[EMC] What is EMI(Electro Magnetic Interference)?, 전자기 방해

EMC(Electro Magnetic Compatibility), 전자기 양립성

• EMI(Electro Magnetic Interference), 전자기 방해 (노이즈를 얼마나 발생시키는가)
  : EMI는 대상이 되는 제품의 동작으로 인해 노이즈가 얼마나 발생하여 주변의 IC나 시스템에 영향을 미치는지에 대한 지표로서 사용된다. 'EMI 특성이 좋다'는 것은 노이즈 발생이 적다는 것을 의미한다.
  • CE(Conducted Emission) : 전도 방출, 전원 또는 신호선과 같은 도체를 따라 이동한다.
  • RE(Radiated Emission) : 방사 방출, 전자기파로 공기를 통해 전송된다.
• EMS(Electro Magnetic Susceptibility), 전자기 민감성 (노이즈의 영향을 얼마나 받는가)
  : EMS는 대상이 되는 제품이 외부 노이즈의 영향을 받아도 오동작을 일으키지 않는 능력 및 내성의 지표로 사용된다. 따라서 'EMS 특성이 좋다'는 것은 노이즈의 영향을 받지 않는다는 것을 의미한다.
  • CS(Conducted Susceptibility) : 전도 민감성
  • RS(Radiated Susceptibility) : 방사 민감성

 

1. EMI(Electro Magnetic Interference), 전자기 방해 개요

 EMI는 정전기 결합, 전자기 유도 또는 전도로 인하여 전기 회로에 영향을 미치는 외부 소스에 의해 생성되는 교란, 잡음을 의미한다. 이러한 잡음은 전자 시스템의 성능을 저하시켜 잘못된 작동이나 예상치 못한 작동 결과를 초래한다. EMI는 전력선, 신호 케이블, 심지어 공중을 포함한 다양한 전송 매체를 통해 전파될 수 있기 때문에 여러 전자 장치가 동시에 작동하는 환경에서 굉장히 중요한 문제이다.

 

효과적인 EMI 관리는 전자 시스템이 허용 가능한 간섭 및 민감성 수준을 관리하는 전자기 호환성(EMC) 표준을 준수하는지 확인하는 데 중요하다. 대표적으로 CISPR 22의 국제 EMI 표준이 있는데, 이는 정보 기술 장비의 전파 방해 특성에 대한 제한 및 측정 방법을 제시한다. IT 장비의 방출 문제 해결을 위한 표준이며, 본 논문의 EMI 필터는 전도성 방출을 억제하는 것이며 CISPR 22에서 전도성 방출은 150kHz~30MHz에서 측정한다.

 

Conducted Emissions Limits

 

 

2. EMI 소스 및 유형

 EMI 소스는 자연적인 범주와 인공적인 범주로 분류될 수 있다. 자연 발생원에는 번개, 태양 플레어 및 우주 소음 등이 포함되는 반면, 인공 발생원은 주로 스위칭 전원 공급 장치, 모터, 통신 장치 및 디지털 회로와 같은 전자 장치 및 시스템이다.

 

EMI Source

 

EMI의 두 가지 기본 유형은 다음과 같다.

왼쪽: CM Noise / 오른쪽 : DM Noise

• 공통 모드(CM) 잡음 : CM 잡음은 공통 접지를 기준으로 2선 시스템의 두 라인에서 위상과 진폭이 동일한 잡음 신호를 나타낸다. 전원 공급 장치에서 CM 잡음은 일반적으로 전원 라인과 접지면을 포함한 주변 구조물 사이의 용량성 결합으로 인해 발생한다. 두 라인 모두 동일한 잡음 신호를 전달하므로 이는 특히 장비가 공통된 접지에 연결된 상황에서 중요한 간섭 원인이 된다
  
  
• 차동 모드(DM) 잡음 : DM 잡음은 시스템의 두 도체에서 위상이 다르게 나타나는 잡음 신호를 나타낸다. 이 잡음은 도체 사이의 임피던스 또는 인덕턴스 불일치와 같이 회로에 불균형이 있을 때 발생한다. 이상적인 경우에는 완벽한 결합이 존재하겠지만 실제에서는 100% 결합은 없기 때문에 누설이 존재할 수 밖에 없다. DM 잡음은 일반적으로 CM 잡음에 비해 크기가 낮지만, 의도한 신호를 직접적으로 방해할 수 있기 때문에 중요한 문제이다.