공통 모드 인덕터, 공통 모드 전자기 간섭 신호를 필터링하기 위해 컴퓨터 스위칭 전원 공급 장치에 자주 사용됩니다. 보드 설계에서 공통 모드 인덕터는 고속 신호 라인에서 생성된 전자기파의 외부 복사 및 방출을 억제하는 데 사용되는 EMI 필터링 역할도 합니다.
인덕터는 자기 부품의 중요한 구성 요소로서 전력 전자 회로에 널리 사용됩니다. 특히 전원회로에서는 없어서는 안되는 부품입니다. 산업 제어 장비의 전자기 계전기, 전력 시스템의 전력계(전력량계) 등이 있습니다. 스위칭 전원 공급 장치의 입력 및 출력단에 있는 필터, TV 수신 및 전송단의 튜너 등은 모두 인덕터와 분리될 수 없습니다. 전자 회로에서 인덕터의 주요 기능은 에너지 저장, 필터링, 초크, 공진 등입니다. 전력 회로에서 회로는 대전류 또는 고전압의 에너지 전달을 다루기 때문에 인덕터는 대부분 "전력형" 인덕터입니다.
정확하게는 파워 인덕터가 소신호 처리 인덕터와 다르기 때문에 스위칭 전원 공급 장치의 토폴로지가 설계 중에 다르며 설계 방법에도 고유한 요구 사항이 있어 설계에 어려움이 있습니다.인덕터현재 전원 공급 장치 회로는 주로 필터링, 에너지 저장, 에너지 전달 및 역률 보정에 사용됩니다. 인덕터 설계에는 전자기 이론, 자성 재료, 안전 규정 등 다양한 지식 측면이 포함됩니다. 설계자는 결정을 내리기 위해 작업 조건 및 관련 매개변수 요구 사항(예: 전류, 전압, 주파수, 온도 상승, 재료 특성 등)을 명확하게 이해해야 합니다. 가장 합리적인 디자인.
인덕터 분류:
인덕터는 적용 환경, 제품 구조, 형상, 용도 등에 따라 다양한 유형으로 나눌 수 있습니다. 일반적으로 인덕터 설계는 사용 및 적용 환경을 출발점으로 시작됩니다. 스위칭 전원 공급 장치에서 인덕터는 다음과 같이 나눌 수 있습니다.
일반 모드 초크
역률 보정 – PFC 초크
가교 결합 인덕터(커플러 초크)
에너지 저장 평활 인덕터(Smooth Choke)
자기 증폭기 코일(MAG AMP Coil)
공통 모드 필터 인덕터는 두 개의 코일이 동일한 인덕턴스 값, 동일한 임피던스 등을 가져야 하므로 이러한 유형의 인덕터는 대칭 설계를 채택하고 그 모양은 대부분 TOROID, UU, ET 및 기타 모양입니다.
공통 모드 인덕터의 작동 방식:
공통 모드 필터 인덕터는 공통 모드 초크 코일(이하 공통 모드 인덕터 또는 CM.M.Choke라고 함) 또는 라인 필터라고도 합니다.
공통 모드 필터 인덕터는 두 개의 코일이 동일한 인덕턴스 값, 동일한 임피던스 등을 가져야 하므로 이러한 유형의 인덕터는 대칭 설계를 채택하고 그 모양은 대부분 TOROID, UU, ET 및 기타 모양입니다.
공통 모드 인덕터의 작동 방식:
공통 모드 필터 인덕터는 공통 모드 초크 코일(이하 공통 모드 인덕터 또는 CM.M.Choke라고 함) 또는 라인 필터라고도 합니다.
에서스위칭 전원 공급 장치, 정류 다이오드, 필터 커패시터, 인덕터의 전류나 전압의 급격한 변화로 인해 전자파 간섭원(노이즈)이 발생합니다. 동시에, 입력 전원에는 전원 주파수 이외의 고차 고조파 노이즈도 있습니다. 이러한 간섭을 제거하지 않으면 억제로 인해 부하 장비나 스위칭 전원 공급 장치 자체가 손상될 수 있습니다. 따라서 여러 국가의 안전 규제 기관에서는 전자파 간섭(EMI) 방출에 대한 규정을 발표했습니다.
해당 통제 규정. 현재 스위칭 전원 공급 장치의 스위칭 주파수는 점점 높아지고 있으며 EMI는 점점 더 심각해지고 있습니다. 따라서 스위칭 전원 공급 장치에는 EMI 필터를 설치해야 합니다. EMI 필터는 특정 요구 사항을 충족하기 위해 일반 모드 및 공통 모드 잡음을 모두 억제해야 합니다. 기준. 일반 모드 필터는 입력 또는 출력 끝의 두 라인 사이의 차동 모드 간섭 신호를 필터링하는 역할을 하며, 공통 모드 필터는 두 입력 라인 사이의 공통 모드 간섭 신호를 필터링하는 역할을 합니다. 실제 공통 모드 인덕터는 AC CM.M.CHOKE의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 작업 환경이 다르기 때문에 DC CM.M.CHOKE와 SIGNAL CM.M.CHOKE가 다릅니다. 설계하거나 선택할 때 구별되어야 합니다. 그러나 작동 원리는 그림(1)과 같이 정확히 동일합니다.
그림에 표시된 것처럼 반대 방향의 두 세트의 코일이 동일한 자기 링에 감겨 있습니다. 오른나선관 법칙에 따라 입력단자 A, B에 반대 극성, 동일한 신호진폭의 차동모드 전압을 인가하면 실선으로 표시된 전류 i2가 발생하고 자속은 실선으로 표시된 Φ2는 자기 코어에서 생성됩니다. 두 권선이 완전히 대칭인 한 자기 코어의 서로 다른 두 방향의 자속은 서로 상쇄됩니다. 총 자속은 0이고 코일 인덕턴스는 거의 0이며 일반 모드 신호에는 임피던스 효과가 없습니다. 동일한 극성, 동일한 진폭의 공통 모드 신호가 입력 단자 A와 B에 인가되면 점선으로 표시된 전류 i1이 발생하고 점선으로 표시된 자속 Φ1이 자기장에 생성됩니다. 그러면 코어의 자속은 같은 방향을 갖고 서로 강화되므로 각 코일의 인덕턴스 값은 단독으로 존재할 때의 인덕턴스 값의 두 배가 되고 XL = ΩL입니다. 따라서 이 권선 방식의 코일은 공통 모드 간섭을 강력하게 억제하는 효과가 있습니다.
실제 EMI 필터는 L과 C로 구성됩니다. 설계 시 차동 모드와 공통 모드 억제 회로를 결합하는 경우가 많습니다(그림 2 참조). 따라서 필터 커패시터의 크기와 필요한 안전 규정을 기반으로 설계해야 합니다. 표준은 인덕터 값을 결정합니다.
그림에서 L1, L2, C1은 일반 모드 필터를 구성하고, L3, C2, C3은 공통 모드 필터를 구성합니다.
공통 모드 인덕터 설계
공통 모드 인덕터를 설계하기 전에 먼저 코일이 다음 원칙을 준수해야 하는지 확인하십시오.
1 > 정상적인 작동 조건에서 자기 코어는 전원 공급 전류로 인해 포화되지 않습니다.
2 > 고주파 간섭 신호에 대해 충분히 큰 임피던스, 특정 대역폭 및 작동 주파수의 신호 전류에 대한 최소 임피던스를 가져야 합니다.
3 >인덕터의 온도 계수는 작아야 하며, 분산 커패시턴스는 작아야 합니다.
4>DC 저항은 가능한 한 작아야 합니다.
5>유도 인덕턴스는 최대한 커야 하며 인덕턴스 값은 안정적이어야 합니다.
6 >권선 사이의 절연은 안전 요구 사항을 충족해야 합니다.
공통 모드 인덕터 설계 단계:
0단계 SPEC 획득: EMI 허용 수준, 적용 위치.
1단계 인덕턴스 값을 결정합니다.
2단계 핵심 소재 및 사양을 결정합니다.
3단계 권선 수와 와이어 직경을 결정합니다.
4단계 교정
5단계테스트
디자인 사례
0단계: 그림 3에 표시된 EMI 필터 회로
CX = 1.0 Uf Cy = 3300PF EMI 레벨: Fcc 클래스 B
유형: Ac 공통 모드 초크
1단계: 인덕턴스(L) 결정:
회로도에서 L3, C2, C3으로 구성된 공통 모드 필터에 의해 공통 모드 신호가 억제되는 것을 볼 수 있습니다. 실제로 L3, C2 및 C3는 L 및 N 라인의 노이즈를 각각 흡수하는 두 개의 LC 직렬 회로를 형성합니다. 필터 회로의 차단 주파수가 결정되고 커패시턴스 C가 알려져 있는 한, 인덕턴스 L은 다음 공식으로 구할 수 있습니다.
fo= 1/(2π√LC)L → 1/(2πfo)2C
일반적으로 EMI 테스트 대역폭은 다음과 같습니다.
전도성 간섭: 150KHZ → 30MHZ(참고: VDE 표준 10KHZ – 30M)
방사선 간섭: 30MHZ 1GHZ
실제 필터는 이상적인 필터의 가파른 임피던스 곡선을 달성할 수 없으며 차단 주파수는 일반적으로 약 50KHZ로 설정할 수 있습니다. 여기서 fo = 50KHZ라고 가정하면
L =1/(2πfo)2C = 1/ [( 2*3.14*50000)2 *3300*10-12] = 3.07mH
L1, L2 및 C1은 (저역 통과) 일반 모드 필터를 형성합니다. 라인 간 커패시턴스는 1.0uF이므로 일반 모드 인덕턴스는 다음과 같습니다.
L = 1/ [( 2*3.14*50000)2 *1*10-6] = 10.14uH
이러한 방식으로 이론적으로 요구되는 인덕턴스 값을 얻을 수 있습니다. 더 낮은 차단 주파수 fo를 얻으려면 인덕턴스 값을 더 높일 수 있습니다. 차단 주파수는 일반적으로 10KHZ 이상입니다. 이론적으로는 인덕턴스가 높을수록 EMI 억제 효과가 좋아지지만 인덕턴스가 지나치게 높으면 차단 주파수가 낮아지고 실제 필터는 특정 광대역만 달성할 수 있어 고주파 노이즈 억제 효과가 더 나빠집니다(일반적으로 스위칭 전원의 노이즈 성분은 5~10MHZ 정도인데, 10MHZ를 초과하는 경우도 있습니다. 또한 인덕턴스가 높을수록 권선의 권수가 많아지거나 CORE의 ui가 높아져 저주파 임피던스가 증가합니다(DCR이 커짐). 권선 수가 증가함에 따라 분산 정전 용량도 증가하여(그림 4 참조) 모든 고주파 전류가 이 정전 용량을 통해 흐를 수 있습니다. 지나치게 높은 UI로 인해 CORE는 쉽게 포화될 뿐만 아니라 제작이 극도로 어렵고 비용도 많이 듭니다.
2단계 CORE 재질 및 크기 결정
위의 설계 요구 사항을 통해 공통 모드 인덕터는 포화되기 어려워 BH 각도 비율이 낮은 재료를 선택해야 한다는 것을 알 수 있습니다. 더 높은 인덕턴스 값이 필요하기 때문에 자기 코어의 ui 값도 높아야 하며 코어 손실도 더 낮고 Bs 값도 높아야 합니다. Mn-Zn 페라이트 소재인 CORE는 현재 다음 요구 사항을 충족하는 가장 적합한 CORE 소재입니다. 위의 요구 사항.
설계 중 COEE SIZE에 대한 특정 규정은 없습니다. 원칙적으로는 요구되는 인덕턴스를 충족하고, 허용되는 저주파 손실 범위 내에서 설계 제품의 크기를 최소화하면 됩니다.
따라서 CORE 재질 및 SIZE 추출은 비용, 허용 손실, 설치 공간 등을 고려하여 검토해야 합니다. 공통 모드 인덕터에 일반적으로 사용되는 CORE 값은 2000~10000 사이입니다. Iron Powder Core도 철 손실이 낮고 Bs가 높으며 낮습니다. BH 각도 비율이지만 ui가 낮기 때문에 일반적으로 공통 모드 인덕터에는 사용되지 않지만 이러한 유형의 코어는 일반 모드 인덕터 중 하나입니다. 선호하는 재료.
3단계 권수 N과 와이어 직경 dw를 결정합니다.
먼저 CORE의 사양을 결정합니다. 예를 들어, 이 예에서 T18*10*7, A10, AL = 8230±30%이면 다음과 같습니다.
N = √L / AL = √(3.07*106 ) / (8230*70%) = 23 TS
선경은 전류밀도 3~5A/mm2를 기준으로 합니다. 공간이 허락한다면 전류 밀도를 최대한 낮게 선택할 수 있습니다. 이 예에서는 입력 전류 I i = 1.2A라고 가정하고 J = 4 A/mm2를 취합니다.
그러면 Aw = 1.2 / 4 = 0.3mm2 Φ0.70mm
실제 공통 모드 인덕터는 설계의 신뢰성을 확인하기 위해 실제 샘플을 통해 테스트되어야 합니다. 왜냐하면 제조 공정의 차이로 인해 인덕터 매개변수의 차이도 발생하고 필터링 효과에 영향을 미치기 때문입니다. 예를 들어, 분산 커패시턴스가 증가하면 고주파 노이즈가 발생합니다. 전송이 더 쉽습니다. 두 권선의 비대칭성은 두 그룹 간의 인덕턴스 차이를 더 크게 만들어 정상 모드 신호에 대한 특정 임피던스를 형성합니다.
요약
1 >공통 모드 인덕터의 기능은 라인의 공통 모드 잡음을 필터링하는 것입니다. 설계에서는 두 개의 권선이 완전히 대칭적인 구조와 동일한 전기 매개변수를 가져야 합니다.
2 >공통 모드 인덕터의 분산 커패시턴스는 고주파 잡음 억제에 부정적인 영향을 미치므로 최소화해야 합니다.
3 >공통 모드 인덕터의 인덕턴스 값은 필터링해야 하는 잡음 주파수 대역 및 매칭 커패시턴스와 관련이 있습니다. 인덕턴스 값은 일반적으로 2mH ~50mH 사이입니다.
기사 출처: 인터넷에서 재인쇄됨
Xuange는 2009년에 설립되었습니다.고주파 및 저주파 변압기, 인덕터 및LED 구동 전원 공급 장치생산된 제품은 소비자 전원 공급 장치, 산업용 전원 공급 장치, 신에너지 전원 공급 장치, LED 전원 공급 장치 및 기타 산업 분야에서 널리 사용됩니다.
Xuange Electronics는 국내외 시장에서 좋은 평판을 누리고 있으며,OEM 및 ODM 주문.당사 카탈로그에서 표준 제품을 선택하든, 맞춤화에 대한 도움을 구하든, 언제든지 Xuange와 구매 요구사항에 대해 논의하시기 바랍니다.
https://www.xgelectronics.com/products/
윌리엄(총괄 영업 관리자)
186 8873 0868 (왓츠앱/위챗)
이메일:sales@xuangedz.com
liwei202305@gmail.com
(영업 관리자)
186 6585 0415 (왓츠앱/위챗)
E-Mail: sales01@xuangedz.com
(마케팅 관리자)
153 6133 2249 (Whats app/위챗)
E-Mail: sales02@xuangedz.com
게시 시간: 2024년 5월 28일