페라이트 비즈, 칩, 코어 및 플레이트 사용 방법

일부 회로 설계자들 사이에서 페라이트라는 단어를 언급하면, 마음은 아마도 "페라이트 비드"로 뛸 것입니다. 이러한 구성 요소는 일반적으로 간단한 목적으로 설계에 포함됩니다: DC 전류를 제외한 모든 것을 차단합니다. 매우 간단하게, 페라이트 비드는 그 형태 요소에 상관없이 간단한 저역 통과 회로가 되도록 의도되었습니다. 그러나 다른 유형의 페라이트는 어떨까요? 그들의 전기적 기능이 간단한 페라이트 비드와 어떻게 비교될까요?

설계에서 고려해야 할 여러 유형의 페라이트가 있습니다. 모두 같은 물리 법칙을 따르지만, 그들의 형태 요소와 배치에 따라 설계에서 다른 기능을 제공할 수 있습니다. 특히, 페라이트 비드로 접근할 수 없는 문제를 해결할 수 있는 대체 페라이트가 있습니다.

다른 페라이트, 다른 응용 프로그램

일부 구성 요소 제조업체 웹사이트를 살펴보면 페라이트 비드에 대한 혼합된 용어를 발견할 수 있습니다. 일부 회사는 페라이트를 설명할 때 제품의 정확한 이름을 사용하는 반면, 다른 제품 가이드는 모든 것을 페라이트 비드라고만 부릅니다. 그런 다음 모든 페라이트 비드 제조업체에서 제공하지 않는 페라이트 판이 있습니다. 일부 EMI 지침은 구성 요소가 마법 같은 EMI 해결책이라고 언급할 때 "페라이트 비드"라는 일반적인 용어를 사용하며, 일반적으로 구성 요소를 어디에 또는 어떻게 배치해야 하는지 명시하지 않습니다.

페라이트를 사용하는 목적은 페리자성 재료의 높은 자기 감수성을 활용하여 노이즈와 방사를 억제하는 것입니다. 이러한 재료는 표준 인덕턴스 방정식에서 높은 μ 값을 가집니다. 인덕터로 사용될 때, 높은 μ 값은 물리적으로 작은 패키지에 대해 큰 인덕턴스를 제공하는 것입니다. 모든 혼란을 뚫고 나가기 위해, 각각의 페라이트 옵션을 살펴보고 시스템에 가장 적합한 옵션이 무엇인지 알아봅시다.

페라이트 코어

이것은 포럼, 가이드 및 기타 곳에서 페라이트 비드를 참조하는 가장 일반적인 방식입니다. 우리는 종종 이것을 인덕터, 기판 장착 페라이트 칩 비드, 그리고 공통 모드 초크와 구별하는 것을 잘 못합니다. 그 이유는 곧 보게 될 것입니다. 일부 페라이트 제조업체는 이것을 페라이트 코어가 아닌 페라이트 초크 또는 페라이트 클램프라고 부르며, 일부 제조업체는 이 용어들을 서로 바꿔 사용하여 혼란을 줍니다(공통 모드 또는 차동 모드 초크, 또는 칩 페라이트). 전원 코드를 클램핑하기 위한 토로이달 페라이트 사용을 고려할 때, 그리고 제조업체의 웹사이트에서 제품을 볼 때 이 점을 유의하세요.

이 구성 요소를 어떤 용어로 참조하든, 시스템으로 들어오는 전원 코드에 배치되어 그리드에서 오는 전도된 공통 모드 노이즈를 억제하는 것이 목적입니다. 때때로 DC 전원 플러그의 출력 코드 주위에 토로이달 코어가 감겨 있는 것을 볼 수 있습니다. 이 글을 노트북에서 읽고 있다면, 전원 코드에 페라이트 코어가 있을 확률이 높습니다.

칩 페라이트

이러한 구성 요소는 기본적으로 표준화된 랜드 패턴을 가진 작은 SMD 패키지에 페라이트 코어가 있는 인덕터로 의미됩니다. 이들은 또한 종종 "칩 페라이트 비드"라고 불리므로, 전원 코드에 있는 표준 페라이트 코어와 중요한 구별이 있습니다. 이 구성 요소의 목적은 물리적으로 작은 패키지에서 높은 인덕턴스를 제공하는 것으로, 일반적인 공기 코어 인덕터 코일에 비해 훨씬 작습니다.

칩 페라이트는 공통 모드 또는 차동 모드 노이즈 필터링을 제공하는 저프로파일 칩 구성 요소로도 패키지될 수 있습니다. 이러한 구성 요소의 컷오프 주파수는 수백 MHz에 도달할 수 있습니다. 차동 모드 노이즈와 공통 모드 노이즈에 대한 임피던스 값이 다를 것이라는 점을 주목하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 아래에 있는 칩 페라이트 비드의 임피던스 곡선을 살펴보십시오. 공통 모드 임피던스는 단일 종단 인덕터의 전형적인 동작을 보여주지만, 차동 모드 구성 요소는 여전히 높은 임피던스를 가지고 있어, ~GHz 주파수까지 필터링하는 것에 대해 걱정하지 않는 한 이 유형의 구성 요소를 차동 모드 필터로 사용하는 것을 제한합니다.

페라이트 플레이트

이러한 구성 요소는 글자 그대로 페리자성 재료의 판이나 디스크이며, 문제가 되는 구성 요소 근처의 케이스에 배치됩니다. 일반적인 용도는 전력 전자에서 레이아웃에 필터 회로를 추가하지 않고 스위칭 노이즈를 상쇄하는 것입니다. 이러한 재료는 고전류 스위칭 전력 조절기와 같은 고 dI/dt 소스에서 발생하는 유도 결합 노이즈에 대한 차폐를 제공할 수 있습니다. 또한 표준 차폐 재료로서 방사된 EMI의 억제를 제공합니다. 그러나 이러한 재료의 μ 대 주파수 값을 확인하여 차폐 효과를 결정해야 합니다.

공통 모드 초크

대부분의 경우 한 쌍의 결합된 인덕터로 언급되는 이 구성 요소들은 공통 모드 노이즈 필터링을 제공하기 위해 감긴 와이어가 있는 원통형 페라이트 코어를 포함합니다. 그러나 이러한 구성 요소 중 하나의 감김을 반대로 하면 차동 모드 필터링을 제공합니다. 이러한 구성 요소는 2차 및 그 이상에서 혼합 모드 필터링을 제공하기 위해 다른 반응성 구성 요소와 함께 사용될 수 있습니다. 공통 모드 및 차동 모드 노이즈 필터링을 제공하는 전형적인 회로로 12 dB/옥타브 롤오프가 아래에 표시됩니다.

요약

페라이트 비드를 사용하는 목적은 때때로 제대로 전달되지 않지만, 일반적으로 EMI를 억제하는 것이 목적이라는 데에는 동의합니다. 실제로 페라이트 비드는 모든 EMI 문제에 대한 만병통치약이 아니며, 경우에 따라 회로에 페라이트 비드를 배치하면 실제 페라이트 비드의 밴드스톱 동작으로 인해 새로운 EMI 문제가 발생할 수 있습니다. EMI를 억제하는 것은 전원 코드나 IC의 전원 리드에 페라이트 비드를 배치하는 것보다 훨씬 복잡합니다. 켈라 낵이 최근 기사에서 설명한 것처럼, 일반적으로 다른 주파수 범위를 대상으로 하는 여러 가지 해결책이 필요하지만, 낮은 EMI를 위한 최적의 레이아웃 관행을 따른 후에만 필요합니다.

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