스위칭 전원 공급 장치의 EMI 필터링에서 Y 캐패시터의 역할

1. 제품 개요

Y 캐패시터는 공통 모드 전자기 간섭(EMI)을 억제하기 위해 특별히 설계된 안전 인증 부품 클래스입니다. 이 캐패시터는 AC 라인(L/N)과 접지(FG) 사이에 연결됩니다. 이들이 직접 대지에 연결되어 있기 때문에 Y 캐패시터에 결함이 발생할 경우 안전 위험이 있을 수 있습니다. 따라서 Y 캐패시터는 UL, VDE, CQC와 같은 엄격한 국제 안전 규격을 충족해야 합니다.

Y 캐패시터는 다음과 같이 분류됩니다.

Y1 타입: 고절연 응용 분야(AC 250V, ≥ 4000V)를 설계한 것으로, 일반적으로 산업용 또는 강화 절연 시스템에 사용됨;

Y2 타입: 일반용 소비자 전자기기 설계(AC 250V, ≥ 2500V).

X 커패시터는 차동 모드 노이즈를 필터링하는 반면, Y 커패시터는 특히 150kHz–30MHz 전도 노이즈 범위에서 공통 모드 EMI 억제에 최적화되어 있습니다.

2. SMPS의 EMI 및 Y 커패시터의 기능

스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS)에서 MOSFET와 같은 고속 스위칭 부품은 EMI를 발생시킵니다. 이 노이즈는 전원 라인을 통해 전달되거나 외부로 복사되어 주변 장비에 영향을 줄 수 있으며 시스템이 EMC 테스트에 실패할 수도 있습니다.

공통 모드 노이즈는 접지와 장치 내부 노드 간의 고주파 전위차로 인해 발생합니다. 적절히 제어하지 않으면 통신 오류, 센서 작동 불량 또는 시스템 리셋이 발생할 수 있습니다.

Y 커패시터:

공통 모드 코일과 함께 효율적인 EMI 필터를 형성함;

고주파 노이즈를 접지로 방전시키기 위한 저임피던스 경로 제공;

공통 모드 전도 잡음의 진폭을 크게 줄여 EN 55032 또는 CISPR 32와 같은 EMI 표준을 준수할 수 있도록 합니다.

AC-DC 파워 모듈에서 Y 캐패시터의 올바른 선정 및 배치는 전도 방사 테스트 통과 및 제품 안전성을 보장하는 데 매우 중요합니다.

3. Y 캐패시터 선정 가이드라인

안전 분류

산업용 또는 강화 절연 시스템에는 Y1 캐패시터를 사용하십시오;

소비자용 또는 휴대용 애플리케이션에서는 Y2 캐패시터를 사용하여 비용과 성능 간 균형을 맞추십시오.

용량 범위

일반적으로 470pF에서 4700pF 사이;

누설 전류가 안전 한계 이하가 되도록 총 캐패시턴스를 설정해야 하며(예: <0.75mA), 감전 위험 또는 GFCI 트립 현상을 방지해야 합니다.

유전체 소재 및 신뢰성

세라믹 캐패시터는 고주파 성능과 안정성으로 인해 널리 사용됩니다;

필름 캐패시터는 고습도 또는 고온 환경에서 더 선호될 수 있습니다.

배치 고려 사항

Y 캐패시터를 EMI 필터 입력 근처에 배치하십시오.

패러사이트 인덕턴스를 줄이고 필터링 효과를 향상시키기 위해 짧고 넓은 PCB 트레이스를 사용하십시오.

사례 연구: LED 드라이버의 Y 캐패시터 설계

LED 드라이버에서 Y 캐패시터는 EMI 준수성 확보에 중요한 역할을 합니다. 이러한 시스템은 잡음에 민감하며, 불충분한 EMI 억제는 깜박임 또는 불규칙한 작동을 초래할 수 있습니다.

한 LED 조명 설계에서는 입력 필터에 2200pF Y2 캐패시터 두 개를 추가했습니다. 이를 통해 공통 모드 노이즈를 15dB 이상 감소시켜 제품이 EN55015 Class B 규격을 여유 있게 충족하도록 보장하였습니다.

5. 결론

Y 캐패시터는 현대 EMI 억제 설계에서 빼놓을 수 없는 부품입니다. 올바르게 적용하면 제품 신뢰성, 안전성 및 시장 준수성을 향상시킵니다. 소비자 전자기기부터 산업용 전력 시스템까지 적절한 Y 캐패시터를 선택하는 것은 장기적인 안정성과 최적의 EMI 성능을 보장합니다.

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