Design of Compact Common Mode Noise Absorption Filter

공통 모드 노이즈를 흡수하는 소형 공통 모드 필터 설계

Abstract

In this paper, a compact common mode filter using passive elements is designed and fabricated. To design a common mode filter with required frequency response, the equivalent circuits of the common mode filter in differential mode and common mode were analyzed. Compared with the former filter using a ${\lambda}/4$ resonator, the size of the proposed structure was reduced by 60 %. The fabricated common mode filter has a maximum differential mode insertion loss of 1.2 dB and a minimum common mode absorption efficiency of 78.2% in the CMA - bandwidth of 27.5 %.

본 논문에서는 수동소자를 이용한 소형 공통 모드 필터를 설계 및 제작하였다. 주어진 주파수 응답을 갖는 공통 모드 필터를 설계하기 위해 차동 모드와 공통 모드에서 등가회로를 분석하였다. 제안된 구조는 기존의 ${\lambda}/4$ 공진기로 구현된 필터에 비해 60 %의 크기가 감소하였다. 또한, 제작된 공통 모드 필터는 ${\mid}S_{dd11}{\mid}$, ${\mid}S_{cc21}{\mid}$, ${\mid}S_{cc11}{\mid}$ < -10 dB를 만족하는 27.5 %의 공통 모드 흡수 대역폭에서 최대 1.2 dB의 차동 모드 삽입손실과 최소 78.2 %의 공통 모드 흡수 효율을 갖는다.

그림 1. 공통 모드 필터의 등가회로 Fig. 1. The equivalent circuit of CMF.

그림 2. 차동 모드에서 등가 회로 Fig. 2. The equivalent circuit in differential mode.

그림 3. 공통 모드에서 등가 회로 Fig. 3. The equivalent circuit in common mode.

그림 4. 제작된 공통 모드 필터 사진 Fig. 4. Photograph of the fabricated CMF.

그림 5. 시뮬레이션과 측정 결과 Fig. 5. The simulated and measured results.

그림 6. 공통 모드 흡수 효율 Fig. 6. Common mode absorption efficiency.

표 1. 임피던스, S 파라미터 조건식 Table 1. The impedance, S parameter conditional equation.

표 2. CMF 설계 파라미터 Table 2. CMF design parameter.

표 3. 기존 연구와의 비교 Table 3. Comparison with previous research.