전자파장해(EMI) 설명 영상

정의

전자파장해는 전자파 교란에 의해 기기·설비의 성능이 저하되는 현상이다.

교란은 원인이고 장해는 그 결과다. 두 용어는 원인과 결과로 구분해 쓴다.

쉽게 말해 한 기기가 내보낸 원치 않는 전자파가 옆 기기를 흔들어 잘못 동작하게 만드는 것이다.

용어 구분

먼저 EMI는 발생원이 내보내는 장해 전자파다. 기기가 내보내는 원치 않는 잡음이다.

EMC는 기기가 허용할 수 없는 전자파 교란을 일으키지 않고 만족스럽게 동작하는 능력이다.

EMS는 외부 전자파에 기기가 얼마나 민감하게 영향을 받는지 나타낸다. 내성이 크면 감수성은 작다.

세 요소와 대책

EMI는 세 요소의 결합으로 생긴다. 발생원, 결합 경로, 피해기기다.

발생원은 불요파를 만들고, 결합 경로는 전파가 지나가는 길이며, 피해기기는 그 영향을 받는다.

그래서 대책은 세 요소 중 하나 이상을 끊는 것이다.

공통 모드와 차동 모드

전도성 장해는 공통 모드와 차동 모드로 나뉜다. 공통 모드는 두 도체에 같은 위상으로 나타난다.

차동 모드는 두 도체에 반대 위상으로 나타나며, 도체 쌍 사이로 전달된다.

공통 모드 잡음은 케이블 전체가 안테나처럼 작용해 방사를 키우므로 특히 문제가 된다. 그래서 공통 모드 초크가 흔히 쓰인다.

계산 예제

신호선에 유도되는 전압은 상호 인덕턴스와 전류의 시간 변화율로 구한다.

M은 2μH, di/dt는 10A/μs를 대입하면 유도 전압은 20V가 된다.

단위는 H·A/s = V로 맞는다. 20V는 논리 회로에 큰 오동작 위험이 되므로 배선 대책이 필요하다.

트위스트 배선으로 M을 줄이면 유도 전압도 비례하여 줄어든다.

대책 비교

대책은 차폐, 필터, 접지, 배선·배치로 나뉘며 각각 효과와 한계가 다르다.

정전차폐는 접지한 금속 외함을, 전자차폐는 투자율이 높은 금속을 쓴다.

개선은 발생원을 먼저 줄이고, 결합 경로를 차단한 뒤, 감수 측 내성을 높이는 순서다.

정리

정리하자. EMI는 발생원의 장해 전자파이고, EMS는 피해기기의 감수성이다.

EMC는 장해를 주지 않고 견디는 능력으로, 기기의 특성이다.

대책은 발생원을 먼저 줄이고, 경로를 차단하며, 내성을 높이는 순서다.