liminfoEMC Filter Design
공통모드/차동모드 EMI 필터 설계 도구
필터 부품 (fc = 100.000 kHz)
L
79.58 µH
C
31.83 nF
Atten @ 1.000 MHz
40.00 dB
40 dB 감쇠 필요 @ 1.000 MHz
필요 차단 주파수: 100.000 kHz
L = 79.58 µH, C = 31.83 nF
삽입 손실 (근사값)
| 주파수 | 삽입 손실 |
|---|---|
| 10.000 kHz | 0.00 dB |
| 15.849 kHz | 0.00 dB |
| 25.119 kHz | 0.00 dB |
| 39.811 kHz | 0.00 dB |
| 63.096 kHz | 0.00 dB |
| 100.000 kHz | 0.00 dB |
| 158.489 kHz | 8.00 dB |
| 251.189 kHz | 16.00 dB |
| 398.107 kHz | 24.00 dB |
| 630.957 kHz | 32.00 dB |
| 1000.000 kHz | 40.00 dB |
| 1.585 MHz | 48.00 dB |
| 2.512 MHz | 56.00 dB |
| 3.981 MHz | 64.00 dB |
| 6.310 MHz | 72.00 dB |
EMC Filter Design 소개
EMC 필터 설계 계산기는 EMC 노이즈 억제에 사용되는 세 가지 일반적인 저역통과 필터 위상의 인덕터(L)와 커패시터(C) 부품값을 계산하는 무료 전자기 호환성(EMC) 엔지니어링 도구입니다. LC(2차 버터워스), Pi 필터(3차), T 필터(3차)를 지원합니다. 차단 주파수(kHz 또는 MHz), 소스/부하 임피던스(Ω), 필요 감쇠량(dB), 목표 주파수를 입력하면 지정된 차단 주파수에 대한 L·C 부품값을 계산하고, 목표 주파수에서 원하는 감쇠를 달성하는 데 필요한 차단 주파수도 역산합니다.
EMC 필터는 전원선, 신호 케이블, PCB 배선에 장착되어 전도성 전자기 간섭(EMI)을 억제하고 FCC Part 15, CISPR 22, CE 마킹 등 규제 한계를 초과하는 RF 방출을 방지합니다. LC 2차 필터는 차단 주파수 이상에서 10배 주파수당 40dB 감쇠를 제공합니다. Pi 및 T 3차 필터는 10배당 60dB 감쇠를 제공하여 동일한 차단 주파수에서 훨씬 더 큰 감쇠를 달성합니다. Pi와 T 위상 선택은 소스·부하 임피던스가 주로 용량성인지 유도성인지에 따라 결정됩니다.
부품값 외에도 지정된 간섭 주파수에서의 실제 감쇠량과 통과대역부터 저지대역까지 필터의 주파수 응답을 보여주는 삽입 손실 테이블을 제공합니다. 부품값은 인덕터에 nH/μH/mH, 커패시터에 pF/nF/μF 단위로 자동 스케일링되어 표시됩니다. 모든 계산은 서버 연결 없이 브라우저 내에서만 실행됩니다.
주요 기능
- 세 가지 필터 위상: LC 2차(40dB/decade), Pi 3차(60dB/decade), T형 3차(60dB/decade)
- 차단 주파수와 시스템 임피던스로 버터워스 프로토타입 공식을 이용한 L·C 값 계산
- 지정된 주파수에서 목표 감쇠를 달성하기 위한 필요 차단 주파수 역산
- 부품값 자동 단위 표시: nH/μH/mH 및 pF/nF/μF
- 선택한 위상에서 지정 주파수의 실제 삽입 손실(dB) 계산
- 삽입 손실 테이블: 차단 주파수 전후 넓은 범위의 주파수 응답 표시
- 주파수 단위 선택: 간섭 주파수는 kHz/MHz/GHz, 차단 주파수는 kHz/MHz
- 100% 클라이언트 사이드 처리 — 부품 데이터가 서버로 전송되지 않음
자주 묻는 질문
EMC 필터란 무엇이며 왜 필요한가요?
EMC(전자기 호환성) 필터는 전원선이나 신호선에 장착되는 수동 저역통과 필터로 전도성 전자기 간섭(EMI)을 억제합니다. 전자 장비는 스위칭 전원 공급 장치, 마이크로컨트롤러, 모터 드라이브에서 고주파 노이즈를 발생시켜 다른 기기에 간섭을 줄 수 있습니다. EMC 필터는 이 고주파 신호를 차단하면서 의도된 저주파 전력이나 신호는 통과시킵니다. 대부분의 국가에서 FCC, CE, CISPR 같은 EMC 기준 준수를 요구합니다.
LC, Pi, T 필터 위상의 차이점은 무엇인가요?
LC 2차 필터는 직렬 인덕터 하나와 병렬 커패시터 하나로 구성되며 10배당 40dB 감쇠를 제공합니다. Pi 필터는 병렬 커패시터 두 개 사이에 직렬 인덕터 하나를 배치한 그리스 문자 π 모양으로, 10배당 60dB 감쇠를 제공합니다. T 필터는 직렬 인덕터 두 개 사이에 병렬 커패시터 하나를 배치한 T자 모양으로 마찬가지로 60dB/decade를 제공합니다. Pi 필터는 소스·부하 임피던스가 높을 때, T 필터는 낮을 때 더 효과적입니다.
L과 C 부품값은 어떻게 계산되나요?
2차 LC 버터워스 저역통과 필터의 경우: L = Z₀/ω_c, C = 1/(Z₀·ω_c), 여기서 Z₀는 특성 임피던스, ω_c = 2π·f_c는 각 차단 주파수입니다. 3차 Pi 필터의 경우: 각 커패시터 C = 2/(Z₀·ω_c), 인덕터 L = Z₀/ω_c. T 필터의 경우: 각 인덕터 L = Z₀/ω_c, 커패시터 C = 2/(Z₀·ω_c). 이는 지정된 임피던스와 차단 주파수로 스케일링된 버터워스 프로토타입 정규화값입니다.
EMC 필터의 차단 주파수를 어떻게 선택해야 하나요?
차단 주파수는 신호 대역폭보다 충분히 높고 억제할 간섭 주파수보다 충분히 낮아야 합니다. 50~100kHz에서 동작하는 스위칭 전원의 경우 10~20kHz 차단 주파수가 적합합니다. MHz 대역 RF 간섭의 경우 100kHz~1MHz가 적절할 수 있습니다. 이 계산기에 간섭 주파수에서 필요한 감쇠량을 입력하면 최적 차단 주파수를 자동으로 역산합니다.
삽입 손실(insertion loss)이란 무엇인가요?
삽입 손실(IL)은 필터가 특정 주파수에서 제공하는 감쇠량(dB)입니다. 필터 없이 부하에 나타날 전압 대 필터 삽입 후 나타나는 전압의 비율로 정의됩니다. 2차 필터의 경우 차단 주파수 이상에서 IL ≈ 40·log₁₀(f/f_c)입니다. 3차의 경우 IL ≈ 60·log₁₀(f/f_c)입니다. 필터 차수가 높을수록, 차단 주파수에서 멀어질수록 감쇠가 커집니다.
EMC 규격 준수를 위해 얼마나 많은 감쇠가 필요한가요?
필요 감쇠량은 측정된 방출 레벨과 규제 한계 사이의 차이에 따라 달라집니다. FCC Class B(주거용) 전도 방출 한계를 준수하려면 스위칭 주파수 기본파에서 20~40dB, 고조파에서 40~60dB 감쇠가 필요한 경우가 많습니다. CISPR 22 Class B도 유사한 수준입니다. 이 계산기에 필요한 dB 감쇠량을 지정하면 해당 요건을 충족하는 필터 구성을 찾을 수 있습니다.
임피던스 값이 필터 설계에서 왜 중요한가요?
EMC 필터 성능은 소스·부하 임피던스에 크게 의존합니다. 계산 공식은 특정 특성 임피던스 Z₀(RF 회로의 경우 50Ω, 전원 필터의 경우 실제 선 임피던스)를 가정합니다. 실제 임피던스가 설계 임피던스와 크게 다르면 필터 응답이 계산값과 달라집니다. 전원선 EMC 필터의 경우 EMC 표준에서 LISN(선로 임피던스 안정화 네트워크) 측정을 위해 50Ω 기준 임피던스를 정의합니다.
RF 회로 설계에도 이 계산기를 사용할 수 있나요?
네. 50Ω 시스템 임피던스의 RF 회로 설계에서 LC, Pi, T 필터 위상은 RF 시스템의 대역통과 및 저역통과 필터의 표준 구성 요소입니다. 임피던스에 50Ω을 입력하고 차단 주파수를 MHz 또는 GHz로 지정하면 됩니다. 계산된 L·C 값은 표준 RF 필터 설계에 해당합니다. 전원선 EMC 응용의 경우 실제 소스 임피던스 또는 EMC 시험 표준에서 지정한 50Ω(LISN 임피던스)을 사용하세요.