인버터 시스템 EMI 필터의 PCB 설계 최적화

인버터 시스템에서 전도성 EMI(Conducted Emission)는 설계 초기 단계부터 고려되어야 하는 핵심 성능 지표입니다.
특히 DC 케이블–버스바–전력모듈로 이어지는 구조에서는 공통모드 노이즈가 주요 지배 요인으로 작용하며, 이에 대한 효과적인 저감을 위해 필터 설계가 필수적입니다.

본 해석에서는 Slwave 기반 PCB 모델과 HFSS 기반 공통모드 초크(CMC)  모델을 회로 등가 모델로 변환하여 AEDT Circuit 환경에 연계하고, 회로 시뮬레이션을 통해 CMC와 Y 커패시터(Cy)의 적용 여부 및 값 변화에 따른 EMI 특성 변화를 분석하였습니다.

'1) 필터가 없는 경우', '2) CMC만 적용된 경우', 그리고 '3) CMC와 Cy를 모두 적용한 경우'를 비교하여 각 요소가 전도성 노이즈 저감에 미치는 영향을 정량적으로 평가하였습니다.

시뮬레이션 결과, 필터가 없는 경우 가장 높은 노이즈 레벨을 보였으며, CMC 적용 시 일정 수준의 개선이 확인되었습니다. 나아가 Cy를 추가한 경우 전 주파수 영역에서 가장 우수한 EMI 저감 성능을 보였습니다.

또한 Cy 값 변화에 따른 성능 민감도를 확인함으로써, 단순 필터 적용을 넘어 시스템 레벨에서의 Cy 최적값 도출의 중요성을 확인할 수 있습니다.

이를 통해 공통모드 필터 구성 요소들의 상호 보완적 역할과, 회로 시뮬레이션 기반의 최적 필터 설계 및 PCB 반영 프로세스의 필요성을 확인하였습니다.