목차(전자파)
전자파
❗개요
- 전자파는 그림과 같이 전파와 자파가 서로 90도 의 각을 가지고 공간을 퍼져 나가는 파형
- 전자파는 그 파장에 따라서 각기 특유한 성질을 가지고 있는데, 이들을 구별하여 방송파, 적외선, 가시광선, 자외선, X선, γ선, 우주선 등으로 부르고 전자파로서 전달되는 에너지를 방사
- 전자파의 파장은 λ, 진동을 f, 속도를 c라 하면 λf=c의 관계가 성립하는데 여기서 c=10⁸[m/sec]로 광속
1️⃣전자파 용어
1)전자파 장해(EMI)
(Electromagnetic Interference): 전자파 간섭
- 정의: 한 전자기기에서 발생한 전자파가 다른 전자기기에 영향을 미쳐 오동작이나 잡음 등의 문제를 일으키는 현상을 의미합니다.
- 원인: 전자기기 내부의 스위칭 작용, 모터 작동, 고주파 신호 등 다양한 요인에 의해 발생할 수 있습니다.
- 종류: 전도
2)전자파 내성(EMS)
(Electromagnetic Susceptibility): 전자파 감수성
- 정의: 외부에서 발생한 전자파에 의해 전자기기가 오동작하거나 기능이 저하되는 현상을 의미합니다.
- 원인: 강한 전자파 노출, 번개, 전력선 서지 등 다양한 요인에 의해 발생할 수 있습니다.
- 결과: 데이터 손실, 시스템 다운, 오동작 등 심각한 문제를 야기할 수 있습니다.
3)전자파 적합성(EMC)
(Electromagnetic Compatibility): 전자파 적합성
- 정의: 전자기기가 다른 전자기기나 주변 환경으로부터 전자파 간섭을 받지 않고, 또한 스스로 다른 기기에 간섭을 일으키지 않는 상태를 의미합니다. 즉, 전자기기가 주변 환경과 조화롭게 공존할 수 있는 능력을 나타냅니다.
- 핵심: EMI와 EMS를 모두 포함하는 포괄적인 개념입니다.
- 목표: 전자기기 간의 상호 간섭을 최소화하여 시스템의 안정성과 신뢰성을 높이는 것입니다.
왜 EMC가 중요할까요?
- 전자기기의 증가: 현대 사회에서 전자기기의 사용이 급증하면서 전자파 간섭 문제가 더욱 심각해지고 있습니다.
- 안전성: 전자파 간섭은 의료기기 오작동, 통신 장애, 산업 시설의 고장 등 심각한 문제를 야기할 수 있습니다.
- 규제 강화: 많은 국가에서 전자기기에 대한 EMC 규제를 강화하고 있으며, 제품 출시를 위해서는 EMC 인증을 받아야 합니다.
EMC를 위한 노력
- 설계 단계: 회로 설계, 부품 선정, 배치 등을 통해 EMI를 최소화하고, 차폐, 필터링 등을 통해 EMS를 향상시킵니다.
- 시험: EMC 시험을 통해 제품의 전자파 적합성을 평가하고 문제점을 개선합니다.
- 규제 준수: 각 국가의 EMC 규제를 준수하여 제품을 개발하고 판매합니다.
3️⃣전자파 원인
1)시스템의 고직접화나 네트워크화 영향
- 한 시스템의 신호가 다른 시스템에 간섭되어 문제 발생
2)상호 EMI와 편측EMI
- 전자파는 복잡하게 혼재되어 있는 것이 일반적이다
4️⃣전자파 영향
1)설비의 기능 저하, 소자소손
2)메모리 소자의 오동작
3)신호선, 전원선으로 유입된 고조파에 의한 오동작
4)전자파, 노이즈에 의한 오동작
- 생산 품질의 저하
- 각종 산업재해
- 설비의 손상
5)자동화 설비의 오동작
- 자동제어의 오동작
- 일반 자동화설비 오동작
6)생체에 영향
- 열적 작용 : 신체 내의 온도 상승, 조직 외 국소 가열
- 자극 작용 : 신경근육세포 자극으로 인한 근육의 수축 또는 불수 현상
5️⃣전자파 대책
1)차폐에 의한 대책
노이즈는 전원선에 침입하는 전도노이즈와 공간을 전파하는 방사노이즈가 있으나 차폐가능한 노이즈는 방사노이즈
- 자기차폐
고투자율을 가진 재료를 사용해서 자기저항이 작은 자기차폐 부분에 자력선을 통하여 효과
- 전자파 차폐
금속 하우징이나 플라스틱 하우징의 표면에 도전성 도표를 도포하는 법과 하우징에 사용되는 플라스틱 자체에 도전선을 부여하는 방법
2)흡수에 대한 대책
- 전자파 흡수체
전자파를 반사시키지 않고 내부에서 흡수하여 열에너지로 바꾸어 감쇄하는 것으로 저항손실형, 자기손실형, 복합형이 있다.
- 전자파 암실
전자파 차폐 시의 내부에 전자파 흡수체를 장치라여 실내 외의 전자파의 차폐 뿐 아니라 차폐실 내부의 발생 전자파가 벽면에서 반사하지 않고 흡수됨
3)접지에 대한 대책
정전기 및 전자파 장해 방지를 위한 등전위 접지 실시
- 안전접지
충전부의 절연파괴로 인한 누전 등으로 감전사고 방지를 위한 것
- 신호접지
신호커먼을 공통 전위를 주어 동작의 안정화를 꾀함
4)와이어링에 의한 대책
- 정전결합에 의해 유도되는 전자파 장해대책
- 전원선 통신선의 정전결합(C)에 의해서 발생한다
- 저감법
- 선간의 유전율 감소
- 도선길이를 감소
- 물리적으로 밀접한 회전 간의 전압 타이를 감소
- 신호원 Z와 부하의 Z를 감소
- 전자결합에 의해 유도되는 Noise 장해대책
- 전원선과 통신선과의 상호 인덕턴스(M)에 의해서 발생
- 저감법
- 거리를 이격한다
- 구간을 짧게 한다
- 금속관에 넣는다
- TwistPair 케이블을 사용한다
5)필터의 설치
- 전원선을 따라오는 노이즈를 방지하기 위해 사용되는 필터는 전원라인필터이며, 보통 전원 주파수를 통과대역으로 하고 고주파 노이즈를 제거하는 저역 통과필터(LowPassFilter)가 사용된다.
- 전원필터에는 보통 차폐실용 필터와 일반 전자기기용 필터가 있는데 차폐실용은 14[kHz]~2[GHz]에서 80~100[dB]의 감쇄특성을 가지는 것이 많다.
- 이에 비해 전자기기용 필터는 150[kHz]~30[MHz]의 주파수 대역에서 감쇄특성을 가지는 필터가 많이 사용되고 있다
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🌐V1017Z24
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