[Common mode Filter] 공통 모드 필터란? 원리와 역할, 노이즈란?

 

 

 

안녕하세요. 취업한 공대누나입니다.

오늘은 Common mode filter, 공통모드필터에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

 

1. 노이즈란?

 

노이즈란 시스템을 방해하는 모든 전기 전자적인 요인을 말합니다.

내가 원하는 신호를 제외한 모든 신호가 노이즈라고 할 수 있습니다.

그렇다면 노이즈는 왜 문제가 될까요?

우선 내가 원하는 신호가 노이즈에 묻혀서 잘 안보일 수도 있습니다.

또한 다른 기기에 전달되어 성능의 저하나 오동작의 원인이 될 수도 있습니다.

 

 

 

2. 노이즈의 종류

 

노이즈는 크게 노말모드 노이즈와 커먼모드 노이즈로 나눌 수 있습니다.

 

노말(정상)모드 노이즈는 노이즈원이 신호원에 대해 직렬로 들어가

신호 라인을 통해 부하에 전달되는 노이즈를 말합니다.

노말모드 노이즈는 차동모드 노이즈라고도 합니다.

입력과 출력의 방향이 반대이므로 차동 모드라고 합니다.

 

커먼(공통) 모드 노이즈는 신호 라인과 접지 사이에 노이즈 원이 존재하고

2개의 신호가 라인에 전달되는 노이즈를 말합니다.

공통 모드 노이즈는 기생 커패시터 등을 통해 누설된 노이즈 전류가 

그라운드를 경유하여 전원 라인으로 돌아오는 노이즈입니다.

전원의 +측과 -측에서 흐르는 노이즈 전류의 방향이 동일하므로 공통모드라고 합니다.

 

 

 

 

3. 공통모드 필터(Common mode Filter)란?

 

 

공통 모드 필터는 1개의 코어에 2개의 권선을 배치하여

등가적으로는 2개의 인덕터가 합체 된 것 같은 구조입니다.

 

권선에 전류가 흐르면 코어에 자속이 발생하여, 

급격한 전류 변화에 대해서는 전류를 흐르기 어렵게 하는 동작을 합니다.

전도 노이즈의 전달 방식에는 Differential mode와 Common mode 두 가지 타입이 있습니다.

Differenntial mode로 전달되는 신호전류는 통과시키고 Common mode의 노이즈 전류만을

선택적으로 제거하는 것이 Common mode filter의 역할입니다.

 

 

Common mode 노이즈는 배선계의 임피던스 불평행 등에 의해 생기기도 하고

고주파일수록 현저해집니다.

또 Common mode 노이즈는 지면등에도 전달되어 큰 루프를 그리면서

되돌아오기 때문에 멀리 떨어져 있는 전자기기에도 여러가지 노이즈 장애를 발생시킵니다.

 

 

 

 

4. 공통모드 필터의 원리

 

코어에 감겨진 두 가닥의 도선의 방향입니다.

Common mode Filter는 두 가닥의 도선이 하나의 코어에 같은 방향으로 감겨져 있습니다.

신호 전류는 두 가닥의 도선을 왕로와 귀로로 하는 Differential mode이기 때문에 코어에 발생하는

자속은 역방향이 되어 자속은 상실되어 신호 전류는 스무스하게 흐릅니다.

한편 Common mode noise는 동방향으로 흐르기 때문에 코어에 발생하는

자속은 합성되어 강해집니다. 

그 결과 브레이크 작용이 강해져서 Common mode 노이즈 전류는

저지하게 됩니다.

이것이 Common mode filter의 기본 원리입니다.

 

 

 

내용 출처 : techweb.rohm.co.kr/knowledge/emc/s-emc/01-s-emc/6899/

차동 (노멀) 모드 노이즈와 공통 모드 노이즈 ｜ 전원 설계 기술 정보 사이트 TechWeb

techweb.rohm.co.kr/knowledge/emc/s-emc/04-s-emc/8184

공통 모드 필터를 사용한 노이즈 대책 ｜ 전원 설계 기술 정보 사이트 TechWeb

 

평소 회로 설계시 사용하는 공통모드 필터에 대해

원리를 제대로 공부한 것은 처음이었습니다.

제대로 알고 잘 적용할 수 있는 엔지니어가 되어야 할텐데요..ㅎㅎ

같이 열심히 공부해보도록해요