KR102208534B1 - Vscc 능동 emi 필터 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 실시예들은 능동 EMI 필터에 관한 것으로, 특히, 공통 모드(Common Mode, CM) 노이즈를 저감하여 다른 장치에 대한 영향을 최소화 하는 전압을 센싱하는 VSCC 능동 EMI 필터에 관한 것이다. 본 개시의 실시예들은 능동 EMI 필터는 대전류 경로 상의 노이즈 전류에 대응되는 노이즈 전압이 감지되면, 노이즈 전압에 기초하여 센싱 전압을 생성하는 센싱부, 센싱 전압을 증폭하여 증폭 전압을 생성하는 증폭부, 증폭된 증폭 전압에 기초하여 보상 전압을 출력하는 보상부 및 보상 전압에 기초하여 노이즈 전류 중 적어도 일부의 전류를 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각으로부터 흡수하는 보상 커패시터부를 포함한다.

Description

VSCC 능동 EMI 필터{Voltage-Sense Current-Compensation Active Electromagnetic Interference filter}
본 개시의 실시예들은 능동 EMI 필터에 관한 것으로, 특히, 공통 모드(Common Mode, CM) 노이즈를 저감시키기 위해 전압을 센싱하는 VSCC 능동 EMI 필터에 관한 것이다.
일반적으로 가전용, 산업용 전기 제품이나 전기 자동차와 같은 전기 기기들은 동작하는 동안 노이즈를 방출한다. 가령 전기 기기 내부의 스위칭 동작으로 인해 노이즈가 발생될 수 있다. 이러한 노이즈는 인체에 유해할 뿐만 아니라 연결된 다른 전자 기기의 오동작 또는 고장을 야기한다.
전자 기기가 다른 기기에 미치는 전자 장해를, EMI(Electromagnetic Interference)라고 하며, 그 중에서도, 와이어 및 기판 배선을 경유하여 전달되는 노이즈를 전도성 방출(Conducted Emission, CE) 노이즈라고 한다.
전자 기기가 주변 부품 및 다른 기기에 고장을 일으키지 않고 동작하도록 하기 위해서, 모든 전자 제품에서 EMI 노이즈 방출량을 엄격히 규제하고 있다. 따라서 대부분의 전자 제품들은, 노이즈 방출량에 대한 규제를 만족하기 위해, EMI 노이즈를 저감시키는 EMI 필터와 같은 노이즈 저감 장치를 필수적으로 포함한다.
예를 들면, 에어컨과 같은 백색 가전, 전기차, 항공, 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS) 등에서, 노이즈 저감 장치는 필수적으로 포함된다. 종래의 능동 EMI 필터는, 전도성 방출(CE) 노이즈 중 공통 모드(Common Mode, CM) 노이즈를 저감시키기 위해 공통 모드 초크(CM choke)를 이용한다.
한편, 고전력 제품들이 출시됨에 따라 고전력 시스템용 노이즈 저감 장치에 대한 니즈(needs)가 증가하고 있는 실정이다. 그런데 고전력/고전류 시스템에서 공통 모드(CM) 초크는, 자기 포화 현상에 의해 노이즈 저감 성능이 급격히 떨어지게 된다.
따라서 고전력/고전류 시스템에서 자기 포화를 방지하며 노이즈 저감 성능을 유지하기 위해서, 종래에는 공통 모드 초크의 사이즈를 키우거나 개수를 늘려야 하는데, 이로 인해 고전력 제품을 위한 능동 EMI 필터의 크기와 가격이 매우 증가하는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로, 공통 모드(CM) 노이즈를 저감시키는 능동형 EMI 필터를 제공하고자 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 장치와 연결되는 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각에 공통 모드(Common Mode)로 입력되는 제1 전류를 능동적으로 저감하는 능동 EMI(Electro Magnetic Interference) 필터는 상기 대전류 경로 상의 제1 전류에 대응되는 노이즈 전압에 기초하여 센싱 전압을 생성하는 센싱부; 상기 센싱 전압을 증폭하여 증폭 전압을 생성하는 증폭부; 상기 증폭된 증폭 전압에 기초하여 보상 전압을 출력하는 보상부; 및 상기 보상 전압에 기초하여, 상기 제1 전류의 적어도 일부를 상기 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각으로부터 흡수하는 보상 커패시터부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 센싱부는, 제1 차 측에 인가되는 상기 노이즈 전압에 기초하여 제2 차 측에서 상기 센싱 전압을 생성하는 센싱 변압기; 및 상기 센싱 변압기의 상기 제1 차 측에 상기 제1 전류에 대응되는 상기 노이즈 전압을 생성하는 센싱 커패시터부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 센싱 커패시터부는, 상기 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각과 상기 센싱 변압기의 상기 제1 차 측을 연결하는 적어도 둘 이상의 커패시터;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 보상 커패시터부는, 적어도 둘 이상의 보상 커패시터;를 포함하고, 상기 적어도 둘 이상의 보상 커패시터의 제1 단은 상기 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각에 연결되고, 상기 적어도 둘 이상의 커패시터의 제2 단은 상기 보상부의 상기 보상 전압을 출력하는 노드에 연결되고, 상기 적어도 둘 이상의 보상 커패시터는 상기 보상 전압에 기초하여 실효 임피던스가 감소되고, 상기 제1 전류 중 상기 실효 임피던스에 대응되는 일부 전류를 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각으로부터 흡수하는 것일 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
상술한 바와 같이 이루어진 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 고전력 시스템에서도 가격, 면적, 부피, 무게가 크게 증가하지 않는 능동 EMI 필터 또는 노이즈 저감 장치를 제공할 수 있다.
구체적으로, 다양한 실시예에 따른 능동 EMI 필터 또는 노이즈 저감 장치는, CM 초크를 포함하는 수동 보상 장치에 비하여 가격, 면적, 부피, 무게가 감소될 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 능동 EMI 필터 또는 노이즈 저감 장치는, CM 초크에 기생하지 않고 독립적으로 동작할 수 있는 능동형 능동 EMI 필터를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 능동 EMI 필터 또는 노이즈 저감 장치는, 전력선으로부터 전기적으로 절연되는 능동 회로단을 가짐으로써, 능동 회로단에 포함된 소자들을 안정적으로 보호할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 능동 EMI 필터 또는 노이즈 저감 장치는, 외부 과전압으로부터 보호될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100)를 포함하는 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제2 선 시스템에 사용되는 능동 EMI 필터(100A)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100A)의 구체적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 보상 커패시터부의 임피던스 감소를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100A)상에서 제1 전류(I11, I12)의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 VSCC 능동 EMI 필터(100A) 및 VSCC 능동 EMI 필터(100A)와 동일한 커패시턴스 값을 가지는 수동 EMI 필터의 노이즈 저감 성능을 비교한 시뮬레이션 그래프이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100C)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 도 7에 도시된 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)가 사용되는 시스템의 구성을 구략적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 형태는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100)를 포함하는 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100)는 제1 장치(300)와 연결되는 적어도 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각에 공통 모드(Common Mode)로 입력되는 제1 전류(I11, I12) 또는 노이즈 전류를 능동적으로 저감할 수 있다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100)는 적어도 둘 이상의 대전류 경로(111, 112), 센싱부(120), 증폭부(130), 보상부(140) 및 보상 커패시터부(150)를 포함할 수 있다.
둘 이상의 대전류 경로(111, 112)는 능동 EMI 필터(100) 내에서 제2 장치(200)에 의해 공급되는 제2 전류(I21, I22)를 제1 장치(300)에 전달하는 경로일 수 있는 데, 예컨대 전력선일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각은 라이브선(Live line)과 중성선(Neutral line)일 수 있다.
본 명세서에서 제2 장치(200)는 제1 장치(300)에 전원을 전류 및/또는 전압의 형태로 공급하기 위한 다양한 형태의 장치일 수 있다. 가령 제2 장치(200)는 전원을 생산하여 공급하는 장치일 수도 있고, 다른 장치에 의해 생성된 전원을 공급하는 장치(예컨대 전기 자동차 충전 장치)일 수도 있다. 물론 제2 장치(200)는 저장된 에너지를 공급하는 장치일 수도 있다. 다만, 이는 예시적인것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 제1 장치(300)는 전술한 제2 장치(200)가 공급하는 전원을 사용하는 다양한 형태의 장치일 수 있다. 가령 제1 장치(300)는 제2 장치(200)가 공급하는 전원을 이용하여 구동되는 부하일 수 있다. 또한, 제1 장치(300)는 제2 장치(200)가 공급하는 전원을 이용하여 에너지를 저장하고, 저장된 에너지를 이용하여 구동되는 부하(예컨대 전기 자동차)일 수 있다. 다만, 이는 예시적인것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각은 제2 장치(200)에 의해 공급되는 전원, 즉 제2 전류(I21, I22)를 제1 장치(300)에 전달하는 경로일 수 있는 데, 일 실시예에 따르면, 제2 전류(I21, I22)는 제2 주파수 대역의 주파수를 갖는 교류 전류일 수 있다. 이때 제2 주파수 대역은 가령 50Hz 내지 60Hz의 범위를 갖는 대역일 수 있다.
또한, 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각은 제1 장치(300)에서 발생한 노이즈, 즉 제1 전류(I11, I12)의 적어도 일부가 제2 장치(200)에 전달되는 경로일 수도 있다. 이때 제1 전류(I11, I12)는 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각에 대해 공통 모드(Common Mode)로 입력 될 수 있다.
제1 전류(I11, I12)는 다양한 원인에 의해 제1 장치(300)에서 의도치 않게 발생되는 전류일 수 있다. 가령 제1 전류(I11, I12)는 제1 장치(300)와 주변 환경 사이의 가상의 커패시턴스(Capacitance)에 의해 발생되는 노이즈 전류일 수 있다.
제1 전류(I11, I12)는 제1 주파수 대역의 주파수를 갖는 전류일 수 있다. 이때 제1 주파수 대역은 전술한 제2 주파수 대역보다 높은 주파수 대역을 가질 수 있는 데, 예컨대 150KHz 내지 30MHz의 범위를 갖는 대역일 수 있다.
한편, 둘 이상의 대전류 경로(111, 112)는 도 1에 도시된 바와 같이 두 개의 경로를 포함할 수도 있고, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 세 개의 경로 또는 네 개의 경로를 포함할 수도 있다. 대전류 경로(111, 112)의 수는 제1 장치(300) 및/또는 제2 장치(200)가 사용하는 전원의 종류 및/또는 형태에 따라 달라질 수 있다.
센싱부(120)는 대전류 경로 상의 제1 전류(I11, I12)에 대응되는 노이즈 전압에 기초하여 센싱 전압을 생성할 수 있다. 이를 위하여 센싱부(120)는 대전류 경로(111, 112)에 각각에 전기적으로 연결될 수 있다. 바꾸어 말하면 센싱부(120)는 대전류 경로(111, 112) 상의 제1 전류(I11, I12)를 감지하는 수단을 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 센싱부(120)는 후술하는 증폭부(130)의 입력단과 차동(Differential)으로 연결될 수 있다.
증폭부(130)는 센싱부(120)에 전기적으로 연결되어, 센싱부(120)가 출력한 센싱 신호를 증폭하여, 증폭 신호를 생성할 수 있다. 예를 들면, 증폭부(130)는 센싱부(130)에서 생성한 노이즈 전류에 대한 센싱 전압을 증폭하여 증폭 전압을 생성할 수 있다. 본 발명에서 증폭부(130)에 의한 '증폭'은 증폭 대상의 크기 및/또는 위상을 조절하는것을 의미할 수 있다.
증폭부(130)의 증폭에 의해, 능동 EMI 필터(100)는 제1 전류(I11, I12)에 대응하는 노이즈 전압을 증폭하여 보상 커패시터부에서 흡수되는 제1 전류의 크기를 조절할 수 있다. 바꾸어 말하면, 능동 EMI 필터(100)는 증폭부(130)가 생성한 증폭 전압에 기초하여 보상 커패시터부의 커패시터의 유효 임피던스(effective impedance)를 감소시킴으로써, 제1 전류(I11, I12)의 적어도 일부가 능동 EMI 필터(100)로 유입되도록 할 수 있다.
증폭부(130)는 다양한 수단으로 구현될 수 있다. 일 실시예에에서 증폭부(130)는 OP-AMP를 포함할 수 있다. 다른 실시예에에서 증폭부(130)는 OP-AMP 이외에 저항과 커패시터 등 복수의 수동 소자들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예서, 증폭부(130)는 BJT(Bipolar Junction Transistor)를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예서, 증폭부(130)는 BJT 이외에 저항과 커패시터 등 복수의 수동 소자들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예서, 증폭부(130)는 반전 증폭기로 구현될 수 있고, 주파수에 따라 반전 증폭기의 이득(gain)을 조절할 수 있다.
다만 증폭부(130)의 위와 같은 구현 방식은 예시적인것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에서 설명하는 '증폭'을 위한 수단은 본 발명의 증폭부(130)로 제한 없이 사용될 수 있다.
증폭부(130)는 제1 장치(300) 및/또는 제2 장치(200)와 구분되는 제3 장치(400)로부터 전원을 공급받아, 센싱부(120)가 출력한 센싱 전압을 증폭하여 증폭 전압을 생성할 수 있다. 이때 제3 장치(400)는 제1 장치(300) 및 제2 장치(200)와 무관한 전원으로부터 전원을 공급 받아 증폭부(130)의 입력 전원을 생성하는 장치일 수 있다. 선택적으로 제3 장치(400)는 제1 장치(300) 및 제2 장치(200) 중 어느 하나의 장치로부터 전원을 공급 받아 증폭부(130)의 입력 전원을 생성하는 장치일 수도 있다.
보상부(140)는 증폭부(130)에 전기적으로 연결되고, 전술한 증폭부(130)에 의해 생성된 증폭 전압에 기초하여 보상 전압를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 보상부(140)는 증폭부(130)와 전기적으로 연결되는 제1 차 측과 후술하는 보상 커패시터부(150)와 전기적으로 연결되는 제2 차 측을 포함하는 보상 변압기를 포함할 수 있다.
보상 커패시터부(150)는 전술한 보상부(140)가 생성한 보상 전압에 기초하여, 제1 전류(I11, I12)의 적어도 일부를 대전류 경로(111, 112)로부터 흡수할 수 있다. 바꾸어 말하면, 보상 커패시터부(150)는 제1 전류(I11, I12) 중 보상 전압에 대응되는 전류가 적어도 둘 이상의 대전류 경로(111, 112)로부터 유입되는 경로를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 보상 커패시터부(150)는 둘 이상의 대전류 경로(111, 112)를 흐르는 노이즈 전류 중 보상 전압에 대응되는 전류가 각각 대전류 경로(111, 112) 별로 연결된 커패시터에 따라 유입되도록 구현될 수 있다. 이때 보상 커패시터부(150)는 능동 EMI 필터(100)의 기준전위(기준전위 1)와 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각을 연결하는 적어도 둘 이상의 보상 커패시터를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성된 능동 EMI 필터(100)는 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 상의 노이즈 전류에 대응하는 노이즈 전압을 감지하고, 이를 기초로 능동적으로 노이즈 전류를 저감할 수 있고, 장치(100)의 소형화에도 불구하고 고전류, 고전압 및/또는 고전력 시스템에 적용될 수 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 9를 도 1과 함께 참조하여, 다양한 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100)를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제2 선 시스템에 사용되는 능동 EMI 필터(100A)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100A)는 제1 장치(300A)와 연결되는 두 개의 대전류 경로(111A, 112A) 각각에 공통 모드로 입력되는 제1 전류(I11, I12)를 능동적으로 저감할 수 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100A)는 두 개의 대전류 경로(111A, 112A), 센싱부(120A), 증폭부(130A), 보상 변압기(140A) 및 보상 커패시터부(150A)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 센싱부(120A)는 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 상의 제1 전류(I11, I12)에 대응되는 노이즈 전압에 기초하여, 센싱 전압을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전술한 센싱부(120A)는 센싱 커패시터(121A) 및 센싱 변압기(122A)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 센싱부(120A)는 제1 차 측에 인가되는 노이즈 전압에 기초하여 제2 차 측에서 센싱 전압을 생성하는 센싱 변압기(122A) 및 센싱 변압기의 제1 차 측에 연결되고, 상기 제1 전류에 대응되는 노이즈 전압을 생성하는 센싱 커패시터부(121A)를 포함할 수 있다. 이때, 센싱 변압기(122A)는 센싱 커패시터(121A)와 연결된 제1 차측(123A) 및 증폭부(130A)에 연결된 제2 차측(124A)를 포함할 수 있다.
센싱 커패시터(121A)는 제1 전류(I11, I12) 또는 노이즈 전류에 대응하는 노이즈 전압을 감지하기 위한 수단일 수 있다. 이때, 센싱 커패시터(121A)는 대전류 경로의 수만큼의 커패시터를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 센싱 커패시터(121A)는 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다.
이때, 센싱 커패시터(121A)의 제1 커패시터(C1)는 제1 대전류 경로(111A)에 연결될 수 있고, 센싱 커패시터(121A)의 제2 커패시터(C2)는 제2 대전류 경로(112A)에 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)의 제1 단은 각각 제1 대전류 경로(111A) 및 제2 대전류 경로(112A)에 연결될 수 있고, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)의 제2 단은 하나의 노드로 접속되어 센싱 변압기(122A)의 제1 차측(123A)에 연결될 수 있다. 즉, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)는 상기 적어도 둘 이상의 대전류 경로(111A, 112A) 각각과 센싱 변압기(122A)의 제1 차 측(123A)을 연결할 수 있다. 이때 센싱 커패시터(121A)는 대전류 경로(111A, 112A)와 절연된 상태에서 대전류 경로(111A, 112A) 상의 제1 전류(I11, I12)에 대응하는 노이즈 전압을 감지하기 위한 수단일 수 있다.
한편, 두 개의 대전류 경로(111A, 112A)에 흐르는 제1 전류(I11, I12) 중 능동 EMI 필터(100A)의 임피던스에 대응하는 미세 전류가 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 통해 흐를 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 센싱 커패시터(121A)는 1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 통해 흐르는 미세 전류를 감지하기 위한 센서를 더 포함할 수 있다.
센싱 커패시터(121A)의 제2 단과 센싱 변압기(122A) 사이의 노드에는 제1 전류(I11, I12)에 대응하는 노이즈 전압이 인가될 수 있다. 이후 센싱 변압기(122A)는 노이즈 전압에 기초하여 센싱 전압을 생성하여 출력할 수 있다. 즉, 센싱 변압기(122A)의 제2 차측(124A)과 증폭부(130A) 사이에는 센싱 전압이 인가될 수 있다. 이때, 센싱 변압기(122A)의 제2 차 측(124A)은 후술하는 증폭부(130A)의 입력단과 차동(Differential)으로 연결될 수 있다.
본 발명의 증폭부(130A)는 전술한 센싱부(120A)가 출력한 센싱 전압을 증폭하여 증폭 전압을 생성할 수 있다. 본 발명에서 증폭부(130)에 의한 '증폭'은 증폭 대상의 크기 및/또는 위상 등을 조절하는 것을 의미할 수 있다. 가령 증폭부(130A)는 센싱 전압의 크기를 K배(K>=1) 만큼 증가시킨 증폭 전압을 생성할 수 있다.
증폭부(130A)는 전술한 센싱 변압기(120A)의 변압 비율 및 후술하는 보상부 (140)의 변압 비율을 고려하여 증폭 전압을 생성할 수 있다. 이때, 증폭부(130A)는 다양한 수단으로 구현될 수 있다. 가령 증폭부(130A)는 OP-AMP를 포함할 수 있다. 선택적으로 상기 증폭부(130A)는 OP-AMP 이외에 저항과 커패시터 등 복수의 수동 소자들을 포함할 수 있다. 또한 증폭부(130A)는 BJT(Bipolar Junction Transistor)를 포함할 수 있다. 선택적으로 상기 증폭부(130A)는 BJT 외에 복수의 수동 소자들을 포함할 수 있다. 다만 증폭부(130A)의 위와 같은 구현 방식은 예시적인것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에서 설명하는 '증폭'을 위한 수단은 본 발명의 증폭부(130A)로 제한 없이 사용될 수 있다.
보상부(140)는 전술한 증폭부(130)에 의해 생성된 증폭 전압에 기초하여 보상 전압을 생성할 수 있다. 본 발명의 보상부(140)는 보상 변압기(140A)로 구현될 수 있다. 이때 보상 변압기(140A)는 전술한 대전류 경로(111A, 112A)와 절연된 상태에서, 증폭 전압에 기초하여 대전류 경로(111A, 112A) 측에(또는 후술하는 제2 차 측(142A)에) 보상 전압를 출력하기 위한 수단일 수 있다.
보다 구체적으로, 보상 변압기(140A)는 증폭부(130A)의 출력단과 차동으로 연결되는 제1 차 측(141A)에서, 증폭부(130A)가 생성한 증폭 전압에 대응하는 전류에 의해 유도되는 자속 밀도에 기초하여 제2 차 측(142A)에 유도 전류를 생성할 수 있다. 즉, 제2 차측(142A)에는 상술한 유도 전류에 대응하는 보상 전압이 인가될 수 있다. 이때 제2 차 측(142A)은 후술하는 보상 커패시터부(150A)와 능동 EMI 필터의 기준전위(기준전위 1)를 연결하는 경로상에 배치될 수 있다.
한편, 보상 변압기(140A)의 제1 차 측(141A), 증폭부(130A) 및 센싱 변압기(120A)의 제2 차 측(122A)은 능동 EMI 필터(100A)의 나머지 구성요소들과 구분되는 기준전위(기준전위 2)와 연결될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 보상 전압을 생성하는 구성요소에 대해서 나머지 구성요소와 상이한 기준전위를 사용하고, 별도의 전원을 사용함으로써 보상 전압을 생성하는 구성요소가 절연된 상태에서 동작하도록 할 수 있으며, 이로써 능동 EMI 필터(100A)의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 보상 커패시터부(150)는 전술한 바와 같이 두 개의 대전류 경로(111A, 112A)에 흐르는 제1 전류(I11, I12) 중 보상 변압기(140A)에 의해 생성된 보상 전압에 대응되는 일부 전류를, 두 개의 대전류 경로(111A, 112A) 각각으로부터 능동 EMI 필터(100A)로 흡수할 수 있다.
구체적으로, 보상 커패시터부(150)에 포함된 각각의 커패시터의 제1 단은 각각 제1 대전류 경로(111A) 및 제2 대전류 경로(112A)에 각각 연결될 수 있고, 보상 커패시터부(150)에 포함된 각각의 커패시터의 제2 단은 하나의 노드로 접속되어 보상 변압기(142A)의 제2 차측(142A)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 보상 커패시터부(150)에 포함된 각각의 커패시터는 두 개의 대전류 경로(111A, 112A) 각각으로부터 능동 EMI 필터(100A)로 흡수되는 전류가 흐르는 경로를 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100A)의 구체적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
센싱 커패시터부(121A)는 대전류 경로(111A, 112A)에 흐르는 노이즈 전류 또는 제1 전류(I11, I12)에 대응되는 노이즈 전압(Vn)을 감지할 수 있다. 구체적으로, 노이즈 전압(Vn)은 대전류 경로(111A, 112A)에 흐르는 제1 전류(I11, I12)로 인해 인가되는 전압이며, 센싱 커패시터(121A)의 제2 단과 센싱 변압기(122A) 사이의 노드(a)에 인가되는 전압은 노이즈 전압과 유사한 전압(
Figure 112019046534860-pat00001
Vn)일 수 있다. 이하에서는 편의를 위해 노드(a)에 인가되는 전압을 노이즈 전압(Vn)이라고 하기로 한다.
즉, 능동 EMI 필터(100A)의 노드(a) 또는 센싱 변압기(122A)의 제1 차측에 노이즈 전압(Vn)이 인가되면, 센싱 변압기(122A)는 노이즈 전압(Vn)을 기초로 센싱 전압을 생성할 수 있다. 구체적으로 센싱 변압기(122A)의 변압비가 1:Nsen이고, 제1 차측(123A) 인덕터의 인덕턴스가 Lsen이며, 완전결합인 것을 가정하면, 센싱 변압기(122A)의 제2 차측(124A) 인덕터의 인덕턴스는 Nsen 2 * Lsen 일 수 있다.
이때, 센싱 변압기(122A)를 통과한 노이즈 전압(Vn)은 센싱 전압으로 변환될 수 있고, 센싱 변압은 Nsen * Vn일 수 있다. 즉, 제2 차측(124A)과 증폭부(130A) 사이의 노드(b)에는 센싱 전압(Nsen * Vn)이 인가될 수 있다.
증폭부(130A)는 OP-amp를 이용한 반전 증폭기일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제3 장치(400)를 통한 직류 전원을 통해 전원이 인가된 OP-amp를 이용하여 절연형 VSCC(voltage-sense Current-compensation) 토폴로지 AEF를 구현할 수 있다.
증폭부(130A)는 R1, R2-를 포함하는 반전 증폭기일 수 있다. 반전 증폭기는 연산 증폭기의 기본적인 회로구조의 하나이다. A가 증폭기 본체의 전압 이득이고,
Figure 112019046534860-pat00002
=R1/(R1+R2)인 경우, 폐루프 전압이득 Av.amp는 수학식 1과 같다.
Figure 112019046534860-pat00003
이때,
Figure 112019046534860-pat00004
이면,
Figure 112019046534860-pat00005
일 수 있고, 출력전압의 극성은 반전된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 증폭부(130A)는 CO를 더 포함할 수 있다. CO노이즈 저감 타겟 대상 대역 이하의 저주파에서 증폭부(130A)에 포함된 증폭기가 동작하는 것을 차단하기 위한 하이 패스 필터(high-pass filter)일 수 있다.
한편, 센싱 전압(Nsen * Vn)이 증폭부(130A)를 통해서 증폭되면, 증폭부(130A)와 보상 변압기(140A)의 제1 차측(141A) 사이의 노드(c)에는 증폭 전압이 인가될 수 있다. 이때, 증폭 전압은 -Nsen * Av,amp * Vn 일 수 있다.
능동 EMI 필터(100A)의 노드(c)에 증폭 전압(-Nsen*Av,amp*Vn)이 인가되면, 보상 변압기(140A)는 증폭 전압(-Nsen*Av,amp*Vn)을 기초로 보상 전압을 생성할 수 있다. 구체적으로 보상 변압기(140A)의 변압비가 1:Ninj이고, 제1 차측(141A) 인덕터의 인덕턴스가 Linj이며, 완전결합인 것을 가정하면, 보상 변압기(140A)의 제2 차측(142A) 인덕터의 인덕턴스는 Ninj 2 * Linj 일 수 있다.
이때, 보상 변압기(122A)를 통과한 증폭 전압(-Nsen*Av,amp*Vn)은 보상 전압으로 변환될 수 있고, 보상 변압은 -Nsen*Ninj*Av,amp*Vn 일 수 있다. 즉, 보상 변압기 제2 차측(142A)과 보상 커패시터부(150A) 사이의 노드(d)에는 보상 전압(-Nsen*Ninj*Av,amp*Vn)이 인가될 수 있다.
보상 커패시터부(150A)의 적어도 둘 이상의 보상 커패시터는 제1 단은 대전류 경로(111A, 112A)에 각각 연결될 수 있고, 보상 커패시터의 제 2단은 하나의 노드(d)로 보상 변압기(140A)에 연결될 수 있다. 보상 커패시터부(150A)에 포함된 각각의 커패시터는 대전류 경로(111A, 112A)에 인가된 전압 및 노드(d)에 인가된 전압에 의해 실효 임피던스값이 감소되게 된다.
이에 따라, 보상 커패시터부(150A)는 대전류 경로(111A, 112A)에 흐르는 제1 전류(I11, I12) 중 적어도 일부의 전류를 흡수할 수 있다. 즉, 노이즈 전류의 일부 전류가 능동 EMI 필터(100A)로 흡수 또는 유입됨에 따라 제2 장치(200A)로 전달되는 노이즈 전류를 저감 또는 보상할 수 있다. 이에 대하여 도 4 및 도 5를 통해 자세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 보상 커패시터부의 임피던스 감소를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 임피던스-주파수 상 제1 그래프(얇은 직선)는 일반적인 커패시터의 주파수에 따른 임피던스 변화를 나타낸다. 반면, 제2 그래프(굵은 선)는 본 발명의 능동 EMI 필터(100A)에 포함된 보상 커패시터부의 주파수에 따른 임피던스 변화를 나타낸다.
일반적인 보상 커패시터부의 커패시터(Cinj)의 임피던스는 아래의 수학식 2에 따라 계산될 수 있다.
Figure 112019046534860-pat00006
Figure 112019046534860-pat00007
즉, 일반적인 커패시터의 주파수에 따른 임피던스 변화는 제1 그래프(얇은 직선)과 같이 도시될 수 있다.
반면, 본 발명의 능동 EMI 필터(100A)에 포함된 보상 커패시터부의 커패시터(Cinj)의 임피던스는 아래의 수학식 3에 따라 계산될 수 있다.
Figure 112019046534860-pat00008
Figure 112019046534860-pat00009
다시 말하면, 수학식 3에서 커패시터(Cinj)의 실효 임피던스(Effective Impedacne)는 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112019046534860-pat00010
수학식 3 또는 수학식 4에 따라, 본 발명의 보상 커패시터부(150A)에 포함된 커패시터(Cinj)에 대한 주파수에 따른 임피던스 변화는 제2 그래프(굵은 선)와 같이 도시될 수 있다.
구체적으로 수학식 4를 보면, NsenNinjAv,amp 값은 능동 EMI 필터(100A)의 센싱 변압기(122A), 보상 변압기(140A) 및 증폭부(130A)의 설계에 따라 증가하거나 감소될 수 있으며, 주파수에 따라 다른 특성을 가질 수도 있다. 예를 들어 도 4를 참조하면, 주파수가 6MHz에서 가장 낮은 실효 임피던스를 가진다.
즉, 보상 커패시터부(150A)에 포함된 커패시터(Cinj)의 실효 임피던스가 감소하도록 설계함으로써, 대전류 경로(111A, 112A)로부터 보상 커패시터부(150A)로 제1 전류 또는 노이즈 전류가 흡수될 수 있다. 이와 관련하여 도 5에서 추가적으로 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100A)상에서 제1 전류(I11, I12)의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 보상 커패시터부(150A)는 보상 커패시터를 통해 두 개의 대전류 경로(111A, 112A) 사이에 흐르는 전류(IL1)가 소정의 제1 전류 조건을 만족하도록 구성될 수 있다. 이때 소정의 제1 전류 조건은 전류(IL1)의 크기가 소정의 제1 임계 크기 미만인 조건일 수 있다.
한편. 보상 커패시터부(150A)는 보상 커패시터를 통해 두 개의 대전류 경로(111A, 112A) 각각과 능동 EMI 필터(100A)의 기준전위(기준전위 1) 사이에 흐르는 전류(Il2)가 소정의 제2 조건을 만족하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 노드(d)에 인가되는 보상 전압은 -NsenNinjAv,ampVn일 수 있고, 이에 따라 보상 커패시터(Cinj)의 실효 임피던스는 1/(1+NsenNinjAv,amp)배로 감소할 수 있다.
두 개의 대전류 경로(111A, 112A)를 따라 흐르는 제1 전류(I11, I12) 또는 노이즈 전류는 능동 EMI 필터(100A)의 기준전위(기준전위 1)로 흐르도록 커패시터(Cinj)로 흡수 또는 유입될 수 있다. 즉, 커패시터(Cinj)의 실효 임피던스가 감소됨에 따라, 감소된 실효 임피던스에 대응하여 전류(Il2)는 증가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상술한 소정의 제2 전류 조건은 전류(IL2)의 크기가 소정의 제2 임계 크기 이상인 조건인 것일 수 있다. 이때, 전류(IL2)의 크기는 커패시터(Cinj)의 실효 임피던스의 크기에 따라 변할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100A)는 전류(Il2)가 제2 임계 크기 이상이 되도록 센싱 변압기(122A), 보상 변압기(140A) 및 증폭부(130A)가 설계될 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 보상 커패시터부(150A)를 따라 두 개의 대전류 경로(111A, 112A)로부터 제1 전류(I11, I22)가 유입됨에 따라, 제1 전류(I11, I22)가 제2 장치(200A)로 전달되는 것을 저감할 수 있다.
이로써 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100A)는 제1 장치(300A)와 연결되는 두 개의 대전류 경로(111A, 112A) 각각에 공통 모드로 입력되는 제1 전류(I11, I12)를 능동적으로 저감하여, 제2 장치(200A)의 오동작이나 파손을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 VSCC 능동 EMI 필터(100A) 및 VSCC 능동 EMI 필터(100A)와 동일한 커패시턴스 값을 가지는 수동 EMI 필터의 노이즈 저감 성능을 비교한 시뮬레이션 그래프이다.
도 6을 참조하면, 그래프에서 가로축은 주파수를 나타내고, 세로축은 공통 모드(CM) 전도성 방출(CE)의 노이즈 레벨을 나타낸다. 실선은 EMI 노이즈 규격을 나타낸다. 즉, 실선(EMI 노이즈 규격)을 초과하는 경우, 제품 출하가 불가하다.
상기 그래프에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 VSCC 능동 EMI 필터부(100A)를 사용한 경우의 노이즈 레벨은, 수동 EMI 필터를 사용한 경우에 비하여 EMI 노이즈 규격보다 안정적으로 낮게 나오는 것을 볼 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 VSCC 능동 EMI 필터부(100A)가 동작하는 경우, 10~30dB 의 추가적인 노이즈 저감이 나타나는 것으로 시뮬레이션에서 확인된다
따라서, VSCC 능동 EMI 필터부(100A)는, 수동 EMI 필터에 비해 더 좋은 노이즈 저감 성능을 가지면서 면적과 무게를 감소시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이하에서는 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 내용과 중복되는 내용의 설명은 생략한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)는 제1 장치(300B)와 연결되는 대전류 경로(111B, 112B, 113B) 각각에 공통 모드로 입력되는 제1 전류(I11, I12, I13)를 능동적으로 저감 또는 보상할 수 있다.
이를 위해 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)는 세 개의 대전류 경로(111B, 112B, 113B), 센싱 변압기(120B), 증폭부(130B), 보상 변압기(140B), 보상 커패시터부(150B)를 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 6에서 설명한 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100A)와 대비하여 살펴보면, 도 7에 도시된 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)는 세 개의 대전류 경로(111B, 112B, 113B)를 포함하고, 이에 따라 센싱 커패시터(121B) 및 보상 커패시터부(150B)의 차이점이 있다. 따라서 이하에서는 상술한 차이점을 중심으로 능동 EMI 필터(100B)에 대해 설명한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)는 서로 구분되는 제1 대전류 경로(111B), 제2 대전류 경로(112B) 및 제3 대전류 경로(113B)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 대전류 경로(111B)는 R상, 상기 제2 대전류 경로(112B)는 S상, 상기 제3 대전류 경로(113B)는 T상의 전력선일 수 있다. 제1 전류(I11, I12, I13)는 제1 대전류 경로(111B), 제2 대전류 경로(112B) 및 제3 대전류 경로(113B) 각각에 공통 모드로 입력될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 센싱 커패시터(121B)는 제1 대전류 경로(111B), 제2 대전류 경로(112B) 및 제3 대전류 경로(113B) 각각에 연결되어 제1 전류에 대응하는 노이즈 전압을 감지할 수 있다. 제1 전류(I11, I12, I13)에 대응하는 노이즈 전압을 감지하는 과정은 이미 설명하였으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 보상 커패시터부(150B)는 제1 전류(I11, I12, I13) 중 보상 변압기(140B)에 의해 생성된 보상 전압에 대응하는 적어도 일부의 전류가 흡수되어 흐르는 경로를 제공할 수 있다.
이와 같은 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)는 3상 3선의 전력 시스템의 부하에서 전원으로 이동하는 제1 전류(I11, I12, I13)를 저감시키기 위해(또는 차단하기 위해)사용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100C)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이하에서는 도 1 내지 도 7를 참조하여 설명한 내용과 중복되는 내용의 설명은 생략한다.
실시예에 따른 능동 EMI 필터(100C)는 제1 장치(300C)와 연결되는 대전류 경로(111C, 112C, 113C, 114C) 각각에 공통 모드로 입력되는 제1 전류(I11, I12, I13, I14)를 능동적으로 저감 또는 보상할 수 있다.
이를 위해 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100C)는 네 개의 대전류 경로(111C, 112C, 113C, 114C), 센싱 변압기(120C), 증폭부(130C), 보상 변압기(140C), 보상 커패시터부(150C)를 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 6에서 설명한 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100A) 및 도 7에서 설명한 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)와 대비하여 살펴보면, 도 8에 도시된 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100C)는 네 개의 대전류 경로(111C, 112C, 113C, 114C)를 포함하고, 이에 따라 센싱 커패시터(121C) 및 보상 커패시터부(150C)부 상의 차이점이 있다. 따라서 이하에서는 상술한 차이점을 중심으로 능동 EMI 필터(100C)에 대해 설명한다.
먼저 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100C)는 서로 구분되는 제1 대전류 경로(111C), 제2 대전류 경로(112C), 제3 대전류 경로(113C) 및 제4 대전류 경로(114C)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 대전류 경로(111C)는 R상, 상기 제2 대전류 경로(112C)는 S상, 상기 제3 대전류 경로(113C는 T상, 상기 제4 대전류 경로(114C)는 N상의 전력선일 수 있다. 제1 전류(I11, I12, I13, I14)는 제1 대전류 경로(111C), 제2 대전류 경로(112C), 제3 대전류 경로(113C) 및 제4 대전류 경로(114C) 각각에 공통 모드로 입력될 수 있다.
실시예에 따른 센싱 커패시터(121C)는 제1 대전류 경로(111C), 제2 대전류 경로(112C), 제3 대전류 경로(113C) 및 제4 대전류 경로(114C) 각각에 연결되어 제1 전류(I11, I12, I13, I14)에 대응하는 노이즈 전압을 감지할 수 있다. 제1 전류(I11, I12, I13, I14)에 대응하는 노이즈 전압을 감지하는 과정은 이미 설명하였으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 실시예에 따른 보상 커패시터부(150C)는 제1 전류(I11, I12, I13) 중 보상 변압기(140C)에 의해 생성된 보상 전압에 대응하는 적어도 일부의 전류가 흡수되어 흐르는 경로를 제공할 수 있다.
이와 같은 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100C)는 3상 4선의 전력 시스템의 부하에서 전원으로 이동하는 제1 전류(I11, I12, I13, I14)를 저감시키기 위해(또는 차단하기 위해)사용될 수 있다.
도 9는 도 7에 도시된 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)가 사용되는 시스템의 구성을 구략적으로 도시한 도면이다.
실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)는 제2 장치(200B)와 제1 장치(300B)를 연결하는 대전류 경로 상에서 하나 이상의 다른 보상 장치(500)와 사용될 수 있다.
가령 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)는 공통 모드(Common Mode)로 입력되는 제1 전류를 보상하는 보상 장치 1(510)과 함께 사용될 수 있다. 이때 보상 장치 1(510)은 능동 EMI 필터(100B)와 유사하게 능동 소자로 구현될 수도 있고, 수동 소자로만 구현될 수도 있다.
또한, 실시예에 따른 능동 EMI 필터(100B)는 차동 모드(Differential Mode)로 입력되는 제3 전류를 보상하는 보상 장치 2(520)과 함께 사용될 수도 있다. 이때 보상 장치 2(520) 또한 능동 소자로 구현될 수도 있고, 수동 소자로만 구현될 수도 있다.
한편 도 9에서 설명하는 보상 장치(500)의 종류나 수량, 배치 순서는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 시스템의 설계에 따라 다양한 수량과 종류의 보상 장치가 시스템에 더 포함될 수 있다. 또한, 선택적으로 도 9에 도시된 실시예는 본 명세서의 다른 모든 실시예들에도 동일하게 적용될 수 있다.
또한, 도 9의 보상 장치(500)는 전류를 보상하는 것뿐만 아니라, 능동 EMI 필터(100B)와 같이 제2 장치(200B)로 흐르는 노이즈를 저감하기 위한 장치일 수 있음은 물론이다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 능동 EMI 필터
111, 112: 대전류 경로
120: 센싱부
130: 증폭부
140: 보상부
150: 보상 커패시터부
200: 제2 장치
300: 제1 장치

Claims (4)

  1. 제1 장치와 연결되는 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각에 공통 모드(Common Mode)로 입력되는 제1 전류를 능동적으로 저감하는 능동 EMI(Electro Magnetic Interference) 필터에 있어서,
    상기 대전류 경로 상의 제1 전류에 대응되는 노이즈 전압에 기초하여 센싱 전압을 생성하는 센싱부;
    상기 센싱 전압을 증폭하여 증폭 전압을 생성하는 증폭부;
    상기 증폭된 증폭 전압에 기초하여 보상 전압을 출력하는 보상부; 및
    상기 보상 전압에 기초하여, 상기 제1 전류의 적어도 일부를 상기 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각으로부터 흡수하는 보상 커패시터부;를 포함하고,
    상기 보상 커패시터부는,
    적어도 둘 이상의 보상 커패시터;를 포함하고,
    상기 적어도 둘 이상의 보상 커패시터의 제1 단은 상기 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각에 연결되고, 상기 적어도 둘 이상의 커패시터의 제2 단은 상기 보상부의 상기 보상 전압을 출력하는 노드에 연결되고,
    상기 적어도 둘 이상의 보상 커패시터는 상기 보상 전압에 기초하여 실효 임피던스가 감소되고, 상기 제1 전류 중 상기 실효 임피던스에 대응되는 일부 전류를 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각으로부터 흡수하는, 능동 EMI 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는,
    제1 차 측에 인가되는 상기 노이즈 전압에 기초하여 제2 차 측에서 상기 센싱 전압을 생성하는 센싱 변압기; 및
    상기 센싱 변압기의 상기 제1 차 측에 상기 제1 전류에 대응되는 상기 노이즈 전압을 생성하는 센싱 커패시터부;를 포함하는 능동 EMI 필터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센싱 커패시터부는,
    상기 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각과 상기 센싱 변압기의 상기 제1 차 측을 연결하는 적어도 둘 이상의 커패시터;를 포함하는, 능동 EMI 필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는, 상기 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각에 연결된 센싱 커패시터를 포함하는, 능동 EMI 필터.
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