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권선 방식에 의한 공통 모드 초크의 특성해석에 관한 연구
A Study on Characteristics Analysis of Winding Method for Common-Mode Choke 원문보기

전력전자학회 논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics, v.19 no.1, 2014년, pp.8 - 14  

원재선 (CDS Development Team, Samsung Electro-Mechanics) ,  김희승 (CDS Development Team, Samsung Electro-Mechanics) ,  김종해 (Dept. of Electric and Energy Eng., Catholic University of Daegu)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents the intra capacitance modeling according to the winding method and section bobbin for CM choke capable of the EMI attenuation of broad bands from lower frequency bands to higher frequency bands and high frequency type common-mode choke capable of the EMI attenuation of high frequ...

주제어

#common-mode choke   #high frequency model of cm choke   #parasitic capacitance   #impedance characteristic   #LED-TV SMPS  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 초크의 고주파 모델링 시 병렬 기생 커패시턴스를 Intra 커패시턴스라 하며, 이는 권선과 권선 사이의 커패시턴스에 의해 발생하는 것을 의미한다. 따라서 본 절에서는 이러한 기생 커패시턴스를 저감할 수 있는 방안을 마련하기 위해 권선 기법 및 섹션 보빈 구조에 의한 영향성을 분석한다.
  • 본 논문에서는 LED-TV用 SMPS의 EMI Filter에서 고주파 대역의 EMI 감쇄가 가능한 고주파용 공통 모드 초크와 저주파 대역과 고주파 대역의 광범위한 대역에서 EMI 감쇄가 가능한 Hybrid형 공통 모드 초크의 개발을 위한 권선 방법, 섹션 보빈 및 코일 구조에 따른 Intra 커패시턴스 임피던스 분석 사항을 제시한다. 임피던스 분석에 앞서 공통 모드 초크의 고주파 모델링을 수행하며 그 기생 성분의 추출 방안에 대해 제시한다.
  • 본 논문은 LED-TV用 SMPS의 EMI Filter에서 고주파 대역의 EMI 감쇄가 가능한 고주파용 공통 모드 초크와 저주파 대역과 고주파 대역의 광범위한 대역에서 EMI 감쇄가 가능한 Hybrid형 공통 모드 초크를 위한 권선 방법, 섹션 보빈에 따른 Intra 커패시턴스 임피던스 모델링을 나타내었다. 또한, 이론 해석을 타당성을 입증하기 위해서 Intra 커패시턴스 임피던스 모델링에 의해 설계된 Sample을 제작하여 실험을 통해 검증하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
공통 모드 전류란? 그림 7과 8은 2장에서 도출된 고주파용 공통 모드 초크의 공통 및 차동 모드에서의 전류 도통 경로와 각각의 등가 임피던스 모델을 나타내고 있다. 공통 모드 전류는 Phase와 Neutral Line에서 위상 차이를 지니지 않고 같은 방향으로 진행되는 노이즈 전류로 정의된다.
공통모드 초크 코일의 특성은? 하지만 LED-TV用 SMPS의 특성이 AC 상용전원의 접지에 연결되지 않는 특성에 따라 그 용량이 UL규격에 의해 제한되는 단점을 지닌다. 반면 공통모드 초크 코일은 그 특성에 따라 전 대역 주파수의 공통모드 noise 저감에 효과적이며 그 용량이 규격의 제한을 받지 않는 장점을 지니며 공통모드 초크의 누설 자속 성분은 X-커패시터와 마찬가지로 차동모드 노이즈 저감에도 효과적인 특성을 지닌다. 따라서 EMI 필터의 성능 개선, 부피 저감 및 저가격화를 위해서는 공통 모드초크의 특성에 따르는 효과적인 제작이 필요하다.
Y-커패시터의 단점은? Y-커패시터는 주로 고주파 공통모드 노이즈 저감에 효과적이고 병렬로 연결되어 그 용량이 클수록 즉 임피던스의 크기가 낮을수록 노이즈 저감에 효과적이다. 하지만 LED-TV用 SMPS의 특성이 AC 상용전원의 접지에 연결되지 않는 특성에 따라 그 용량이 UL규격에 의해 제한되는 단점을 지닌다. 반면 공통모드 초크 코일은 그 특성에 따라 전 대역 주파수의 공통모드 noise 저감에 효과적이며 그 용량이 규격의 제한을 받지 않는 장점을 지니며 공통모드 초크의 누설 자속 성분은 X-커패시터와 마찬가지로 차동모드 노이즈 저감에도 효과적인 특성을 지닌다.
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참고문헌 (9)

  1. Yasda, "LCD TV Power Syste1m," the 23th switching power supply symposium of techno-frontier 2008, 2008, April 

  2. Usui, "Slim TV Power System," the 23th switching power supply symposium of techno-frontier 2008, April 2008. 

  3. Seung-Min Lee, Eun-Soo Kim et al, "LLC Resonant Converter Using A Novel Planar Transformer," KIPE Magazine, pp. Vol. 16. No. 6. pp. 627-637, Dec. 2011. 

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  4. Clayton R. Paul, "Introduction to Electromagnetic Compatibility," 2nd ed., U.S: Willey Inter-science, pp. 377-416, 2006. 

  5. Shuo Wang, Fred C. Lee, and Jacobus Daniel, "Design of Inductor Winding Capacitance Cancellation for EMI Suppression," IEEE Trans. Power Electronics, Vol. 21, No. 6, pp. 1825-1832, Nov. 2006. 

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  6. F.Y.Shih and D. Chen et al, "A procedure for designing EMI filters for AC Line Applications," IEEE Trans. Power Electronics, Vol. 11, No. 1, pp. 170-181, Jan. 1996. 

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  7. Dongbing Zhang et al, "Measurement of Noise Source Impedance of Off-Line Converters," IEEE Trans. Power Electronics, Vol. 15, No. 5, pp. 820-825, Sep. 2000. 

  8. Mark J. Nave, "Power Line Filter Design for Switched- Mode Power Supplies," NewYork: Van Nostrand Reinhold, pp. 29-113, 1991. 

  9. Henry W. Ott, "Noise Reduction Techniques in Electronic Systems," 2nd ed., Willey Inter-science, pp. 137-158, 1998. 

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