전자기 간섭
간단히 말해서 전자기 간섭(EMI)은 민감한 전자 장비 및 시스템에 대한 전자기장(예: 무선 주파수)의 영향입니다. 놀라울 정도로 넓은 영역에 퍼져 시스템에 심각한 손상을 줄 수 있습니다. 다행스럽게도 이 문제에 대한 두 가지 해결책이 있습니다: 필터링과 차폐.
EMI 필터링 및 차폐는 전자 장치 또는 시스템에서 EMI 문제를 해결하는 데 사용되는 두 가지 기술입니다. 전자 시스템의 경우 시스템의 EMI 노이즈인 복사 및 전도 방출뿐만 아니라 복사 및 전도 감도에 대한 우려가 있습니다.
그러나 차이점은 무엇입니까?
필터링
EMI, EMC 및 보호 요구 사항에 대한 간략한 역사
1930년대에 라디오가 전 세계적으로 빠르게 가정용 필수품이 되었을 때 사용자는 주파수가 다른 전자 및 전기 장비에 미치는 이상한 영향을 인지하기 시작했습니다. "전자기 간섭"으로 알려진 이 현상은 잘못된 무선 신호로부터 장비를 보호하는 방법의 필요성을 분명히 보여주었습니다.
이러한 문제에 대한 해결책은 파리에 있는 IEC(International Electrotechnical Commission)의 CISPR(International Special Committee on Radio Interference)이 EMI를 최소화하기 위한 최초의 권장 사항을 발표한 1933년에 나왔습니다. 한 시스템에서 생성된 노이즈가 다른 시스템의 성능을 방해하지 않도록 시스템을 상호 연결할 때 방출 제한이 발생합니다.
보다 포괄적인 EMI 필터링 및 차폐 방법과 방어용 장비에 대한 필요성은 1967년 베트남 주둔 미군을 지원하기 위해 통킹 만에 배치된 항공모함 USS Forrestal이 전자 장치가 고장나면서 치명적인 화재를 겪은 1967년에 인식되었습니다. 이상 현상이 Zuni 로켓을 촉발했습니다. 이로 인해 134명이 사망하고 200명에 가까운 부상자가 발생했습니다. 나중에 사고의 근본 원인은 잘못 설치된 차폐 케이블 커넥터와 비행 갑판의 여러 전자기장으로 인해 로켓에 불이 붙고 근처 비행기의 연료 탱크에 불이 붙은 것으로 밝혀졌습니다.
나중에 1990년대에 휴대폰 및 기타 휴대용 전자 장치가 보편화됨에 따라 여러 항공사는 이러한 장치 및 기타 장치의 신호가 항공 전자 장치를 방해하여 항공기의 안전한 비행 또는 항법 기능을 방해할 수 있음을 깨달았습니다. 군 지도자들은 자연적이든 인공적이든 전자기 간섭이 GNSS(Global Positioning System) 기술을 심각하게 방해하여 무인 항공기가 안정적으로 비행할 수 없게 만들 수 있음을 발견했습니다. 군사 활동으로 인한 GNSS 간섭 및 EMI는 오늘날까지 지속되는 민간 항공 비행 안전에서 주목할만한 문제입니다.
무선 간섭 후 마이크로파, 적외선, 감마선 및 X선을 포함하여 다양한 형태의 EMI가 인식되었으며, 각각은 다양한 방법과 장비로 제거할 수 있습니다. CISPR 권장 사항은 다음을 위한 현대 국제 표준의 기초를 형성합니다. EMI 방지 및 성능에 영향을 미치는 간섭 없이 전자 장비가 공존할 수 있는 방법을 정의합니다. 이를 전자파 적합성이라고 합니다.
전자기 호환성(EMC)은 외부 전자기 소스에 노출되고 내부에서 생성되는 원치 않는 전자기 에너지를 제한할 때 전기 및 전자 장비의 허용 가능한 작동 기능을 정의합니다.
EMC는 세 가지 측면, 즉 장비에서 생성되는 전자기 간섭 방사 제한, 외부 전자기 간섭 소스에 대한 장비의 민감성, 주어진 환경에서 작동할 때 장비의 내성으로 구성됩니다.
다양한 유형의 전자기 간섭
EMI는 일반적으로 원래 신호의 소스 또는 대역폭에 따라 네 가지 유형으로 분류할 수 있습니다. 협대역 EMI는 휴대폰, 라디오 또는 TV 전송에 의해 생성되는 반면 광대역 EMI는 더 넓은 무선 스펙트럼을 가지며 송전선과 같은 신호 소스에서 의도하지 않은 방사에 의해 생성됩니다. 방사선원에 따라 EMI는 의도적, 비의도적, 시스템 간 또는 시스템 내로 분류할 수 있습니다.
의도하지 않은 또는 "비작동" EMI는 용접 장비, DC 모터, 컴퓨터 및 전력선과 같은 의도하지 않은 장비에 의해 생성됩니다.
-IEMI(의도적 EMI)는 특수 설계된 장비에서 방출되는 EMI로, 종종 전자 대응책 및 전자기 펄스(EMP) 무기와 같은 전자전 시스템의 일부로 사용됩니다.
-시스템 간 EMI는 시스템 또는 장치의 두 구성 요소 간에 발생하는 간섭이며, 시스템 간 EMI는 둘 이상의 독립적인 시스템 간에 발생합니다.
다양한 유형의 EMI
EMI 필터링이란 무엇입니까?
EMI 필터링은 안정적인 작동과 전자파 적합성(EMC) 규정 준수를 보장하기 위해 전자 장비의 설계 및 제조에서 중요한 고려 사항입니다.
EMI 필터링은 전자 장치 또는 시스템에서 전자기 신호로 인해 발생하는 간섭을 줄이거나 제거하는 프로세스입니다. 전자 장비의 작동을 방해하거나 전자기 간섭을 일으킬 수 있는 원치 않는 전자기 신호(노이즈)를 필터링하는 데 사용되는 기술입니다.
EMI 필터는 일반적으로 장치의 입력 또는 출력에 배치되며 패널 장착 또는 PCB 장착이 가능합니다. 특정 주파수 범위에서 EMI를 감쇠하거나 억제하도록 설계된 커패시터, 인덕터 및 저항과 같은 수동 부품의 조합으로 구성됩니다. 그들은 일반적으로 전원 공급 장치, 오디오 장비, 컴퓨터 시스템 및 높은 신뢰성과 EMC 요구 사항을 가진 기타 전자 장비와 같은 전자 장비에 사용됩니다.
EMI 필터는 일반적으로 고주파 신호 또는 "노이즈"를 차단하면서 저주파 신호를 통과시키는 저역 통과 필터입니다. 커패시터는 특정 주파수를 차단하고 다른 주파수는 통과시킵니다. 커패시터는 접지면으로 방전되어 고주파 신호를 줄입니다. 인덕터는 다르게 작동합니다. 고주파 에너지를 흡수하여 열로 변환하여 고주파 노이즈를 억제합니다. 맞춤형 필터는 커패시터와 인덕터의 조합을 "조정"하여 특정 주파수 요구 사항을 충족하도록 "조정"할 수 있습니다.
EMI 필터는 차동 모드 필터와 공통 모드 필터의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 차동 모드 필터는 두 신호선 사이에서 발생하는 간섭을 감쇠시키고 공통 모드 필터는 신호선과 접지 사이에서 발생하는 간섭을 감쇠시킵니다.
EMI 차폐란?
EMI 차폐는 전자 기기나 시스템에서 방출되는 전자파를 줄이고 외부 전자파 신호가 이러한 기기의 동작을 방해하지 못하도록 하는 과정입니다. .EMI 차폐에는 구리 또는 알루미늄과 같은 전도성 재료를 사용하여 전자기 신호가 장치에 들어오거나 나가는 것을 차단하거나 감쇠시킵니다.
EMI 차폐는 장치 주변에 전도성 차폐(패러데이 케이지라고 함)를 배치하거나 장치를 전도성 물질로 코팅하여 수행할 수 있습니다. 전도성 차폐 또는 코팅은 전자기 신호가 장비에 들어가거나 나가는 것을 방지하는 장벽을 만들어 전자기 간섭의 위험을 줄입니다.EMI 차폐는 전자 부품, 회로 기판, 케이블 또는 전체 전자 장치 또는 시스템에 적용될 수 있습니다.
필터링 대 차폐
필터링과 차폐 사이의 선택은 장치의 감도 및 생성될 EMI의 양과 같은 다양한 요인에 따라 달라집니다. 전도도, 크기 및 비용도 최고의 EMI 솔루션을 선택하는 데 중요한 역할을 합니다.
차폐는 EMI 관리에 포괄적인 접근 방식을 취하는 반면 필터는 특정 EMI 영역을 대상으로 합니다. 차폐는 들어오는 에너지를 반사하면서 일부 흡수를 생성합니다. 이 에너지는 열로 변환되므로 일종의 열 관리가 필요합니다. 또한 차폐에 사용되는 재료의 품질은 출력뿐만 아니라 시스템의 무게에도 영향을 미칩니다. 즉, 차폐가 두꺼울수록 효과는 크지만 무거워집니다. 차폐는 EMI를 반사하고 억제하는 반면 필터는 가장 많은 간섭을 생성하는 시스템의 취약 지점을 해결하여 EMI를 제거합니다. 결과적으로 특정 요구 사항에 맞게 필터를 사용자 정의할 수 있습니다.
