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EMC

처음으로 > 기술자료 > EMC

  • 전자파 스펙트럼
  • 노이즈 발생과 원인
  • 허용오차 & 노이즈마진
  • EMC 대책기법

EMC 대책 기법

EMC(Electromagnetic compatibility) 대책 기법

  • 전기전자 기기의 불필요 방사 전자기 노이즈를 억제
  • 외부 전자기 노이즈에 대한 기기 자체의 전자파 내성을 강화하는 방법
  • 접지 (Grounding)
  • 배치 (Layout)
  • 필터링 (Filtering)
  • 차폐 (Shielding)

접지 (Grounding)

접지

신호 접지 (Signal Ground ; SG)
회로패턴에 적용되며 회로 전류를 귀환시키는 기능을 함
프레임 접지 (Frame Ground ; FG)
금속 케이스 및 샤시에 접지하며, 전류가 흐르면 안됨 (전류가 흐르면 외부로 노이즈 방사의 원인이 됨)

배치 및 필터링 (Layout and Filtering)

배치

  • 전자부품 및 내부 와이어와 같은 것들의 배치가 노이즈의 특성을 좌우함
  • 기본적으로 전기적인 성격이 다른 부분은 분리해야 함
  • 개발 초기 회로 설계 단계에서의 고려사항임
  • 입력과 출력, 디지털과 아날로그, 고속과 저속, 저임피던스와 고임피던스 등을 철저하게 분리되도록 부품을 배치

필터의 적용

  • 전자파 장해를 야기하는 특정 전자파만을 걸러내는 역할
  • 전도노이즈와 방사노이즈에 대한 대표적인 대책 으로 전원용과 신호용이 있음
  • 효과적인 배선 이미지
  • 잘못된 배선 이미지

차폐 (Shielding)

차폐

  • 노이즈의 영향을 받는 회로나 기기의 장해를 방지하는 가장 근본적인 방법
  • 정전차폐와 전자차폐로 구분됨
정전차폐
고전압/소전류의 경우에 유효한 대책이며, 낮은 레벨이나 고주파 회로에 효과적이고, 알루미늄이나 동의 금속케이스 혹은 차폐케이블을 사용함 (전기장 차폐)
전자차폐
저전압/대전류의 경우에 전자기적인 결합을 차폐시키는 게 목적이며, 외부로 자속의 영향을 받거나 외부로 자속을 누설하기 쉬운 부품을 고투자율을 갖는 금속케이스를 사용하여 차폐 시킴 (자기장 차폐)
  • 전계차폐 이미지
  • 자계차폐 이미지

노이즈 대책 순서

일반적인 노이즈 대책 순서

  • 유효한 신호 주파수 성분과 노이즈 주파수 분포 파악
  • 노이즈의 발생원과 전달경로의 파악
  • Shielding에 의한 노이즈 대책
  • 그라운드 강화
  • 필터에 의한 노이즈 대책
  • 노이즈 저감
1단계
문제가 된 노이즈와 꼭 필요한 신호 파악(오실로스코프, 스펙트럼 분석기로 측정)
2단계
노이즈 발생원과 전달경로 파악
  • 노이즈의 3가지 요소(발생원-전달경로- 수신기) 가운데 1가지 이상을 제거하면 노이즈 저감이 용이함
  • 일반적으로 전달경로에 대한 대책이 가장 쉬움 (전달경로 파악이 중요)
3단계
전도성 노이즈에 대해서는 우선적으로 접지를 강화하고 EMI 노이즈 필터에 의한 대책을 세우고, 방사성 노이즈에 대해서는 차폐가 가장 기본적인 대책임

SKIN DEPTH

SKIN DEPTH

전자여권 도입현황
f(Hz) 10 60 100 500 104 108 1010
Skin depth(mm) 20.8 8.6 6.6 2.99 0.66 6.6x10-3 6.6x10-4
Copper : σ = 5.8X107 mhos/m

차폐율 및 계산

전자파 차폐 측정장비를 이용한 차폐 효율 측정

SE = 10 log(Pi/Pt) [dB] : 차폐재 有無 시의 수신 전력을 측정

= 20 log(Ei/Et) [dB]

Pi : 입사 전자파 세기 (전력), Pt : 투과 전자파 세기

Ei : 입사 전자파 전기장 세기 Et : 투과 전자파 전기장 세기

차폐율 및 계산
dB 투과율 감쇄율% 비고
0 1 0% 차폐 효과 없음
20 1/10 90% 최소한도의 차폐
40 1/100 99% 평균정도의 차폐
60 1/1000 99.9%
80 1/10000 99.99% 평균 이상
100 1/100000 99.999% 최고 기술에 의한 차폐

저항에 따른 차폐율 및 용도

Fig. 체적고유저항에 대한 차폐 효율의 변화 그래프 이미지

저항에 따른 차폐율 및 용도
비저항 (Ωcm) 용도
108 대전방지 도료
발열도료, 정전기 도장 도료
아크용접용 도료
전자파 차폐 도료
클린룸, Tank
플라스틱 표면도장
용접재, 흡음재
전자기기 Housing
104
102
100
10-4

차폐율 측정방법

전자파 차폐율 측정 (ASTM D 4935)
원역장내 평면파가 시료에 수직으로 입사되는 조건에서 평면재료의 차폐효과 측정에 적용. 재료에 의한 반사 및 흡수로 인해 발생되는 차폐효과를 측정

ASTM D4935 방법 모식도 이미지