이 스루홀 공통 모드 초크는 PCB에 장착했을 때 최대 1인치 x 1인치 단면을 가진 낮은 프로필을 가지고 있습니다.

Schurter, DLFL-0147-25D2

Schurter의 DLFL-0147-25D2 공통 모드 초크는 최대 440V AC @ 50Hz까지 평가된 철 분말 토로이달 공통 모드 초크입니다. 최대 전류 평가(25°C에서 45A)는 아래와 같이 민감한 디레이팅을 가지며 과도한 온도에서 사용해서는 안 됩니다. 민감한 디레이팅에도 불구하고, 2kV 효과적인 절연 전압을 제공하며 IEC 60068-1 기후 범주 25/100/21과 호환됩니다. 이 구성 요소는 회로로 유도된 EMI의 어떤 소스에 가장 가까이 장착될 때 가장 잘 작동하지만, 중간 전류에서 라인 필터링에도 여전히 사용할 수 있습니다.

Schurter의 DLFL-0147-25D2 공통 모드 초크에 대한 감액 곡선. DLFL-0147-25D2 데이터시트에서.

전력 관리를 위한 기타 구성 요소

시스템에 공통 모드 초크 구성 요소 및 기타 필터를 선택한 후에도 전력 공급 장치에서 전력 분배를 관리하기 위한 다양한 구성 요소가 필요할 것입니다. 고전압/전류 시스템에 필요한 일반적인 구성 요소는 다음과 같습니다:

정밀 전력 조절을 위한 전류 감지 증폭기 및 컨트롤러

전력 공급 장치 및 전력 관리 시스템을 위한 저역 통과 필터를 구성하는 데 사용할 수 있는 구성 요소가 많이 있으며, 공통 모드 초크 코일은 EMI 여과를 위한 하나의 옵션입니다. 다음 시스템에 이러한 구성 요소 또는 기타 구성 요소가 필요한 경우 전자 부품 소싱을 위한 완벽한 솔루션을 찾을 때 Octopart의 고급 검색 및 필터링 기능을 사용하세요. 전력 전자에 필요한 다른 구성 요소를 찾으려면 전력 관리 집적 회로 페이지를 확인하세요.

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