L Cancel Transformer (이하 LCT)는, 트랜스 기술을 응용해 LCT에 연결된 디커플링 콘덴서 내부의 ESL과 MLCC(적층 세라믹 콘덴서)의 GND측 단자로부터 GND층까지의 기판(스루홀 등)에서 발생하는 ESL을 저감 시킵니다. 이를 통해 MLCC가 가지고 있는 노이즈 제거 성능을 최대한 끌어내고 고조파대의 노이즈를 크게 억제할 수 있는 컴포넌트입니다.
그림1은 10uF의 MLCC단품(검은선)과 MLCC를 LCT와 연결시켰을 때(붉은선)의 삽입 손실 특성의 비교를 나타내고 있는데, LCT를 MLCC와 연결함으로써 자기공진 주파수보다 높은 주파수 대역에서의 삽입손실이 커집니다. 이로 인해, DC-DC 컨버터 등에 의한 전원 라인상에서의 수MHz~1GHz의 고조파 노이즈에서 우수한 억제 효과가 나타납니다.
<LCT의 트랜스 기술과 ESL 저감 원리>
LCT는 부품 내부에 2개의 코일이 내장되어 있습니다. 이 두 코일이 근접하여 결합된 트랜스 구조가 됨으로써 두 코일의 중간 부분에 음의 상호 인덕턴스(-M)가 발생되는데(그림 2), 무라타의 세라믹 다층 기술로 안정적인 음의 상호 인덕턴스(-M) 값을 구현했습니다.
또한 LCT는 재료적으로 비자성체(유전체)를 사용하고 있기 때문에, 직류 중첩 특성이 없고 전류의 변화에 대해 안정된 노이즈 대책이 가능합니다.
기본적으로 디커플링 콘덴서는 전원 노이즈를 GND로 흘려보내 노이즈를 저감합니다. 그런데 콘덴서 내부에는 ESL(L3) 뿐만 아니라 콘덴서와 GND층 사이에도 스루홀 등 에서 ESL(L4)이 발생하는데 이러한 ESL이 노이즈를 GND로 떨어뜨리는 성능을 열화시킵니다.
LCT는 이러한 ESL들을 음의 인덕턴스(-M)에 의해 상쇄시키는 역할을 합니다. 만약 L3+L4의 값을 LCT에서 발생하는 -M값과 동등하게 맞춰준다면 ESL이 완전히 상쇄되고 이상적인 콘덴서의 성능을 얻을 수 있으며, 효율적으로 노이즈를 GND층으로 떨어뜨리는 것이 가능합니다.
<적은 부품 수로 노이즈 대책이 가능(공간 절약, 비용 절감)>
LCT는 디커플링 콘덴서의 노이즈 제거 성능을 개선할 수 있기 때문에 더 적은 수량의 MLCC로 노이즈 대책이 가능할 뿐만 아니라, 고주파 노이즈를 떨어뜨리기 위한 저용량의 MLCC 등도 삭감이 가능해집니다.
그림 5는 LCT 적용에 따른 MLCC 삭감이 가능했던 예시 회로입니다. 이 회로 케이스에서는, MLCC를 10개를 삭감한 후에도 노이즈 레벨은 초기 회로보다도 저감 할 수 있었습니다. 강압 컨버터(Buck converter)를 사용하는 경우 입력 전원 라인에 새어 나오는 스위칭 노이즈를 LCT가 효과적으로 제거할 수 있기 때문에 더욱 큰 효과를 기대할 수 있습니다.
그림 5의 회로 예시에 대한 전도 노이즈 비교 결과를 그림 6에 표시했습니다.
LCT를 추가하는 것으로 MLCC 10개를 삭감하면서 노이즈를 저감 시킬 수 있었는데, 특히 FM 라디오 대역을 포함한 20~108MHz 주파수에서의 효과를 많이 볼 수 있었습니다.
<제품사양>
| Parts Number | Size(mm) | -M Value Inductance(nH) | Rated Current (A max.) |
DC Resistance (mΩ max.) |
| LXLC21HN0N9C0L | 2012 | 0.9±0.2 | 3.0 | 55 |
현재는 음의 인덕턴스 값이 0.9nH 제품으로 양산을 시작하였습니다. 상쇄시킬 수 있는 ESL의 크기는 콘덴서의 사이즈 및 콘덴서와 GND 까지의 길이 등에 따라서 달라질 수 있기 때문에 시뮬레이션 검토도 지원드리고 있으므로 많은 관심 부탁드립니다. 데이터시트 등을 포함한 더욱 자세한 내용은 아래 홈페이지에서 확인 가능합니다!
L Cancel Transformer (LCT) 상품 자세히 보기
L Cancel Transformer (LCT) | Murata Manufacturing Co., Ltd.
Murata Manufacturing's L Cancel Transformer (LCT) is a component that greatly suppresses noise in high-frequency bands by reducing the ESL generated inside capacitors and the ESL generated in boards when used together with a decoupling capacitor.
www.murata.com
written by. 한국무라타전자 영업팀 현용경
※그림 및 영상 출처 : 무라타 웹사이트
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<About Murata>
Murata Manufacturing Co., Ltd.는 무라타 제작소는 세라믹을 기반으로 전자부품의 개발・생산・판매를 하고 있으며 세계적인 통합전자부품 기업입니다. 독자적인 개발 및 재료 개발, 프로세스 개발, 상품 설계, 생산 기술들을 서포트하는 소프트웨어나 분석 · 평가등의 기술 기반으로 독창적인 제품을 창출해 일렉트로닉스 사회의 발전에 기여해 갈 것입니다.
