SMPS(Switched-mode Power Supply)용 EMI 입력 필터 최적화

거의 모든 SMPS(Switched-mode Power Supply, 스위치 모드 전원공급장치)는 전력 라인에서 SMPS의 모든 교란을 억제하기 위한 EMI(Electro Magnetic Interference, 전자기 간섭) 입력 필터를 구현해야 합니다. 설계 단계에서 입력 필터를 구현함으로써 전기적으로 연결된 시스템의 다른 부분에 부정적인 영향을 미치지 않습니다. 따라서, 입력 필터의 설계와 검증은 일반적인 전원공급장치를 설계하는 과정의 주요 작업 중 하나입니다. 특정 표준에 따른 CE(Conducted Emission, 전도성 방출) 테스트는 개발 주기 마지막에 설계물을 검증하는 데 적합한 일반적인 검증 방법입니다. 오늘날 이 전도성 방출 테스트는 연구소에서도 개발 단계 중 사전적합성 테스트로 수행됩니다. 이 경우 설계 엔지니어는 Power line에 존재하는 교란을 사전에 확인하여, 전기적인 설계 최적화 필요성에 대한 피드백을 조기에 받게 됩니다. 대부분의 경우, 설계 엔지니어는 SMPS에서 발생한 교란을 더욱 효과적으로 억제하기 위해 입력 필터를 적절하게 조절하는 방식을 택합니다. 입력 필터를 가능한 효과적으로 최적화하기 위해, 설계 엔지니어는 노이즈 스펙트럼에 대해 자세히 알아야 할 필요가 있습니다. 노이즈 소스의 크기 및 주파수 정보 외에도, 노이즈가 공통 모드 소스에서 발생했는지, 아니면 디퍼런셜 모드 소스에서 발생했는지 파악하는 것이 많은 도움이 됩니다. 표준 CE 테스트 중에는 측정 결과에는 공통 및 디퍼런셜 모드 노이즈가 결합되어 있어 자세한 정보를 확인할 수 없습니다. 이 애플리케이션 노트에서는 오실로스코프의 두 개 채널을 사용하여 공통 모드와 디퍼런셜 모드를 분리하는 방법에 대해 설명합니다. 이러한 분리 방식은 노이즈 분리기와 같은 별도의 하드웨어 구성요소 없이 작동합니다. 또한, CM(Common Mode, 공통 모드) 노이즈와 DM(Differential Mode, 디퍼런셜 모드) 노이즈를 구분할 수 있게 됩니다. 기본 모드에 대한 이러한 추가 정보를 이용해 입력 필터를 매우 효율적으로 최적화할 수 있습니다.