학문
14살꿈많던아이
전자제품은 왜 서로 전자파 간섭을 일으키지 않도록 설계되어야 하나요?
전자제품들이 전자기호환성(EMC) 인증을 받아야 한다고 들었는데, 이런 규제가 왜 필요하고 어떤 기술적 설계로 기기 간 전자파 간섭을 최소화하는지 궁금합니다.
4개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.
모든 전자 제품은 작동할 때 의도치 않은 전자파 노이즈를 뿜어냅니다. 그래서 주변도 전자파의 영향도 받죠. 만약 규제가 없다면 공장 제어반 옆에서 스마트폰만 터져도 PLC가 먹통이 되거나 모터 드라이브가 뻗는 오작동이 날 수도 있습니다. 그래서 전자 제품은 남에게 노이즈를 품지 않는 EMI시험과 남의 노이즈를 견뎌내는 EMS 시험을 모두 갖추도록 규제하죠. 이 두 가지를 모두 만족해서 주변 기기와 사이좋게 동작하게 만드는 게 EMC 인증입니다. 보통 KTR과 DTNC에서 시험을 많이 보는 편이죠. 그리고 EMI와 EMC 말고도 버스트 또는 정전기 그리고 서지 등등 여러 가지 시험도 포함을 해서 테스트 리포트를 발행하고 있습니다.
그리고 기술적으로는 노이즈가 밖으로 새거나 안으로 들어오지 못하게 삼중으로 막아내는 설계를 씁니다. 먼저 전원선이나 통신선에는 페라이트 코어나 노이즈 필터를 답니다. 이를 통해서 고주파 노이즈를 접지로 흘려보내죠. 하지만 실제 개발자 입장에서는 이런 코어나 노이즈 필터 자체가 다 단가를 상승하는 요인이 되기 때문에 가능한 한 전자파를 많이 내지 않도록 처음부터 설계를 하는 게 중요하죠.
그리고 기기 외함이나 민감한 회로 주변에는 금속 쉴드로 케이스를 감싸서 공기 중으로 방사되는 전자파를 차단하는 설계를 합니다. 그리고 기판 설계 시 접지 면적을 넓게 깔고 신호선의 루프를 줄여서 근본적인 전자파 간섭을 최소화하는 게 중요한 방법입니다.
채택 보상으로 576베리 받았어요.
채택된 답변안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.
전자제품은 작동 중 전자파를 내보내고 외부 전자파의 영향을 받지 때문에 서로 오작동을 일으키지 않도록 EMC 인증을 받야아 합니다. 설계에서는 차폐,필터링,접지,배선 최적화로 전자파 간섭을 최소화 할 수 있습니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
전자제품은 작동 과정에서 발생하는 미세한 누설 전자파가 타 기기의 회로나 무선 통신 신호에 오작동 및 노이즈를 유발할 수 있으므로 타 기기에 피해를 주지 않고 자신도 외부 전자파에 견디는 전자기호환성 규제를 반드시 준수해야 합니다 이러한 규제 준정 및 간섭 최소화를 위해 기기 내부 회로 주변에 접지 레이어를 촘촘히 배치하고 회로 전체를 금속 케이스나 도전성 코팅으로 감싸는 차폐 기술을 적용합니다 또한 전원선과 신호선을 통해 흘러들어오거나 나가는 불필요한 고주파 노이즈를 물리적으로 차단하는 노이즈 필터나 페라이트 코어를 회로 입출력단에 추가합니다 결과적으로 PCB 신호선의 길이와 배치를 최적화하는 라우팅 설계와 접지 차폐 필터링의 고도화된 기술적 결합을 통해 다수의 전자기기가 밀집된 환경에서도 서로의 동작을 방해하지 않고 안정적으로 작동할 수 있게 됩니다
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
전류가 변하는 곳에서는 반드시 전자파가 생겨요. 스위칭 전원이 초당 수십만 번 켜졌다 꺼지고, CPU 클록이 수 GHz로 뛰면 회로 기판의 배선이 작은 안테나가 되어 전자파를 내보내요. 이 전자파가 다른 기기의 배선에 들어가면 원래 신호에 노이즈로 섞여요. 헤어드라이어를 켜면 라디오가 지직거리고, 휴대폰을 스피커 옆에 두면 뚜뚜 소리가 나는 게 이런 간섭이에요. 가정에서는 불편한 정도지만 병원 의료기기, 항공기 계기, 자동차 제어장치에서는 사고로 이어질 수 있어요.
그래서 EMC 규제는 두 방향으로 기준을 둬요. 기기가 내보내는 전자파를 일정 수준 아래로 묶고, 동시에 외부 전자파를 받아도 오작동하지 않을 만큼 버티게 해요. 모든 기기가 이 두 기준을 지켜야 한 공간에서 함께 쓸 수 있어서, 국내에서는 KC 인증 항목에 포함돼 있어요.
설계에서는 노이즈가 전선을 타고 퍼지는 길과 공기 중으로 퍼지는 길을 모두 막아요. 금속 케이스나 차폐 캔으로 회로를 감싸 전자파가 새거나 들어오지 못하게 하고, 전원선에는 필터를 달아요. 노트북 충전 케이블에 달린 원통형 덩어리가 고주파 노이즈를 흡수하는 페라이트 코어예요. 기판에서는 접지면을 넓게 깔고 전류가 도는 고리 면적을 작게 만들어 안테나 효과를 줄여요. 클록 주파수를 좁은 범위에서 조금씩 흔들어 에너지를 넓게 퍼뜨리는 기법으로 특정 주파수에 몰리는 전자파 세기를 낮추기도 해요 :)