비드(bead)특성에 대해 알아보자

"비드"

 

 

비드(bead) 많이 들어본 소자이다. 정확하게 언제, 어디에서 쓰는지에 대해 말하기 애매하고 인덕터 인듯 인덕터 아닌 인덕터 같은 비드에 대해 이번 기회에 정리해보자.

 

비드를 처음 접했을 때 비드랑 인덕터랑 비슷한 용도로 사용되는지 알았다. 회로를 설계하는 툴에서도 비드나 인덕터를 특별히 구분해서 사용하지는 않았다. 인터넷에 찾아봐도 비슷하게 설명이 되어있던거 같아서(내가 이해를 잘 못해서 그런거일지도) 언제 비드나 인덕터가 사용되는지 정도만 알고 있었다.

 

내가 생각하는 비드의 특징은 4가지라고 생각한다.

1. 특정 주파수 성분에서 저항 성분을 가진다.

2. 전원 라인에 직렬로 사용해서 노이즈를 제거한다.

3. 전자 제품의 전원에 사용된다.

4. 비드의 파트명에서 저항 값을 알 수 있다. (대부분의 부품이 그러하다)

데이터시트

위의 그래프는 비드의 데이터시트이다. Z, R, X의 특성을 파악할 수 있다.

 

그래프의 X축은 주파수를, Y축은 임피던스(저항 성분)를 나타낸다. 이러한 정보를 통해 그래프를 이해하는 데 중요한 부분을 이미 다 알고 있다. 위의 그래프를 보면, 주파수가 증가함에 따라 임피던스가 증가하고, 약 200MHz 이후로는 다시 감소하는 경향을 가지고 있다. 대략 200MHz까지 임피던스가 증가하다가 200MHz가 넘어가면 다시 감소하는 특성을 이 비드는 가지고 있다.

 

여기서 조금 더 생각해보면, 비드의 삽입손실(S21)을 생각해본다면 200MHz에서 삽입손실은 제일 클 것이라고 생각할 수 있다. 삽입손실의 그래프를 예상해본다면 Z 그래프를 X축으로 대칭한 형태일 것으로 추측할 수 있다.(물론 정확한 대칭은 아니다) 놓은 것으로 대략적으로 예상할 수 있다. 그렇다면 왜 200MHz에서 삽입손실이 제일 크다고 생각할 수 있을까? 그 이유는 간단하다. 저항성분이 제일 크기 때문이다. 신호의 크기가 저항 성분을 만나게 되면 당연하게 줄어들기 때문이다.

 

그래서 제거하고 싶은 노이즈를 적절한 비드를 사용해서 노이즈의 크기를 줄일 수 있다. 보통 비드는 전원 라인에 직렬로 사용하며, 비드의 앞단의 노이즈 성분이 비드의 뒷단으로 나오지 않게 하도록 사용한다. IC에 비드를 거쳐서 전원이 들어가도록 말이다. 데이터시트를 보면 비드의 DC저항 성분과 Rated current 항목이 나온다. 보통 비드의 저항 성분은 수십m옴이다. 만약에 저항 성분이 크면 어떻게 될까? V=I x R에서 R이 커지면 전압 drop이 많이 되어 IC에 낮은 전압이 입력될 수 있다. 그리고 Rated current는 비드가 정상 동작할 수 있는 최대 전류이다. 이 비드는 2A까지 가능하고 보통 전류는 여유있게 설계를 하며, 온도가 높아질 수록 Rated current는 줄어들기 때문에 부품을 잘 선정해야 한다.

 

 

끝으로 가전 제품의 전원케이블에 원통형태로 감싸져 있는 것을 많이 본적이 있는데, 비드의 한 종류이다. 이 원통을 지나게 되면 노이즈가 감소하게 되어 전자파 간섭을 줄여주고 TV의 음질이나 화질을 개선시켜주는 역할을 한다. 이 원통을 페라이트 코어라고 부르는데, 가격은 엄청 저렴하다. 가전제품의 전원 케이블에 이 페라이트 코어를 감싸면 아마 효과를 볼 것이다. 이름은 낯설지만 관심갖고 보면 우리 주위에 많이 있고 흔하게 볼 수 있다.