공통 모드 신호 대 차동 모드 신호
이 게시글에서는 EMI 문제를 공통 모드 초크로 해결하는 방법과 다른 해결책보다 공통 모드 초크를 사용하는 이점에 대해 논의할 것입니다.
잡음을 제거하기 위해 회로에 무엇이 필요한 지 알아야 하기 때문에, 공통 모드 신호와 차동 모드 신호 간의 차이를 이해하는 것은 매우 중요합니다.
잡음이 차동 모드인지 공통 모드인지 어떻게 알 수 있을까요? 해당 문제가 공통 모드인지 차동 모드인지를 시험하는 한 가지 방법은 문제의 케이블에 Würth Elektronik의 스냅 케이블 페라이트를 부착해보는 것입니다.
스냅 케이블 페라이트를 부착해서 잡음 감소에 개선이 있는지 확인해야 합니다. 개선이 있다면 공통 모드이며, 그렇지 않다면 차동 모드 문제가 있는 것입니다. 하지만 케이블 내부에는 부하를 향하거나 돌아오는 두가지 전선 모두가 포함되어 있음을 명심해야 합니다.
공통 모드 문제점
다음으로 공통 모드 문제에 대해 논의하고 우리의 표면 장착 제품군에 초점을 맞춰 보겠습니다. 공통 모드 초크는 공통 모드 잡음이라 알려진 특정 형태의 전기적 잡음을 줄이는 데 사용됩니다. 이들은 전류 상쇄 초크(current compensated choke) 또는 전류 억제 초크(current cancellation choke)라고도 합니다.
공통 모드 초크는 (라인의 전류 흐름이 큰) AC/DC 전원 공급 장치와 같은 응용 제품 및 신호의 왜곡이 문제를 발생시킬 수 있는 신호 라인에 효과가 좋습니다. AC 전원에 관한 한, 공통 모드 잡음은 접지와 중성/위상 간의 잡음 신호입니다.
공통 모드 잡음은 유도 또는 용량 결합된 차동 모드 신호로부터 비롯되었다는 사실에 따라 공통 모드 잡음이 차동 모드 잡음보다 주파수 범위가 높은 경향이 있습니다.
이 플라이백 컨버터를 예로 들어, 전원 공급 라인에 차동 모드 간섭 전류가 형성된 것을 볼 수 있습니다. 간섭 전류가 서로 다른 두 가지 방향으로 진행하는 것을 볼 수 있습니다.
차동 신호의 경우 전류가 회로로 유입(V1)되어, 부하를 거친 후 되돌아(V2) 나오는 것을 볼 수 있습니다. 각 전선의 전압은 접지 전위에 상대적입니다. 그러나 간섭 전류가 접지를 통과하여 흐르지는 않습니다.
케이블 기반 시스템의 경우, 우리는 이 차동 신호를 찾을 것입니다. 이들은 데이터를 전달하는 신호일 것입니다.
차동 모드 신호의 경우, V1에서 V2를 뺀 전압은 차동 전압과 같습니다. 초크를 거쳐, 이 신호는 서로 상반되나 크기는 동일한 서로를 상쇄하는 자기장을 생성할 것입니다. 신호가 보기에는 임피던스가 생성되지 않은 것처럼 보이기 때문에 신호는 감쇠되지 않고 초크를 통과할 것입니다.
이 경우에서는, 공통 모드 간섭 전류가 회로의 두 경로로 동일한 방향으로 흐르는 것을 볼 수 있습니다. 귀환 경로가 있어야만 하며 대체로 접지면 또는 접지선을 통해 흐릅니다.
공통 모드 전류가 접지로 흐를 수 있는 경로를 생성하는 기생 용량(parasitic capacitance)이 있는 것을 볼 수 있습니다. 부하에 걸친 전위차가 없기 때문에 전류는 부하를 통과해 흐르지 못합니다.
두 신호의 크기는 동일합니다. 이 신호들은 서로를 상쇄하기보다 합쳐질 것입니다. 그 결과로 공통 모드 신호에 대한 임피던스가 높아져 아주 많이 감쇠될 것입니다. 이 전위는 접지에 따라 달라질 것입니다. 접지에 따라 다르기 때문에, 방사 또는 잡음이 발생할 수 있습니다.
데이터를 전달하지 않기 때문에 이러한 신호들은 원치 않는 신호입니다. 독자적인 접지를 사용해도 전위차를 생성해 공통 모드 잡음이 발생할 수 있습니다. 이는 접지 루프를 생성할 수 있기 때문에 매우 일반적입니다.
멀리 떨어져 있는 전원처럼 접지되지 않은 전원에서도 발생합니다. 아날로그 신호용 케이블의 접지를 확실하게 하고 시스템을 올바르게 접지하면 많은 골칫거리들을 줄일 수 있습니다. 이를 잘못 설계하면 안테나 역할을 할 수 있습니다.
본 게시물의 정보와 매체는 Würth Elektronik으로부터 제공되었습니다.