KR20240142849A - Noise reduction circuit applicable for printed circuit board - Google Patents
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Abstract
인쇄회로기판에 적용될 수 있는 노이즈 저감 회로는 상기 인쇄회로기판의 전원 입력단과 전원 출력단 사이에 역방향 전류 흐름을 차단할 수 있도록 설치되는 제1 다이오드의 전단 및 후단에 각각 설치되는 하나 이상의 고주파 노이즈 저감용 커패시터와 하나 이상의 저주파 노이즈 저감용 커패시터를 포함하는 노이즈 저감용 커패시터를 포함한다.A noise reduction circuit applicable to a printed circuit board includes a noise reduction capacitor including at least one high-frequency noise reduction capacitor and at least one low-frequency noise reduction capacitor installed respectively at the front and rear ends of a first diode installed between a power input terminal and a power output terminal of the printed circuit board so as to block reverse current flow.
Description
본 발명은 인쇄회로기판에 관한 것이며, 보다 구체적으로 전자파 적합성(EMC, electromagnetic compatibility) 기준에 부합하는 노이즈 특성을 가지는 인쇄회로기판을 구현할 수 있도록 노이즈 저감을 수행할 수 있는 인쇄회로기판용 노이즈 저감 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a printed circuit board, and more specifically, to a noise reduction circuit for a printed circuit board capable of performing noise reduction so as to implement a printed circuit board having noise characteristics that comply with electromagnetic compatibility (EMC) standards.
인쇄회로기판은 전원부 등의 입출력 포트에서 많은 전자파가 생성된다. 전자파 적합성 기준에 부합하는 인쇄회로기판을 만들기 위해서는 고주파 및 저주파 노이즈의 억제 방안이 필요하다.Printed circuit boards generate a lot of electromagnetic waves from input/output ports such as power supplies. In order to create printed circuit boards that meet electromagnetic compatibility standards, it is necessary to suppress high-frequency and low-frequency noise.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인쇄회로기판의 전원부에서 발생하는 고주파 및 저주파 노이즈를 효과적으로 저감할 수 있는 노이즈 저감 회로를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a noise reduction circuit capable of effectively reducing high-frequency and low-frequency noise generated in the power supply section of a printed circuit board.
본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판에 적용될 수 있는 노이즈 저감 회로는 상기 인쇄회로기판의 전원 입력단과 전원 출력단 사이에 역방향 전류 흐름을 차단할 수 있도록 설치되는 제1 다이오드의 전단 및 후단에 각각 설치되는 하나 이상의 고주파 노이즈 저감용 커패시터와 하나 이상의 저주파 노이즈 저감용 커패시터를 포함하는 노이즈 저감용 커패시터를 포함한다.A noise reduction circuit applicable to a printed circuit board according to an embodiment of the present invention includes a noise reduction capacitor including at least one high-frequency noise reduction capacitor and at least one low-frequency noise reduction capacitor installed respectively at the front and rear ends of a first diode installed between a power input terminal and a power output terminal of the printed circuit board so as to block reverse current flow.
상기 노이즈 저감용 커패시터는 상기 제1 다이오드의 전단 및 후단 중 어느 하나에 연결되는 서로 병렬로 연결된 한 쌍의 고주파 노이즈 저감용 커패시터, 그리고 상기 제1 다이오드의 전단 및 후단 중 다른 하나에 연결되는 서로 병렬로 연결된 하나의 고주파 노이즈 저감용 커패시터와 하나의 저주파 노이즈 저감용 커패시터를 포함할 수 있다.The above noise reduction capacitor may include a pair of high-frequency noise reduction capacitors connected in parallel to one of the preceding and succeeding stages of the first diode, and one high-frequency noise reduction capacitor and one low-frequency noise reduction capacitor connected in parallel to the other of the preceding and succeeding stages of the first diode.
상기 고주파 노이즈 저감용 커패시터는 세라믹 커패시터이고 상기 저주파 노이즈 저감용 커패시터는 탄탈 커패시터일 수 있다.The capacitor for reducing high-frequency noise may be a ceramic capacitor, and the capacitor for reducing low-frequency noise may be a tantalum capacitor.
상기 고주파 노이즈 저감용 커패시터는 상기 전원 입력단으로부터 미리 설정된 제1 한계 거리 이내에 위치하도록 배치될 수 있고, 상기 저주파 노이즈 저감용 커패시터는 상기 전원 입력단으로부터 미리 설정된 제2 한계 거리 이내에 위치하도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 제2 한계 거리가 상기 제1 한계 거리보다 클 수 있다.The capacitor for reducing high frequency noise may be positioned within a first preset limit distance from the power input terminal, and the capacitor for reducing low frequency noise may be positioned within a second preset limit distance from the power input terminal. In this case, the second limit distance may be greater than the first limit distance.
구체적으로, 상기 제1 한계 거리는 15 mm이고 상기 제2 한계 거리는 30 mm일 수 있다.Specifically, the first limit distance may be 15 mm and the second limit distance may be 30 mm.
본 발명에 의하면, 인쇄회로기판의 전원부에 고주파 노이즈 저감용 커패시터와 저주파 저감용 커패시터를 포함하는 노이즈 저감 회로를 구성함으로써 인쇄회로기판의 전원부에서 발생하는 고주파 및 저주파 회로를 효과적으로 저감할 수 있다.According to the present invention, by configuring a noise reduction circuit including a high-frequency noise reduction capacitor and a low-frequency noise reduction capacitor in the power supply section of a printed circuit board, high-frequency and low-frequency circuits occurring in the power supply section of the printed circuit board can be effectively reduced.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판용 노이즈 저감을 위한 전기 회로를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating an electric circuit for noise reduction for a printed circuit board according to an embodiment of the present invention.
아래에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 설명된 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the described embodiments.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예들을 기술하기 위한 목적을 위해 사용될 뿐이고 본 발명을 한정하는 것을 의도하는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 분명하게 달리 나타내지 않는 한, 또한 복수 형태들을 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에서 사용되는 "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는 명시된 특징들, 정수, 단계들, 작동, 엘리먼트들 및/또는 컴포넌트들의 존재를 나타내지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계들, 작동, 컴포넌트들, 및/또는 이들의 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것은 아니라는 것이 또한 이해되어야 할 것이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "및/또는" 이라는 용어는 연관되어 나열된 하나 이상의 항목들 중 임의의 하나 또는 모든 조합들을 포함한다. "결합된"이라는 용어는 컴포넌트들이 상호 간에 직접 연결되거나 또는 하나 이상의 매개 컴포넌트들을 통해 간접적으로 연결되는 두 개의 컴포넌트들 간의 물리적 관계를 표시한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms “a,” “an,” and “the” are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly dictates otherwise. It should also be understood that the terms “comprises” and/or “comprising,” as used herein, indicate the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, and/or components, but do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, and/or groups thereof. As used herein, the term “and/or” includes any and all combinations of one or more of the associated listed items. The term “coupled” indicates a physical relationship between two components where the components are directly connected to one another or are indirectly connected through one or more intervening components.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판용 노이즈 저감을 위한 전기 회로를 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 노이즈 저감을 위한 전기 회로는 인쇄회로기판(PCB) 회로의 전원부에 설치되어 고주파 및 저주파 노이즈를 저감할 수 있도록 구성된다. 여기서 노이즈는 EMI(electromagnetic interference)와 같은 전자기 교란으로 인한 전파 방해를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 전기 회로는 인쇄회로기판 회로의 전원부에 설치되어 고주파 및 저주파 노이즈를 효과적으로 저감할 수 있도록 설계된다. 본 발명의 실시예에 따른 노이즈 저감 회로는 전기자동차의 배터리 관리 시스템(BMS, battery management system)에 사용되는 인쇄회로기판에 적용될 수 있다.FIG. 1 is a diagram illustrating an electric circuit for noise reduction for a printed circuit board according to an embodiment of the present invention. The electric circuit for noise reduction according to an embodiment of the present invention is installed in a power supply section of a printed circuit board (PCB) circuit and configured to reduce high-frequency and low-frequency noise. Here, noise includes radio interference caused by electromagnetic interference such as EMI (electromagnetic interference). The electric circuit according to an embodiment of the present invention is designed to be installed in a power supply section of a printed circuit board circuit and effectively reduce high-frequency and low-frequency noise. The noise reduction circuit according to an embodiment of the present invention can be applied to a printed circuit board used in a battery management system (BMS) of an electric vehicle.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 노이즈 저감 회로(10)는 인쇄회로기판의 전원 입력단(11)과 전원 출력단(13) 사이에 배치된다. 도면에 도시되지 않았으나, 인쇄회로기판의 구동을 위한 인쇄회로기판 회로가 전원 입력단(11)에 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄회로기판의 전원 입력단(11)에 외부 전원(POWER)이 인가되면 전원 공급 라인(15)을 통해 전원 출력단(13)으로 전원이 출력되며, 출력된 전원은 부하로 공급될 수 있다.Referring to FIG. 1, a noise reduction circuit (10) according to an embodiment of the present invention is arranged between a power input terminal (11) and a power output terminal (13) of a printed circuit board. Although not shown in the drawing, a printed circuit board circuit for driving the printed circuit board may be electrically connected to the power input terminal (11). When an external power source (POWER) is applied to the power input terminal (11) of the printed circuit board, power is output to the power output terminal (13) through a power supply line (15), and the output power can be supplied to a load.
전류의 역방향 흐름을 차단하는 기능을 하는 제1 다이오드(D1)가 전원 공급 라인(15)에 설치된다. 그리고 인쇄회로기판의 전류 인가 상태를 체크하기 위한 제2 다이오드(D2)가 전원 공급 라인(15)에서 분기된 접지 라인에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 다이오드(D2)에 LED를 연결하여 전류가 흐를 시 LED가 점등되도록 함으로써 인쇄회로기판에 전류가 흐르는지 여부를 확인할 수 있다.A first diode (D 1 ) having the function of blocking the reverse flow of current is installed in the power supply line (15). In addition, a second diode (D 2 ) for checking the current supply status of the printed circuit board can be placed in a ground line branched from the power supply line (15). For example, by connecting an LED to the second diode (D 2 ) so that the LED lights up when current flows, it is possible to check whether current flows in the printed circuit board.
노이즈 저감을 위한 커패시터(CH1, CH2, CH3, CL)가 제1 다이오드(D1)의 전단 및 후단에 각각 연결될 수 있다. 고주파 노이즈의 저감을 위한 고주파 노이즈 저감용 커패시터(CH1, CH2, CH3) 및 저주파 노이즈의 저감을 위한 저주파 노이즈 저감용 커패시터(CL)가 제1 다이오드(D1)의 전단 및 후단에 각각 연결될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는, 고주파 노이즈 저감용 커패시터 커패시터(CH1, CH2, CH3)로 세라믹 커패시터(ceramic capacitor)가 사용되고, 저주파 노이즈 저감용 커패시터(CL)로 탄탈 커패시터(tantalum capacitor)가 사용된다.Capacitors (C H1 , C H2 , C H3 , C L ) for noise reduction may be connected to the preceding and succeeding terminals of the first diode (D 1 ), respectively. Capacitors (C H1 , C H2 , C H3 ) for high-frequency noise reduction and capacitors (C L ) for low-frequency noise reduction may be connected to the preceding and succeeding terminals of the first diode (D 1 ), respectively. In an embodiment of the present invention, ceramic capacitors are used as the high-frequency noise reduction capacitors (C H1 , C H2 , C H3 ), and tantalum capacitors are used as the low-frequency noise reduction capacitors (C L ).
도 1에 도시된 바와 같이, 병렬로 서로 연결된 고주파 노이즈 저감용 커패시터(CH1)와 저주파 노이즈 저감용 커패시터(CL)가 제1 다이오드(D1)의 후단에 연결되고, 병렬로 연결된 두 개의 고주파 노이즈 저감용 커패시터(CH2, CH3)가 제1 다이오드(D1)의 전단에 연결될 수 있다. 이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 고주파 노이즈 저감용 커패시터(CH1)와 저주파 노이즈 저감용 커패시터(CL)는 앞에서 설명한 제2 다이오드(D2)와 병렬인 상태로 연결될 수 있다. 또한 병렬로 연결된 두 개의 고주파 노이즈 저감용 커패시터(CH2, CH3)의 일단은 접지될 수 있다.As illustrated in FIG. 1, a high-frequency noise reduction capacitor (C H1 ) and a low-frequency noise reduction capacitor (C L ) connected in parallel may be connected to the rear end of a first diode (D 1 ), and two high-frequency noise reduction capacitors (C H2 , C H3 ) connected in parallel may be connected to the front end of the first diode (D 1 ). At this time, as illustrated in FIG. 1, the high-frequency noise reduction capacitor (C H1 ) and the low-frequency noise reduction capacitor (C L ) may be connected in parallel with the second diode (D 2 ) described above. In addition, one end of the two high-frequency noise reduction capacitors (C H2 , C H3 ) connected in parallel may be grounded.
본 발명의 실시예에서는 다이오드의 전단 및 후단에 커패시터를 각각 배치하는 구조 및 커패시터가 쌍으로 배치되는 구조에 의해 노이즈 저감 성능이 향상될 수 있다는 점에 착안하여, 제1 다이오드(D1)의 전단 및 후단에 각각 커패시터를 배치하고 양측에 각각 한 쌍의 커패시터가 배치되도록 한 것이다. 이러한 커패시터 배치 구조에 의해 인쇄회로기판의 전원부에서 발생하는 고주파 및 저주파 노이즈가 효과적으로 저감될 수 있다.In an embodiment of the present invention, considering that noise reduction performance can be improved by a structure in which capacitors are respectively arranged at the front and rear ends of a diode and a structure in which capacitors are arranged in pairs, capacitors are respectively arranged at the front and rear ends of a first diode (D 1 ) and a pair of capacitors are arranged on each side. By this capacitor arrangement structure, high-frequency and low-frequency noise generated in a power supply section of a printed circuit board can be effectively reduced.
나아가, 본 발명의 실시예에서는 전원 입력단(11)과 커패시터(CH1, CH2, CH3, CL) 사이의 거리를 규제하여 노이즈 저감 효과를 더욱 높일 수 있도록 구성된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 고주파 노이즈 저감용 커패시터(CH1, CH2, CH3)는 전원 입력단(11)으로부터 15 mm 이내의 거리에 각각 배치되고, 저주파 노이즈 저감용 커패시터(CL)는 전원 입력단(11)으로부터 30 mm 이내에 배치된다. 즉 고주파 노이즈 저감용 커패시터의 한계 거리는 15 mm로 설정되고, 저주파 저감용 커패시터의 한계 거리는 이보다 큰 30 mm로 설정된다. 세라믹 커패시터로 구현되는 고주파 저감용 커패시터에 비해 탄탈 커패시터로 구현되는 저주파 저감용 커패시터가 부품 자체가 크고 노이즈가 상대적으로 약하다는 점에 착안하여 저주파 저감용 커패시터의 한계 거리를 상대적으로 더 크게 설정한 것이다. 더 구체적으로, 고주파 노이즈 저감용 커패시터(CH1, CH2, CH3)는 전원 입력단(11)으로부터 9.281 mm, 8.7 mm, 4.825 mm 거리에 각각 배치되고, 저주파 노이즈 저감용 커패시터(CL)는 전원 입력단(11)으로부터 9.934 mm 거리에 배치된다. 고주파 저감용 커피시터와 저주파 저감용 커패시터의 전원 입력단(11)으로부터의 한계 거리를 설정하고 그 이내에 이들을 배치함으로써, 노이즈 저감 성능이 더욱 향상될 수 있다.Furthermore, in the embodiment of the present invention, the distance between the power input terminal (11) and the capacitors (C H1 , C H2 , C H3 , C L ) is regulated so as to further increase the noise reduction effect. According to the embodiment of the present invention, the high-frequency noise reduction capacitors (C H1 , C H2 , C H3 ) are each placed within a distance of 15 mm from the power input terminal (11), and the low-frequency noise reduction capacitor (C L ) is placed within 30 mm from the power input terminal (11). That is, the limit distance of the high-frequency noise reduction capacitor is set to 15 mm, and the limit distance of the low-frequency reduction capacitor is set to 30 mm, which is larger than the distance. Considering that the low-frequency reduction capacitor implemented with a tantalum capacitor is larger than the high-frequency reduction capacitor implemented with a ceramic capacitor and has relatively weak noise, the limit distance of the low-frequency reduction capacitor is set relatively larger. More specifically, the high-frequency noise reduction capacitors (C H1 , C H2 , C H3 ) are respectively placed at a distance of 9.281 mm, 8.7 mm, and 4.825 mm from the power input terminal (11), and the low-frequency noise reduction capacitor (C L ) is placed at a distance of 9.934 mm from the power input terminal (11). By setting a limit distance of the high-frequency reduction capacitor and the low-frequency reduction capacitor from the power input terminal (11) and placing them within that distance, the noise reduction performance can be further improved.
위에서 본 발명의 실시예에 대해 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims also fall within the scope of the present invention.
10: 노이즈 저감 회로
11: 전원 입력단
13: 전원 출력단
15: 전원 공급 라인
D1, D2: 다이오드
CH1, CH2, CH3: 고주파 노이즈 저감용 커패시터
CL: 저주파 노이즈 저감용 커패시터10: Noise reduction circuit
11: Power input terminal
13: Power output terminal
15: Power supply line
D 1 , D 2 : Diode
C H1 , C H2 , C H3 : Capacitors for reducing high-frequency noise
C L : Capacitor for reducing low frequency noise
Claims (5)
상기 인쇄회로기판의 전원 입력단과 전원 출력단 사이에 역방향 전류 흐름을 차단할 수 있도록 설치되는 제1 다이오드의 전단 및 후단에 각각 설치되는 하나 이상의 고주파 노이즈 저감용 커패시터와 하나 이상의 저주파 노이즈 저감용 커패시터를 포함하는 노이즈 저감용 커패시터를 포함하는 노이즈 저감 회로.In a noise reduction circuit that can be applied to a printed circuit board,
A noise reduction circuit including a noise reduction capacitor, which includes at least one high-frequency noise reduction capacitor and at least one low-frequency noise reduction capacitor, respectively installed at the front and rear ends of a first diode installed between a power input terminal and a power output terminal of the printed circuit board so as to block reverse current flow.
상기 노이즈 저감용 커패시터는
상기 제1 다이오드의 전단 및 후단 중 어느 하나에 연결되는 서로 병렬로 연결된 한 쌍의 고주파 노이즈 저감용 커패시터, 그리고
상기 제1 다이오드의 전단 및 후단 중 다른 하나에 연결되는 서로 병렬로 연결된 하나의 고주파 노이즈 저감용 커패시터와 하나의 저주파 노이즈 저감용 커패시터를 포함하는 노이즈 저감 회로.In the first paragraph,
The above noise reduction capacitor
A pair of high-frequency noise reduction capacitors connected in parallel to one of the front and rear ends of the first diode, and
A noise reduction circuit comprising one high-frequency noise reduction capacitor and one low-frequency noise reduction capacitor connected in parallel with each other, the capacitor being connected to the other of the preceding and succeeding terminals of the first diode.
상기 고주파 노이즈 저감용 커패시터는 세라믹 커패시터이고 상기 저주파 노이즈 저감용 커패시터는 탄탈 커패시터인 노이즈 저감 회로.In the second paragraph,
A noise reduction circuit in which the capacitor for reducing high frequency noise is a ceramic capacitor and the capacitor for reducing low frequency noise is a tantalum capacitor.
상기 고주파 노이즈 저감용 커패시터는 상기 전원 입력단으로부터 미리 설정된 제1 한계 거리 이내에 위치하도록 배치되고,
상기 저주파 노이즈 저감용 커패시터는 상기 전원 입력단으로부터 미리 설정된 제2 한계 거리 이내에 위치하도록 배치되고,
상기 제2 한계 거리가 상기 제1 한계 거리보다 큰 노이즈 저감 회로.In the second paragraph,
The capacitor for reducing the high frequency noise is positioned within a first preset limit distance from the power input terminal,
The above low-frequency noise reduction capacitor is positioned within a second preset limit distance from the power input terminal,
A noise reduction circuit wherein the second limit distance is greater than the first limit distance.
상기 제1 한계 거리는 15 mm이고 상기 제2 한계 거리는 30 mm인 노이즈 저감 회로.In paragraph 4,
A noise reduction circuit wherein the first limit distance is 15 mm and the second limit distance is 30 mm.
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