[회로] Bead 저항

Ferrite Bead

: 주로 고주파 회로에서 사용됨

Z = Bead Impedance , X = Bead reactance

R = Rac ( Rdc + Rac 인데 Rdc는 값이 너무 작아서 무시함)

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1. 주파수 별 특징

주파수가 점점 커질수록,

Inductive > Resistive > Capacitor 구간으로 동작함.

• Inductive 구간

: 말 그대로 Inductor 처럼 동작하는 구간.

• Resistive 구간

: Resister 처럼 동작

>> 그래서 열이 발산 하면서 필터 역할을 함.

• Capacitor 구간

: Capacitor 처럼 동작

노이즈 필터링 효과는 미미, 고주파로 갈수록 더 미미해짐

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Bead는 고주파에서 저항값이 많이 높아진다.

하지만 주파수가 많이 올라갈수록 효과가 미미해져서 무의미해짐

대체적으로 이용하는 주파수대역에서만 효과적으로 임피던스가 높아져 노이즈를 흡수함. (Resistive 구간)

내가 이용하고자하는 주파수 대역의 Bead 를 사용할수 있도록 고려하도록 함.

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2. DC 전류별 특성

인덕터 : DC 전류가 흐르면 기생저항으로 인해 열이 발생하고 인덕턴스가 줄어듬.

비드 : 대놓고 열을 방출함.

>> DC 전류에 민감하게 동작함

(DC BiAS ∧, 열 ∧, 인덕턴스 ∨)

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3. Inductor vs Ferrite Bead

Resistive 구간에서

인덕터 : 저손실 페라이트 물질 (노이즈 반사)

비드 : 고손실 페라이트 물질 (노이즈 흡수 -> 열로 방출!)

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비드 대신 인덕터를 달게 된다면,

노이즈는 차단되겠지만 인덕터는 노이즈를 반사 시키기 떄문에 차단된 노이즈가 원신호단으로 반사 되어 링잉 문제가 나타날 수 있음

>> 그러므로 투과율이 좋은 비드를 주로 사용함 ! (대신 열...)

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4. Bead spec Item

(1) Impedance

: 몇 Hz 에서 몇 ohm 으로 동작하는지

(2) DC resistance

: DC 기생 저항 (DCR), 낮을수록 좋음

(3) Rate Current

: 허용 가능한 최대 전류, 높을수록 좋음

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5. Bead 선정 시 주의사항

(1) 차단하고자 하는 주파수 대역이 어디까지인지

(2) 비드가 연결된 도선의 최대 전류는 얼마인디

- 전원단에 연결

: 저주파까지 커버하는 광대역 저항 임피던스가 좋음

: 전원단은 전류가 높으므로 Rates Current가 해당 도선에 흐르는 최대 전류보다 높아야함.

- 신호단에 연결

: 신호 주파수 대역을 차단하지 않도록 주파수 대역을 잘 확인하여 선정

(ex. 내가 저주파 신호단에 저주파를 커버하는 비드를 달면 신호 주파수 대역까지 차단되기 때문에 꼭 신호 주파수 대역을 고려하여 겹치지 않도록 선정함)

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6. 결론

- Bead : 고주파 노이즈를 제거하는 EMI Filter

- 도선에 투과율이 높을 페라이트를 둘러싼 것이 페라이트 비드

- 주파수가 커질수록 Inductor > Resistor > Capacitor 로 동작함.

- DC 전류에 따라 비드 임피던스가 변하므로 연결단 DC 전류가 얼마인지 고려.

- 용도 (전원/신호)에 맞게 차단 주파수, Rate current 를 고려.